Понятие о внедоменном восстановлении железа из руд.

Под процессами прямого получения железа понимают такие химические, электрохимические или химико–термические процессы, которые дают возможность получать непосредственно из руды, минуя доменную печь, металлическое железо в виде губки, крицы или жидкого металла. Такие процессы, во-первых, можно вести, не расходуя металлургический кокс, и, во-вторых, они позволяют получать очень чистый металл.

В последние годы интерес к этой проблеме сильно возрос, что связано, помимо возможности замены кокса другим топливом, в значительной мере с развитием способов очень глубокого обогащения руд, обеспечивающих не только получение высокого содержания железа в концентратах (70- 71,8%), но и почти полное освобождение его от серы и фосфора.

Из очень богатых концентратов с низким содержанием серы и фосфора целесообразно получать губчатое железо для производства стали, а также железного порошка.

По назначению металлизованной шихты можно выделить следующие три группы:

1 группа - металлизованная шихта для доменной плавки, степень металлизации ее 60- 80% и содержание металлического железа в готовом продукте 68- 76%;

2группа – шихта для выплавки стали, степень металлизации 85-95%, содержание железа в исходной шихте 68-70% и металлического железа в готовом металлизованном продукте 90-93%;

3 группа - губчатое железо для производства железного порошка, степень металлизации 98-99,5%, содержание железа в исходной шихте 71,8-72%, а металлического железа в губчатом железе 98-99%.

Для процессов прямого получения железа применяют твердые или газообразные восстановители. Агрегатами для реализации этого процесса служат шахтные печи небольшой высоты или роторы, а в качестве восстановителя чаще всего применяют конверторный природный газ, состоящий в основном из водорода и окиси углерода. Его получают сжигая углеводороды в атмосфере с недостатком кислорода.

Процесс производства металлизованных окатышей в шахтных печах осуществляют в противотоке: железорудные материалы загружают сверху, а нагретые восстановительные газы подают снизу. Подача значительного количества газа и работа в противотоке дают возможность достигать высокой производительности печей при хорошем использовании газа. Максимум производительности определяется условиями стабильности опускания шихты (т.е. максимально возможным количеством подаваемого газа) и равномерности распределения газа по сечению печи, теплоподачи и кинетики восстановления. Удельная производительность шахтных печей составляет 5-9 т/ (м^3, сут), т.е. в 2-4 раза выше, чем при доменной плавке, производительность печи 1000-1500 т/сут.

Имеется несколько разновидностей технологии металлизации в шахтных печах. Одним из способов, является процесс металлизации в шахтной печи продуктами неполного сжигания природного газа с кислородом.

Рис.4. Схема процесса прямого получения железа в шахтной печи:
1- шахтная печь; 2- реактор; 3- пылеуловитель;
4- скруббер; 5- водоотделитель; 6- компрессор.

Подача металлизованных окатышей в электропечь происходит непрерывно. На процесс восстановления расход водорода и окиси углерода составляет около 550 м³ на 1т металлизованного продукта, а общее количество газа, которое следует пропустить через печь, в том числе и для охлаждения окатышей, на тонну продукта - около 2000м³ . Степень металлизации шихты достигает 95%.

Дата добавления: 2015-07-08