непрерывно разгружается из печи при температуре около 1000 °С и затем либо охлаждается, либо брикетируется, либо горячим используется для выплавки чугуна [33]. Недостатками процессов являются низкая производительность из-за ограничений по теплопередаче и повышенное содержание пустой породы и серы (в зависимости от вида используемого углеродсодержащего материала) в получаемых продуктах. Последнее обстоятельство делает неэффективным использование этих продуктов в качестве компонентов металлошихты при выплавке стали. По этой причине развитие этой технологии привело к созданию комбинированных процессов, завершающихся выплавкой в электропечах чугуна из ГЖ, полученного в ПВП. Разработанные различными фирмами и опробованные на пилотных установках процессы с описанной технологией отличаются в основном видом используемых шихтовых материалов и типом применяемых печей.

1. Процесс Inmetco

Процесс Inmetco разработан фирмой International Nickel Company (INCO) в 1970 для утилизации различных металлургических отходов, содержащих в основном железо, никель и хром. После успешных испытаний процесса на пилотной установке фирмы в Порт Колборне (Канада) был построен промышленный агрегат в Элвуд Сити (Пенсильвания, США), который начал функционировать в 1978 году. В качестве исходных сырьевых материалов используются отходы производства нержавеющей стали, травильные шламы и растворы, заводские шламы, отработанные катализаторы. Производительность промышленного агрегата составляет 45000 т отходов в год (или 20000 т легированного чугуна). Кроме того, побочными продуктами являются улавливаемые в виде тонкой

«Состояние и перспективы бездоменной металлургии железа» £ I

пыли оксиды цинка и свинца, которые продаются производителям цинка и свинца в качестве концентратов в количестве около 2000 т в год. При температурах в камерной печи эти металлы восстанавливаются и испаряются, их пары окисляются отходящими газами и образовавшиеся оксиды улавливаются газоочисткой. В связи с тем, что процесс восстановления осуществляется в неподвижном слое окатышей, выделение пыли из слоя незначительно и пыль, газоочисткой, представляет собой концентрат оксидов цинка и свинца. С момента пуска в течение 20 лет на промышленной установке в Элвуд Сити переработано в ценные легирующие сплавы около 800000 различных мелкодисперсных отходов [31]. Канадская фирма Inmetco привлекалась к строительству аналогичного завода производительностью 400000 т/год в Таиланде [28].

2. DRylron процесс

Фирма aum Research and Engineering на основе разработок фирмы Midland Ross разработала технологический процесс переработки металлургических отходов в ГЖ, который получил название DRylron. Специфической особенностью этого процесса является лишь способ окускования мелкодисперсных шихтовых материалов в рудоугольные брикеты. Технологическая схема процесса DRylron (рис.24) включает следующие основные операции: приемка шихтовых материалов, сушка (при необходимости), измельчение, складирование, усреднение, смешивание, брикетирование, получение ГЖ, его охлаждение и складирование. В зависимости от конкретного металлургического завода возможны изменения в технологической схеме в части подготовки шихтовых материалов и обработки получаемого горячего ГЖ.

8 2 «Состояние и перспективы бездоменной металлургии железа»

1

Рис. 24. Схема цепи агрегатов цеха утилизации металлургических отходов

Процессом Dry Iron:

1 - бункера шихтовых материалов и топлива; 2 - смеситель; 3 - вентилятор для подачи воздуха горения; 4 - теплообменник; 5 - камера для дожигания отходящих газов; о - брикетпресс; 7 - питатель; 8 - рукавные фильтры:

9 - разгрузочный скребок; 10 - вращающийся под; if - ПВП; 12 - охладитель ГЖ;

13 - склад ГЖ.

Получение ГЖ происходит в ПВП при температуре 1150-1370 С за короткое время (10 минут) пребывания брикетов в печи, которые загружаются на под печи слоем толщиной в один брикет. Давление в печи поддерживается слегка ниже атмосферного, что предотвращает выбросы газа, а подсос воздуха в печь исключен благодаря эффективной системе уплотнения (водяной затвор). Отсутствие сильных газовых потоков в рабочем пространстве печи и неподвижный слой брикетов на движущемся поду обеспечивает минимальное пылеобразование и минимальный вынос пыли с отходящими газами.

