Published April 5, 2023 | Version v1
Publication Open

Recent Trends in the Technologies of the Direct Reduction and Smelting Process of Iron Ore/Iron Oxide in the Extraction of Iron and Steelmaking

  • 1. University of Ibadan
  • 2. Ambrose Alli University

Description

The blast furnace and direct reduction processes have been the major iron production routes for various iron ores (i.e. goethite, hematite, magnetite, maghemite, siderite, etc.) in the past few decades, but the challenges of maintaining the iron and steel-making processes are enormous. The challenges, such as cumbersome production routes, scarcity of metallurgical coke, high energy demands, and high cost of production, cannot be overemphasized. This study provides a systematic overview of the different ironmaking routes, their operational limitations and proper sound future perspectives to mitigate the challenges involve based on iron production demands in the modern-day metallurgical process. Subsequently, strategic ways toward improving the production efficiency and product quality of metallic iron produced in the recent iron processing routes were suggested. The study reiterated that the non-contact direct reduction and reduction-smelting routes are the faster ironmaking and steelmaking processes that can utilize alternative energy sources efficiently with little or no carbon deposition. Both processes also have promising features based on their requirements in terms of fewer energy demands, time-saving, cost-effectiveness, and operational efficiency. Thus, in today's iron and steelmaking processes, non-contact direct reduction and reduction-smelting processes remain viable alternative iron production routes.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

كانت عمليات فرن الصهر والتخفيض المباشر هي طرق إنتاج الحديد الرئيسية لخامات الحديد المختلفة (مثل الجيثيت والهيماتيت والمغنيتيت والمغميتي والسيدريت وما إلى ذلك) في العقود القليلة الماضية، ولكن تحديات الحفاظ على عمليات تصنيع الحديد والصلب هائلة. لا يمكن المبالغة في التأكيد على التحديات، مثل طرق الإنتاج المرهقة، وندرة فحم الكوك المعدني، وارتفاع الطلب على الطاقة، وارتفاع تكلفة الإنتاج. تقدم هذه الدراسة نظرة عامة منهجية على طرق صناعة الحديد المختلفة وقيودها التشغيلية ووجهات النظر المستقبلية السليمة المناسبة للتخفيف من التحديات التي تنطوي عليها متطلبات إنتاج الحديد في العملية المعدنية الحديثة. بعد ذلك، تم اقتراح طرق استراتيجية لتحسين كفاءة الإنتاج وجودة المنتج للحديد المعدني المنتج في طرق معالجة الحديد الحديثة. أعادت الدراسة التأكيد على أن طرق الصهر والتخفيض المباشر غير الملامس هي أسرع عمليات صناعة الحديد والصلب التي يمكن أن تستخدم مصادر الطاقة البديلة بكفاءة مع ترسب قليل أو معدوم للكربون. تتميز كلتا العمليتين أيضًا بميزات واعدة بناءً على متطلباتهما من حيث تقليل الطلب على الطاقة وتوفير الوقت وفعالية التكلفة والكفاءة التشغيلية. وبالتالي، في عمليات صناعة الحديد والصلب اليوم، تظل عمليات الصهر والتخفيض المباشرة غير الملامسة طرقًا بديلة قابلة للتطبيق لإنتاج الحديد.

Translated Description (French)

Le haut fourneau et les processus de réduction directe ont été les principales voies de production de fer pour divers minerais de fer (goethite, hématite, magnétite, maghémite, sidérite, etc.) au cours des dernières décennies, mais les défis liés au maintien des processus de fabrication du fer et de l'acier sont énormes. On ne saurait trop insister sur les défis, tels que les routes de production encombrantes, la rareté du coke métallurgique, les demandes élevées en énergie et les coûts de production élevés. Cette étude fournit un aperçu systématique des différentes voies de fabrication du fer, de leurs limites opérationnelles et des perspectives d'avenir appropriées pour atténuer les défis liés à la demande de production de fer dans le processus métallurgique moderne. Par la suite, des moyens stratégiques d'améliorer l'efficacité de la production et la qualité des produits de fer métallique produits dans les récentes voies de traitement du fer ont été suggérés. L'étude a réitéré que les voies de réduction directe sans contact et de réduction-fusion sont les procédés de fabrication du fer et de l'acier les plus rapides qui peuvent utiliser efficacement des sources d'énergie alternatives avec peu ou pas de dépôt de carbone. Les deux processus présentent également des caractéristiques prometteuses en fonction de leurs exigences en termes de réduction de la demande d'énergie, de gain de temps, de rentabilité et d'efficacité opérationnelle. Ainsi, dans les processus actuels de fabrication du fer et de l'acier, les processus de réduction directe sans contact et de réduction-fusion restent des voies de production de fer alternatives viables.

