Раздел 2. Производство чугуна и железа

Цель раздела:

Ознакомиться с современными технологиями доменного производства металла

План раздела.

2.1. Технологии доменного процесса

2.2. Показатели работы доменных печей

2.3. Способы внедоменного (бескоксового) получения железа

2.3. Способы внедоменного (бескоксового) получения железа

1. ИНДУКЦИОННАЯ ПЛАВКА

Особенности индукционной плавки:

• 1) индукционная плавильная печь является "чистым" агрегатом для переплавки металлов.

• 2) температуру и характер ее изменения можно регулировать в широких пределах;

• 3) электромагнитные силы воздействуют только на металл. Нетокопроводящие включения выталкиваются, происходит самоочистка расплавленного металла и т.д.

Недостатком индукционных печей является низкая температура и активность шлака, поскольку он нагревается от металла.

2. ЭЛЕКТРОДУГОВАЯ ПЛАВКА

Происходит в дуговых печах путем нагрева металла электрической дугой. Преобразование электрической энергии в тепловую происходит в электрической дуге, являющейся одной из форм разряда в газах.

Прямое восстановление железа

Под процессами прямого восстановления железа понимают такие процессы, которые дают возможность получать непосредственно из руды металлическое железо, минуя доменную печь. Способы прямого получения железа позволяют вести процесс, не расходуя металлургический кокс, заменяя его другими видами топлива. Известно, что использование железа прямого восстановления при выплавке стали (в основном, в электродуговых печах) позволяет производить наиболее высококачественный, экономически выгодный (с относительно низкой энергоемкостью) и экологически чистый металл без примесей серы и фосфора, пригодный для удовлетворения самых высоких требований таких отраслей-потребителей, как машиностроение (авиа-, судостроение и т. д.). В настоящее время предложено более 20 различных способов прямого получения железа.

Причины поиска новых технологий:

- дефицит энергоресурсов и в частности кокса

- быстро растущая потребность в высококачественном металле.

- Авиация, ракетная техника, приборостроение – вот далеко не полный перечень потребителей наиболее чистых металлов.

Железо прямого восстановления (или губчатое железо) в основном производят в виде металлизированных окатышей:холодных СDRI (Сool Direct Reduced Iron) или горячих HDRI (Hot Direct Reduced Iron), а также горячебрикетированного железа НBI (Hot Briquetted Iron).

Окатыши СDRI получают в основном в шахтных печах с охлаждением в нижней части печи до 50º С, после чего отравляются на склад, а затем загружаются в электропечь.

Окатыши HDRI выгружаются из установки прямого восстановления в горячем состоянии и загружаются в расположенную рядом электропечь при температуре 600º С и выше.

Горячебрикетированное железо НBI получается путем прессования брикетов размерами 30х50х110 мм в формы в виде подушек из металлизированного продукта, который выгружается из печи при температуре около 700º С.

Преимущества прямого восстановления железа:

- дают возможность получать непосредственно из руды металлическое железо, минуя доменную печь;

- позволяют вести процесс, не расходуя металлургический кокс, заменяя его другими видами топлива;

- возможность переработки бедных железных руд;

- нет наличия примесных элементов;

- перерабатывают исключительно кусковой железорудный материал;

- использование новых видов энергии.

Продукты прямого восстановления:

- Губчатое железо;

- Металлизованная шихта;

- Кричное железо;

- Чугун или углеродистый полупродукт.

В настоящее время предложено более 20 различных способов прямого получения железа!

Способы прямого получения железа:

1. Производство железа в шахтных печах (технология Midrex)

2. Производство железа в периодически действующих ретортах (технология HYL/Energiron)

3. Производство железа на движущейся колосниковой решетке

4. Производство железа во вращающихся трубчатых печах

5. Производство железа в реакторах кипящего слоя

6. Агрегаты FASTMET и ITmk3

7. Химико-термический способ получения железа