17. Внедоменные способы производства железа

В настоящее время дом.печь как агрегат высокой производительности и весьма экономичный не имеет потенциальных конкурентов и основная масса железорудного сырья переплавляется в дом. печах.

Однако дом. производство имеет существенные недостатки: 1.Необходимость использования каменноугольного кокса 2.Использование железорудного сырья только в виде агломератов 3. Необходимость функционирования дополнительных производств по добыче коксующихся углей, получению кокса, обогащению железных руд, производство агломерата и решение ряда серьезных экологических проблем. Поэтому ведется поиск рентабельного процесса прямого получения железа, минуя дом. печь, такая схема позволяет более полно реализовать достоинства глубокого обогащения железных руд, их очистки от серы и фосфора, что позволяет получать стали с высокой степенью чистоты по примесям цветных металлов.

Под процессами прямого получения понимают также химические или химико-термические процессы, которые позволяют получать металлическое железо в виде губки, крицы или жидкого Ме-ла непосредственно из руды, минуя дом. печь. Такие процессы могут быть реализованы следующим образом: 1.Восстановление железа из твердых железорудных материалов за счет взаимодействия с твердыми или газообразными восстановителями по реакции Fe₂O₃+(C,CO,H₂,CH₄)→Fe+(CO,CO₂,H₂O) 2.Восстановление Fe в кипящем железистом шлаке по реакции(жидкофазное восстановление): FeО+(С,CO)→Fe+(CO,СО₂) 3. Получение карбида железа из чистых железных руд по реакциям: Fe₂O₃+H₂+CH₄→Fe₃С+H₂O

По первому способу в мире работает несколько десятков установок с общей мощностью около 30 млн.тонн железа в год(Мидрекс, ХиЛ, способ Круппа) По второму работают 2 промышленные и несколько полупромышленных установок (РОМЕЛТ и COREX). 3-ий представлен одной промышленной установкой, протекает при t-ре 600 ͦС и давлении 4 атм. Получают зерна Ме размерами 0.1-1 мм с содержанием более 90% Fe₃C. Процесс повышения содержание железа в железорудных материалах, получил название процесса металлизации. Под степенью металлизации понимают процент железа в продукте. По назначению металлизированные продукты делят на 3 группы: 1.Для доменной плавки (степень металлизации до 85%) 2.Для выплавки стали (степень металлизации 85-90%) 3. Для производства железного порошка (степень металлизации более 98%)

18.Производство губчатого железа газообразными восстановителями в толстом слое. Мидрекс –процесс.

Агрегатами для реализации данного процесса служат шахтные печи или реторты , а в качестве восстановителя применяют конвертерный природный газ, состоящий в основном из водорода и СО , его получают сжигая углеводороды с недостатком кислорода.. Процесс осуществляется в противотоке, когда сверху загружают обогащенное железорудное сырье или окатыши со степенью металлизации ≈85% , а снизу подают нагретые газы восстановители, это позволяет добиваться высокой производительности в 2-4 раза больше, чем при дом. плавке, удельная производительность таких агрегатов составляет 5-9 тонн на 1 м³ в сутки. Расход природного газа составляет 350 м³ на тонну получаемого продукта. Способ разработан американской фирмой Мидлен Росс и получил торговую марку Мидрекс. Используется в России на Оскольском электрометаллургическом комбинате СХЕМА МИДРЕКС

1.загрузочный аппарат типа скипа

2.наклонный мост

3.приемный бункер

4.система конусов для герметизации печи

5.скрубер для очистки колашникового газа

6.газоотвод для очистки колашникового газа

7.восстановительная зона (0.6 от высоты печи)

8.фурмы для подачи газа восстановителя

9.конверсивная установка

10.зона охлаждения

11.разгрузочный бункер

12.скрубер

13.компрессор