Translated Description (Spanish)

Los procesos de alto horno y reducción directa han sido las principales rutas de producción de hierro para varios minerales de hierro (es decir, goetita, hematita, magnetita, maghemita, siderita, etc.) en las últimas décadas, pero los desafíos de mantener los procesos de fabricación de hierro y acero son enormes. Los desafíos, como las rutas de producción engorrosas, la escasez de coque metalúrgico, las altas demandas de energía y el alto costo de producción, no se pueden enfatizar lo suficiente. Este estudio proporciona una visión general sistemática de las diferentes rutas de fabricación de hierro, sus limitaciones operativas y las perspectivas futuras adecuadas para mitigar los desafíos que implican las demandas de producción de hierro en el proceso metalúrgico moderno. Posteriormente, se sugirieron formas estratégicas para mejorar la eficiencia de la producción y la calidad del producto del hierro metálico producido en las rutas de procesamiento de hierro recientes. El estudio reiteró que las rutas de reducción directa y reducción-fusión sin contacto son los procesos de fabricación de hierro y acero más rápidos que pueden utilizar fuentes de energía alternativas de manera eficiente con poca o ninguna deposición de carbono. Ambos procesos también tienen características prometedoras en función de sus requisitos en términos de menos demandas de energía, ahorro de tiempo, rentabilidad y eficiencia operativa. Por lo tanto, en los procesos actuales de fabricación de hierro y acero, la reducción directa sin contacto y los procesos de reducción-fusión siguen siendo rutas alternativas viables de producción de hierro.

Files

1120326.pdf

Files (7.0 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:38f95c62186fe20e3717b9ba48b6b570
7.0 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
الاتجاهات الحديثة في تقنيات عملية الاختزال والصهر المباشر لخام الحديد/أكسيد الحديد في استخراج الحديد وصناعة الصلب
Translated title (French)
Tendances récentes dans les technologies du procédé de réduction directe et de fusion du minerai de fer/oxyde de fer dans l'extraction du fer et de l'acier
Translated title (Spanish)
Tendencias recientes en las tecnologías del proceso de reducción directa y fundición de mineral de hierro/óxido de hierro en la extracción de hierro y siderurgia

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4383958533
DOI
10.5772/intechopen.1001158

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Nigeria

References

  • https://openalex.org/W1798592814
  • https://openalex.org/W1977248491
  • https://openalex.org/W1980023550
  • https://openalex.org/W1982113542
  • https://openalex.org/W1983793119
  • https://openalex.org/W1987879837
  • https://openalex.org/W1994733070
  • https://openalex.org/W2004777354
  • https://openalex.org/W2005198067
  • https://openalex.org/W2008163860
  • https://openalex.org/W2010756549
  • https://openalex.org/W2016551754
  • https://openalex.org/W2018283162
  • https://openalex.org/W2023142323
  • https://openalex.org/W2023167891
  • https://openalex.org/W2025491981
  • https://openalex.org/W2026658157
  • https://openalex.org/W2038922026
  • https://openalex.org/W2060091057
  • https://openalex.org/W2062441059
  • https://openalex.org/W2063200714
  • https://openalex.org/W2066779511
  • https://openalex.org/W2067218917
  • https://openalex.org/W2067231242
  • https://openalex.org/W2075092726
  • https://openalex.org/W2082539067
  • https://openalex.org/W2087602912
  • https://openalex.org/W2094149156
  • https://openalex.org/W2095265822
  • https://openalex.org/W2103274745
  • https://openalex.org/W2104427480
  • https://openalex.org/W2106238617
  • https://openalex.org/W2148866889
  • https://openalex.org/W2149277468
  • https://openalex.org/W2152537746
  • https://openalex.org/W2244928157
  • https://openalex.org/W2317220349
  • https://openalex.org/W2335119618
  • https://openalex.org/W2484292769
  • https://openalex.org/W2591985243
  • https://openalex.org/W2620328195
  • https://openalex.org/W2767610164
  • https://openalex.org/W2785469378
  • https://openalex.org/W2801185397
  • https://openalex.org/W2889165195
  • https://openalex.org/W2901220177
  • https://openalex.org/W2902675429
  • https://openalex.org/W2904662583
  • https://openalex.org/W2913881644
  • https://openalex.org/W2914114387
  • https://openalex.org/W2919072012
  • https://openalex.org/W2926570334
  • https://openalex.org/W2937051430
  • https://openalex.org/W2942308521
  • https://openalex.org/W2949332285
  • https://openalex.org/W2963812245
  • https://openalex.org/W2968380996
  • https://openalex.org/W2969634850
  • https://openalex.org/W2982564971
  • https://openalex.org/W3003497860
  • https://openalex.org/W3004437992
  • https://openalex.org/W3010320851
  • https://openalex.org/W3012317421
  • https://openalex.org/W3015839718
  • https://openalex.org/W3016355804
  • https://openalex.org/W3034686668
  • https://openalex.org/W3081020543
  • https://openalex.org/W3083755634
  • https://openalex.org/W3097046321
  • https://openalex.org/W3109888029
  • https://openalex.org/W3128685387
  • https://openalex.org/W3132674485
  • https://openalex.org/W3134282628
  • https://openalex.org/W3155493381
  • https://openalex.org/W3156490415
  • https://openalex.org/W3186533214
  • https://openalex.org/W3189069955
  • https://openalex.org/W4200408617
  • https://openalex.org/W4206910938
  • https://openalex.org/W4213135309
  • https://openalex.org/W4292809449
  • https://openalex.org/W4300485674
  • https://openalex.org/W4367466945
  • https://openalex.org/W749172553