Получение губчатого железа в шахтных печах.

Процессы металлизации в шахтных печах во многом похожи на процессы, протекающие в шахте доменных печей в области умеренных температур. Однако имеются и значительные отли­чия: в шахтной печи отсутствует кокс; важную роль в про­цессах восстановления оксидов железа играет водород; восстановительный газ является единственным источником тепла, обеспечивающим все тепловые потребности процесса. Основными процессами, протекающими в шахтной печи, являются теплообмен между газом-теплоносителем и восста­навливаемым материалом, восстановление оксидов железа и взаимодействие между опускающейся шихтой и поднимающимся газом. Наиболее отработанным и широко распространенным про­цессом является процесс Мидрекс. В состав каждого модуля входят: шахтная печь металли­зации, реформер (реактор конверсии природного газа); сис­тема производства инертного газа; система аспирации. В шахтной печи окисленные окатыши под действием силы тяжести проходят зоны восстановления и охлаждения и выгружаются из печи в виде металлизованного продукта маятниковым питателем, с помощью которого можно регулиро­вать скорость опускания столба шихты

Одновременно горячий восстановительный газ, вдуваемый через фурмы примерно на середине высоты шахтной печи при температуре ~760°С (по проекту), движется навстречу потоку окатышей в верх пе­чи, откуда выходит в виде колошникового газа с температу­рой 350-450 °С. Выход горючих газов из печи предотвращается с помощью газовых динамических затворов, уплотняющих загрузочное и выгру­зочное устройство. Колошниковый газ с температурой 350—450 °С охлаждает­ся, очищается от пыли в скруббере и разделяется на два . потока: технологический (для конверсии), насыщенный водя­ными парами, с температурой 68—76 °С и топливный (для отопления реформера), обезвоженный, с температурой 40-55 °С.

Смесь технологического и природного газа предваритель­но нагревается в рекуператоре до 400 °С и направляется на конверсию в реформер. При конверсии происходит увеличение объема газов примерно на 30%. Охлаждение металлизованных окатышей осуществляется га­зом, состоящим из смеси восстановительного и дымовых га­зов и циркулирующим по самостоятельному газовому контуру.

69. Железорудное сырье для процессов металлургии железа.

Выбор сырья для металлизации проводят в соответствии с требованиями, предъявляемыми к качеству металлизованкого продукта со стороны его дальнейшего передела (доменное или сталеплавильное производство), а также с учетом физико-химических изменений, которым оно подвергается в процессе металлизации. Железорудные материалы для производства губчатого же­леза должны удовлетворять следующим основным требованиям: по возможности высокому содержанию железа при низком со­держании серы, фосфора, щелочей и примесей цветных метал­лов (медь, никель, хром, цинк, свинец и др.), оказывающих большое влияние на качество стали и технико-экономические показатели выплавки ее в электропечах; высокой газопрони­цаемости шихты в восстановительном агрегате; высокой восстановимости; отсутствию склонности шихты к слипанию при достаточно высоких температурах восстановления; высокой прочности при восстановлении! Химический состав. В связи с тем, что процессы метал­лизации при получении губчатого железа протекают при уме­ренных температурах (без расплавления), пустая порода и примеси в исходном сырье полностью переходят в металлизованный продукт. Расчет и практика производства показали, что содержа­ние железа в железорудных материалах желательно иметь в пределах 68—69 %, а количество кислых оксидов не должно превышать 3% (в металлизованном 5%), так как в против­ном случае использование методов бездоменного получения металла становится экономически невыгодным. Однако очень низкое содержание кремнезема может привести к разрушению, разбуханию и слипанию шихты при восстановлении, что сни­жает эффективность процесса. В связи с этим возникает проблема использования в ка­честве шихты для металлизации офлюсованных железорудных материалов. Физические свойства.Эффективность процесса восстанов­ления в движущемся слое в значительной степени зависит от высокой проницаемости столба шихты, способствующей хоро­шему контакту газовой и твердой фаз. Высокая газопрони­цаемость достигается при применении материалов с узким фракционным составом и высокой прочностью на сжатие и истирание. В процессах производства губчатого железа в агрегатах с использованием газообразного восстановителя в качестве железорудного сырья применяют как окатыши, так и кусковые руды, при этом доля окатышей на установках этого типа составила 80%. Основная масса окисленных окатышей для процессов металлизации производится на обжиговых конвейерных машинах. Это связано с получением на них окатышей более однородных по форме и крупности, образующих меньше мелочи.