Производство губчатого железа и бездоменное получение чугуна
Автор: Антонов А.В.
Описание: В статье описываются базовые основы построения технологии прямого восстановления железа.
Производство губчатого железа и бездоменное получение чугуна
Автор: Антонов А.В.
Описание: В статье описываются базовые основы построения технологии прямого восстановления железа.
2006 – 2007 г.г. общий объем производства губчатого железа (ГЖ) в мире составлял около 50 млн. т в год.
В настоящее время 90% ГЖ производится с использованием в качестве восстановителя продуктов конверсии природного газа. Конверсия протекает по одной из приведенных ниже химических реакций:
– кислородная или воздушная
– паровая
– углекислотная
Однако, учитывая постоянно возрастающую стоимость природного газа, можно предполагать, что в будущем преимущественное развитие получат технологии, основанные на использовании в качестве восстановителей различных сортов угля.
Несмотря на наличие большого количества разработанных технологий получения ГЖ в промышленных масштабах до настоящего времени используются только процессы Мидрекс (Midrex) и ХИЛ (HYL). Оба они являются процессами низкотемпературного восстановления предварительно подготовленного железорудного сырья, которое осуществляется в противоточных шахтных реакторах восстановительным газом, полученным путем конверсии природного газа.
Наиболее отработанным и широко распространенным процессом производства ГЖ является процесс Мидрекс, разработанный в 1966 г. фирмой Midland-Ross Corporation. К 2002 г. этот процесс использовался в 18 странах мира, где работало 49 агрегатов.
С 1983 г. на Оскольском электрометаллургическом комбинате (ОЭМК) работают четыре модуля процесса Мидрекс общей производительностью 1,7 млн. т металлизованного сырья в год.
На ОЭМК реализован один из первых вариантов технологии процесса Мидрекс, схема которого представлена на рисунке 5.1.
Исходным сырьем для получения ГЖ является магнетитовый концентрат, к которому предъявляются следующие требования:
Общее содержание железа – максимальное, но не ниже 67%;
Содержание кислотных оксидов (SiO2+Al2O3+TiO2) предпочтительно < 2%, допускается < 3%;
Содержание основных оксидов – допускается < 3% (поскольку они заменяют флюс в сталеплавильном производстве);
Содержание фосфора < 0,030%;
Содержание серы < 0,008%;
Содержание марганца – минимально возможное для уменьшения шлакообразования в электропечи;
Содержание щелочей (Na и К) – минимально возможное, так как они способствуют разрушению шихтовых материалов во время восстановления;
Цинк может присутствовать при переработке рециркулируемых материалов и является нежелательным для шахтных агрегатов элементом из-за его циркуляции внутри агрегатов;
Содержание Cr, Pb, Cu, Sn, Ni, Mo, As, Sb, V, Li и других примесей цветных металлов должно быть максимально ограничено;
Содержание (Cu+Ni+Cr+Mo+Sn) должно быть < 0,16%. Таким пределом ограничено содержание этих элементов в оборотном металлическом ломе;
Содержание гидратной влаги и потери при прокалке (СО2) нежелательны из-за их влияния на расход топлива.