Присутствующие в металлургических отходах Zn, Pb, Cd, К, Na в температурных условиях ПВП являются летучими или образуют летучие соединения. Летучими являются также хлориды и фториды. Возгоны удаляются вместе с отходящими газами и улавливаются в системе газоочистки. При практическом отсутствии в улавливаемой пыли частиц металлургических отходов она состоит преимущественно из возгонов. В таблице 19 приведен элементный состав пыли,

«Состояние и перспективы бездоменной металлургии железа» 8 3

Компоненты	Брикеты A	Брикеты Б
Zn	63,7	60,4
РЪ	0,53	1,0
Cd	0,15	0,2
К	2,3	4,7
Na	2,4	1,5
Fe	0,4	0,8
Са	0,11	0,4
Si	0,2	0,4
F	0,2	0,7
Cl	5.6	5,7

Типичный состав брикетов из смеси мелкодисперсных отходов интегрированного металлургического завода и получаемого из них ГЖ приведен в таблице 20 [32]. Таблица 20. Химический состав сырых брикетов Б и полученною их них ГЖ Компоненты	Брикеты Б	ГЖ
Fe общ.	50,54	80,82
Fe мет.	1,01	77.0
С	14.84	1.94
ZnO	1,63	0.1
РЬО	0.11	<0,004
К	0.56	0.24
Na	0,15	0.16
Cl	0.41	< 0,0036
S	0,21	0.32
SiO,	2,9	4,76
aia	1,24	2,02
CaO	3,59	5,89
MgO	0,85	1,43
Mn	0.4	0,7
h2o	3,95	-

В процессе DRylron за время пребывания в ПВП брикеты теряют 40 % массы. При этом степень металлизации железа в получаемом ГЖ составляет 90 %, а степень удаления

8 4 «Состояние и перспективы бездоменной металлургии железа»

возгоняемых элементов составляет (%): Zn - 95, Pb - 99, щелочных металлов - 50, хлоридов - 90.

Заводы по переработке металлургических отходов по способу DRylron построены металлургическими фирмами США и Японии: AmerSteel в Джексоне (штат Теннесси), Rouge Steel в Диеборне (штат Мичиган) и Nippon Steel Согр. в Хикари (Япония). Завод в Джексоне перерабатывает всю пыль 4-х электросталеплавильных цехов. Все получаемое ГЖ используется в составе металлошихты электропечей, а улавливаемая пыль (цинковый концентрат) продается производителям цинка.

Завод в Диеборне рассчитан на переработку 300000 т металлургических отходов в год, из которых получают 196000 т ГЖ. Расход коксовой мелочи, используемой в качестве восстановителя в составе брикетов, составляет 50000 т в год. Сухая пыль доставляется на завод цементовозами с пневмовыгрузкой, а влажные материалы - самосвалами. Влажные материалы подвергаются сушке в трубчатых печах. Каждый материал складируется в отдельном бункере, из которых производится весовое дозирование материалов с помощью ленточных питателей. Коксовая мелочь хранится в бункере, из которого дозируется весовым дозатором, затем измельчается в шаровой мельнице и подается в смеситель Мюллера вместе с другими материалами и связующим. Смешенная шихта брикетируется на двух параллельно работающих валковых брикетпрессах с общей номинальной производительностью 48 т в час. Получаемые брикеты имеют размеры 38x19x12 мм. После отсева мелочи на виброгрохоте брикеты конвейером подаются для загрузки в ПВП [34].

ПВП на этом заводе имеет диаметр 30 м, а ширина пода в ПВП равна 4,8 м. Для упрощения разгрузки горячего ГЖ ПВП установлена на отметке + 18 м. ГЖ выгружается в специальные контейнеры, в которых транспортируется в кислородно-конвертерный цех в горячем виде для использования в составе металлошихты

«Состбяние и перспективы бездоменной металлургии железа» 8 5

Компоненты	Содержание, %
7Г“	75-78
FeO	5-7
С	5-8
SiO, СаО	4,8 4,5
AlA	1,4
MgO	1.7
S	0.2
N&)	0,1 0,6
TiO,	0,1
Na,0	0,2
K26	0,2
Zn	0,04
VjO,	0,05
Cu, Ni, Pb, Cd	<0 01

Таблица 22. Состав пыли из системы газоочистки ПВП на заводе в Днеборне. Компоненты	Содержание, %
Ш7ГШ	72,1
Cl	2,Ь
Fe	0,94
К	0,89
Pb	0,7
C	0,69
S	0,62
Na	0,35
Si	0.1
Al	0,05
P	0,03
Cr, Cu, Mg	0,02
Cd	0,01
Ca	<0,01

Завод по переработке металлургических отходов в Днеборне начал функционировать в июне 2000 года и в октябре вышел на производительность 10000 т ГЖ в месяц, однако, из-за

8 б «Состояние и перспективы бездоменной металлургии железа»