быть удовлетворена либо за счет строительства новых электропечей, работающих на скрапе и ГЖ, либо за счет строительства агрегатов жидкофазного восстановления, работающих на угле и выплавляющих чугун. Имеется также третья возможность - строить компактные недорогие доменные печи, отвечающие современному инжинирингу. Такое решение может оказаться эффективной альтернативой производству ГЖ, как источника первородного железа для электросталеплавильных печей. Ни один из жидкофазных процессов, кроме Согех, пока не приобрел промышленных масштабов. Однако, работа над их развитием, в надежде получить, наконец, экономически выгодную альтернативу совремешюй коксовой технологии металлургии чугуна, эру которой в 1735 году начал Abraham Derby, продолжается. Доменная технология, между тем, тоже не стоит на месте, совершенствуясь и удивляя новыми открывающимися возможностями. Доменная технология, успешно применяемая до сих пор, видимо, будет применяться еще не одним поколением доменщиков.

2. Стимулы и новейшая история развития процессов бездоменной металлургии

Развитие процессов без доменной металлургии железа в последние десятилетия стимулируется различными причинами, к которым относятся [1-6]:

• возрастающий дефицит коксующихся углей и кокса;

• наличие в ряде стран больших запасов природного газа при отсутствии запасов коксующихся углей;

• растущие требования к качеству стали и потребность в первородном железе, не загрязненном примесями цветных металлов и серой;

«Состояние и перспективы бездоменной металлургии жепеза» 1 7

• ограниченность ресурсов металлолома гарантированной чистоты и стабильного состава;

• наличие недорогой электроэнергии атомных электростанций и возможность получения металлопродукции без больших капитальных затрат по схеме "производство ГЖ электроплавка";

• меньшая потребность в экологических ресурсах (рис.7) [6].

Рис. 7. Выбросы парниковых газов черной металлургией при различных технологических схемах производства стали в Канаде, Японии и США.

1 - кг углерода/ млн. т стали; 2 - Канада: 3 - Япония; 4 - США ; 5 - доменная печь- кислородный конвертер: 6 - чугун-ДСП; 7 - ГЖ (уголь) - ДСП;

8 - ГЖ (природный газ)-ДСП; 9 - скрап-ДСП

В прошлом веке наблюдался периодически возрастающий интерес к развитию процессов производства ГЖ и жидкофазного восстановления [4].

В 30-50-х годах развивались процессы получения ГЖ в тиглях (Hoganas), в шахтных печах (Wiberg) и во вращающихся печах (Кгирр) с использованием в качестве восстановителя угля и кокса.

С конца 50-х годов развиваются процессы получения ГЖ в стационарных ретортах (HYL1) и в реакторах со взвешенным слоем (FIOR) с использованием восстановительного газа.

С конца 60-х годов появилось множество процессов получения ГЖ в шахтных реакторах (более 14 процессов) с

I 8 «Состояние и перспективы бездоменной металлургии железа»

использованием восстановительного газа, получаемого из природного газа, промышленное применение из которых нашли тэпько процессы Midrex и HYL.

В настоящее время развиваются процессы получения ГЖ с использованием в качестве топлива угля в печах с вращающимся подом (FASTMET, COMET, INMETCO), более совершенные процессы металлизации дисперсного железорудного сырья во взвешенном слое (FINMET) и процессы получения ГЖ в шахтных реакторах с самореформингом природного газа (Ghaem, HYL III).

Европейское объединение угля и стали в 1958 году насчитывало 20 различных установок по производству ГЖ в тиглях [1], во вращающихся печах [7], в стационарных ретортах [4], в шахтных печах [4], в реакторах со взвешенным слоем [4]. Однако производство ГЖ в 1970 г. составило только 0,7 млн.т. [4].

Через 20 лет тот же источник сообщал о наличии 36 действующих установок по производству ГЖ, из которых 14 были шахтными реакторами. В 1980 году производство ГЖ достигло 7 млн.т, в 1990 - 18 млн.т [4], а в 2000 году - 43,2 млн.т при наличии мощностей по производству ГЖ около 59 млн.т. [1,4].

Процессы жидкофазного восстановления в 50-х годах начинали осуществлять во вращающихся печах (Basset, Struzerlberg, SL/RN). В дальнейшем разрабатывались процессы в стационарных реакторах с использованием угля или природного газа (Cyclosteel, Jet Smelting).

В 1976 году насчитывалось 8 процессов, основанных на предварительном восстановлении железорудных материалов с последующим плавлением полученного металлизованного сырья в дуговой печи.

С конца 70-х годов в Швеции разрабатываются процессы с использованием угля и электричества (Elred, Inred, Plasmasmelt) в этот же период появились два двухстадийных процесса,

«Состояние и перспективы бездоменной металлургии железа» / 9