Особенности процесса металлизации с использованием твердого топлива.

Твердое топливо можно использовать в процесс без особой предварительной подготовки.

Требования к твердому топливу:

реакционная способность. Угли с высокой реакционной способностью(бурые, лигниты) с одной стороны, приводят к повышению скорости процесса восстановления и степени металлизации, а так же способствует снижению температуры в ечи, с другой стороны, требуется их повышенный расход на процесс в связи с их интенсивным выгоранием. Угли с низкой реакционной способностью(например антрацит) действуют в обратном направлении, поэтому наиболее эффективны смеси из низкореакциооных и высокореакционных углей.

Так же большое значение имеет содержание в топливе золы, ее основность и температура размягчения, фракционный состав топлива и содержание серы в углях. Содержание золы не должно превышать 20% , предпочтительными являются угли с соновной породой. Температура размягчения золы должны быть выше Т слоя шихтовых материалов на 100-150С. Серы должно быть как можно меньше, т.к. она активно поглощается восстановленным железом. Крупность угля для изготовления окатышей должна быть меньше 0,1 мм , для вращающейся печи – вдвое меньше крупности восстанавливаемой руды, что связано с массообменном в печи и необходимостью дальнейшего отделения топлива от металлизованого продукта.

Газификация может идти с участием в качестве окислителей технологического кислорода, водяного пара, углекислого газа:

Требования к газу получаемому при процессе газификации: высокое содержание CO и H2, <3% углеводородов, степень окисления не более 5%, и минимальное кол-во серы, высокая степень газификации углерода и низкая энергоемкость. Условия необходимые для эффективного процесса – повышенное давление, обеспечивающее высокую удельную производительность самой установки и расположенных за ней скрубберов мокрой очистки, высока температура газификации, способствующая росту скорости процесса и, соответственно, росту производительности установки и степени газификации углерода, уменьшению вредных побочных продуктов, расплавлению шлака; возможность переработки всех типов углей независимо от их спекаемости.

89. Получение жидкого металла по схеме «восстановление-плавление»

Процессы подобного типа можно осуществить в различных агрегатах. Есть ряд предложение по использованию трубчатых вращающихся печей, имеющих в разгрузочном конце высокотемпературную зону для плавления восстановленных железнорудистых материалов.

1 – элеватор, 2 – исходная шихта, 3- вращающаяся печь, 4 – вибропитатель, 5 – пылеуловитель, 6 – уборка пыли, 7 – зона горения топлива и плавления материалов, 8 – горелка.

В качестве рудного сырья можно использовать железную руду или окускованные железнорудные материалы. Восстановитель – уголь, коксовая мелочь или полукокс.

С помощью горелок, установленных в плавильной зоне вращающейся печи, проводится плавление поступающих сюда восстановительных материалов. Высоконагретые газы из зоны плавления движутся во вращающейся печи навстречу шихте и нагревают ее. Восстановление осуществляется твердым углеродом шихты. Конечным продуктом является чугун. Благодаря повышению температуры в разгрузочном узле печи удельная производительность таких процессов составляет 0,6…0,9т/(м³∙сутки), что в 1,5…2 раза выше, чем при получении губчатого железа во вращающихся трубчатых печах.

Преимущества:

· Возможность использовать неподготовленное железорудное сырье

· Возможность удаления большого количества S и P при применении высокоосновных шлаков

· Получение чугуна с низким содержанием Si и Mn

· Простота схемы.

Недостатки:

· Необходимость дальнейшей переработки получаемого продукта в сталь

Процессы по схеме восстановление-плавление могут также осуществляться в агрегатах другого типа.

KR

· Недостаток: зависимость производительности агрегата от скорости восстановления железорудных материалов в твердой фазе, определяемую в свою очередь температурным уровнем процесса.

Доред-процесс.

· Преимущества: возможность регулировать в чугуне содержание Si, Mn, P путем изменения температуры и состава основного шлака, удельная производительность в 3…4 раза выше, чем у трубчатых вращающихся печей для получения чугуна

· Недостатки: высокое содержание S в чугуне (до 0,2%), переходящей из топлива, что требует дополнительной десульфурации чугуна вне печи, относительно большие потери Fe со шлаком (3…5%) и необходимость в большом количестве технического кислорода (420-720м³/т чугуна).

Так же процесс может проводиться в агрегатах циклонного типа, дуговых электропечах (двумя вариантами), с применением КШС-процесса.

90. Получение жидкого металла по схеме «плавление восстановление»

Процессы этого типа включают предварительное плавление железорудных материалов с последующим восстановлением оксидов железа из расплава. В качестве восстановителя могут быть использованы газы (СО, Н₂, СН₄), твердый углерод, вдуваемый в расплав или углерод, растворенный в металлической ванне. Основной предпосылкой для разработки таких процессов являлось стремление увеличить скорость восстановления оксидов Fe, а следовательно производительность процессов прямого получения жидкого металла. Однако сложность технологической разработки процессов такого типа, отсутствие огнеупорных материалов, способных надежно работать при воздействии на них агрессивных железистых шлаков, сдерживает в настоящее время их опробование в промышленных условиях.