علاوه بر این، DRI چالش‌های قابل‌توجهی را با حمل‌ونقل و ذخیره‌سازی دارند زیرا نرمه قابل‌توجهی را در طی انتقال ایجاد می‌کند. از منظر عملیاتی، به نظر می‌رسد که چدن خام به‌عنوان یک منبع OBM در فولادسازی الکتریکی، انتخاب مطلوب‌تری باشد.

درحال‌حاضر چدن خام عمدتاً از مسیر کوره بلند تولید می‌شود. بهره‌برداری از کوره بلند و فرآیندهای کمکی آن به دلیل استفاده از زغال‌سنگ و کک، بیشترین میزان انتشار CO2 در هر تن تولید فولاد را دارد. فرآیندهای DRI پایه گاز طبیعی، کمتر از نیمی از CO2 یک کوره بلند را منتشر می‌کنند. بنابراین، فرصتی اساسی برای حذف معایب DRI و نزدیک‌تر کردن آن به چدن خام وجود دارد، در حالیکه انتشار کلی CO2 را پایین نگه می‌دارد.

در این مقاله، دو رویکرد برای افزایش ارزش استفاده از DRI در فولادسازی الکتریکی بیان شده است. روش اول بر پایه پیش‌گرمایش DRI قبل از ورود به کوره‌الکتریکی با استفاده از احتراق اکسیژن – سوخت است و روش دوم، تبدیل کامل DRI به چدن خام مذاب یا چدن خام توسط ذوب‌کردن با استفاده از احتراق اکسیژن – سوخت است. هر دو رویکرد بر پایه احتراق گاز طبیعی و یا هیدروژن به‌عنوان سوخت برای به حداقل رساندن انتشار CO2 هستند. بخش‌های بعدی این رویکردها را توصیف نموده و مزایا، امکان‌سنجی و مراحل بالقوه بعدی را تشریح می‌کنند.

شکل(۲): فرآیند پیش‌گرمایش DRI شرکت ایر پروداکتس (در انتظار ثبت اختراع)

مزایای شارژ کردن DRI گرم خروجی از راکتور ستونی احیا، یعنی افزایش بهره‌وری و کاهش مصرف برق به خوبی مستند شده است. تعداد اندکی از کارخانه‌های DRI در جهان دارای تجهیزات مناسب یک EAF در پایین‌دست خود برای شارژ گرم DRI خروجی از راکتور ستونی احیا به EAF هستند. اما، تعداد قابل‌توجهی از کارخانه‌های فولادسازی که از DRI استفاده می‌کنند، آن را در دمای محیط دریافت می‌کنند، بنابراین ارزش مصرفی بالقوه آن کاهش می‌یابد. پیش‌گرمایش DRI راهی برای چنین عملیاتی جهت افزایش ارزش مصرفی DRI قبل از شارژ آن به کوره ارائه می‌دهد.
فرآیند پیش‌گرمایش DRI شرکت “ایر پروداکتس” (در انتظار ثبت اختراع) در شکل (۲) نشان داده شده است. در این فرآیند، DRI با استفاده از مشعل‌های “اکسیژن – سوخت” روی تسمه نقاله قبل از شارژ به کوره، پیش‌گرم می‌شود. پیش‌بینی شده که قسمت انتهایی نوار نقاله حمل‌و‌نقل به یک تونل با دیواره نسوز تبدیل شود که مشعل‌های اکسیژن-سوخت را در خود جای می‌دهد. احتراق “اکسیژن-سوخت” به احتراق سوخت در حضور اکسیژن خالص به عنوان اکسیدکننده مربوط می‌شود. برخلاف احتراق “هوا-سوخت”، در احتراق “اکسیژن-سوخت”، نیتروژن وجود ندارد تا گرمای احتراق را از طریق گازهای دودکش خارج کند. بنابراین، با احتراق “اکسیژن-سوخت”، گرمای بیشتری در دسترس محصول قرار می‌گیرد که باعث افزایش بازدهی و دمای قابل دستیابی می‌شود. احتراق “اکسیژن-سوخت” به‌طور موثر در EAFها جهت تکمیل انرژی الکتریکی برای ذوب کردن فولاد و همچنین در صنعت شیشه برای ذوب شیشه استفاده می‌شود.

پارامترهای مختلف اظهارشده مورد استفاده در فرآیند در جدول (۲) توضیح داده شده است. تأثیر CO2 اضافی احتراق در حد ناچیز MT/MT DRI 0.02 برآورد شده است. محاسبات نشان می‌دهند که افزودن این فرآیند پیش‌گرمایش برای یک کارخانه ذوب با EAF که DRI سرد را شارژ می‌کند، می‌تواند به صرفه‌جویی ۳/۲ دلار بر تن فولاد مذاب برای کارخانه فولاد با درنظر گرفتن بهبود هزینه ثابت (ناشی از استفاده از ظرفیت) و هزینه‌های عملیاتی منتج شود.

برآورد شده است. محاسبات نشان می‌دهند که افزودن این فرآیند پیش‌گرمایش برای یک کارخانه ذوب با EAF که DRI سرد را شارژ می‌کند، می‌تواند به صرفه‌جویی ۲/۳ دلار بر تن فولاد مذاب برای کارخانه فولاد با درنظر گرفتن بهبود هزینه ثابت (ناشی از استفاده از ظرفیت) و هزینه‌های عملیاتی منتج شود.

درحال‌حاضر این فرآیند برای امکان‌سنجی و قابلیت کاربرد مشعل‌های “اکسیژن-سوخت” برای پیش‌گرمایش DRIمورد ارزیابی قرار گرفته است. برای مثال، شکل (۳) نتایج حاصل از آزمایش‌های پیش‌گرمایش تک گندله انجام‌شده در آزمایشگاه‌های احتراق شرکت “ایر پروداکتس” را نشان می‌دهد.
دماهای قابل‌توجه پیش‌گرمایش C˚۸۰۰< (شکلb3) را می‌توان در مقیاس یک گندله با اکسیداسیون مجدد ناچیز گندله‌ها به‌دست آورد (شکلc3). اکنون ارزیابی بیشتر با پشته‌های پلت چندلایه برای شبیه‌سازی پیش‌گرم شارژ بر روی تسمه نقاله درحال انجام است. لایه‌های چندتایی چالش‌هایی را در انتقال حرارت از مشعل‌ها ایجاد می‌کنند، اما می‌توان با استفاده از افزایش ممنتوم در مشعل‌ها، توزیع گندله‌ها و بازچرخانی موثر گازهای حاصل از احتراق بر آنها غلبه کرد. مراحل بعدی شامل افزایش مقیاس آزمایش‌ها به مقیاس نمونه اولیه و آزمایش میدانی در یک کارخانه تولید با EAF است.