احیا مستقیم یک واکنش شیمیائی است که بین هیدروژن و مونواکسیدکربن با اکسیژن موجود در اکسید آهن انجام میشود. محصول این واکنش آهن فلزی است که در واحدهای فولادسازی مورد استفاده قرار میگیرد. برای انجام واکنش احیای مستقیم، اکسید آهن و گاز احیا (گازی که دارای درصد مناسبی هیدروژن و مونواکسیدکربن است) در کوره میدرکس در تماس با هم قرار میگیرند. بهترین شرایط واکنش کوره میدرکس در صورتی حاصل میشود که جریان مواد جامد و گاز در خلاف جهت هم باشد. به این منظور، داخل کوره مواد جامد به صورت پیوسته از بالای کوره وارد شده و به سمت پایین کوره حرکت میکند و گاز احیا نیز درون کوره به صورت پیوسته به سمت بالا در جریان خواهد بود. محصول خروجی از کوره آهن اسفنجی (DRI) نامیده میشود. آهن اسفنجی خروجی از کوره های کمبو میتواند به صورت گرم یا سرد از کوره خارج شود.
یک واحد میدرکس را می توان به سه بخش اصلی تقسیم کرد. بخشی که فرآیند اصلی احیا در آن انجام میشود به نام Core شناخته میشود. وظیفه تامین و حمل مواد اکسیدی با نرخ و ترکیب و معین به کوره و انتقال مناسب محصول به سمت مخازن محصول بر عهده بخش MHU است. در نهایت بخشی که وظیفه تأمین آب مربوط به کولرها، اسکرابرها، غبارگیرها، ماشین آلات و تجهیزات را برعهده دارد بنام بخش WTPدسته بندی میگردد.
- Core: این قسمت شامل تجهیزات اصلی مورد نیاز برای انجام فرایند احیا است. اصلی ترین بخش این قسمت کوره احیا می باشد که واکنش احیا مستقیم درون آن و بر اثر تماس گندله های اکسیدی با گاز احیایی انجام می شود. از دیگر بخشهای اصلی این ناحیه می توان به ریفرمر اشاره نمود که در آن بر اثر انجام واکنش ریفرمینگ گاز ورودی به ریفرمر در حضور کاتالیستها و در دمای بالا، گاز احیایی مورد نیاز واحد جهت احیای گندله های اکسیدی ورودی به کوره تامین میگردد. در واکنش ریفرمینگ، متان موجود در گاز طبیعی با بخار آب یا دی اکسیدکربن واکنش داده و هیدروژن و مونواکسیدکربن (گاز احیا) تولید می شود. جهت جلوگیری از اتلاف انرژی سیستم از یک بازیاب حرارتی نیز استفاده می شود که بنام رکوپراتور شناخته می شود. رکوپراتور در حقیقت مانند یک مبدل حرارتی عمل می کند و در آن از گازهای داغ حاصل از سوختن مشعلهای ریفرمر، برای گرم کردن گازهای مورد استفاده در فرآیند استفاده می شود. بدین ترتیب از اتلاف حرارت در سیستم جلوگیری می شود. از تجهیزات دیگری که در این قسمت قرار دارد می توان به کمپرسورها اشاره کرد که وظیفه تأمین فشار سیستم را بر عهده دارند.دمنده های هوا نیز در این قسمت قرار می گیرند که هوای مورد نیازجهت انجام واکنش سوختن در مشعلها و … را تأمین می کنند. تجهیز مهم دیگری که در این قسمت در نظر گرفته می شود اسکرابر می باشد که وظیفه شستشو و خنک سازی گاز خروجی از کوره را بر عهده دارد. گاز با عبور از میان قسمتهای مختلف اسکرابر علاوه بر شستشو و جدا سازی نرمه های موجود در گاز، خنک نیز می گردد. در این قسمت می توان با تنظیم دمای گاز خروجی از اسکرابر میزان بخار آب موجود در گاز فرایند سیستم را تنظیم نمود.
- MHU: سیستم انتقال مواد در کارخانه احیای مستقیم به دو دسته تقسیم می شود. سیستم انتقال مواد اکسیدی از محل مخزن روزانه تا کوره احیای مستقیم که وظیفه آن تحویل مواد اولیه با یک سرعت ثابت و توزیع مناسب به قیف شارژ کوره است، و بخش انتقال محصول که دریافت آهن اسفنجی از پایین کوره و حمل آن به مخزن ذخیره محصول را بر عهده دارد. این سیستم از تجهیزاتی مانند سرند، شوت، دایورتور، نوار نقاله، رولر، درام و تجهیزات ابزار دقیق تشکیل شده است.
- WTP: این قسمت از واحد وظیفه تأمین و آماده سازی آب مورد نیاز فرآیند و ماشین آلات را بر عهده دارد. آب مورد استفاده در واحد میدرکس را می توان به سه بخش اصلی تقسیم بندی کرد: آب پروسس تمیز، آب پروسس کثیف و آب ماشین آلات. آب پروسس تمیز وظیفه خنک کاری کولرهایی را بر عهده دارد که با گازهای خروجی از ریفرمر در ارتباط هستند. آب پروسس کثیف با اسکرابرها و تجهیزاتی در تماس است که با گازهای خروجی از کوره در تماس می باشند. سیستم آب ماشین آلات شامل یک سیکل بسته می باشد که در این سیکل وظیفه خنک کاری آب بر عهده یک مبدل حرارتی است. به طور اختصار از تجهیزاتی که در این بخش وجود دارد میتوان به کولینگ تاورها، مبدل حرارتی، کلاریفایر، کلاسیفایر، پمپها و … اشاره نمود.
مزیتهای واحد مگا مدول کمبو: از جمله مزایای عمده این روش میتوان به کاهش قابل توجه هزینه فولادسازی در هنگام استفاده از محصول گرم و انتقال آن به قسمت فولاد سازی اشاره نمود. با مقایسه دو طرح سری ۸۰۰ و مگا مدول می توان در یافت که در واحد مگا مدول به دلیل ظرفیت بالاتر تولید هزینه های بهره برداری، پرسنلی، تعمیر و نگهداری به ازای تن محصول تولید شده نسبت به واحدهای سری ۸۰۰ کمتر خواهد بود. همچنین هزینه قطعات یدکی به ازاء تن تولید در واحد های مگامدول نسبت به واحد های کوچکتر نیز کمتر خواهد بود.
