88 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.