МЕТАЛЛУРГИЯ ЖЕЛЕЗА – Часть 2

§1. КЛАССИФИКАЦИЯ ВНЕДОМЕННЫХ МЕТОДОВ ПОЛУЧЕНИЯ ЖЕЛЕЗА. НЕКОТОРЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

(1)

(2)

Восстановление железорудных материалов вне доменной печи проводят с разными целями. Иногда этот процесс назы­вают предварительным восстановлением, а материалы, полу­ченные таким образом, предварительно восстановленными. Эта терминология не точна. Для дальнейшего использования этих материалов (в любых металлургических агрегатах) основное значение имеет, сколько металла образовалось при восстановлении руды. Между тем величина степени восста­новления не точно характеризует количество металлического железа, образовавшегося при восстановлении. В связи с этим более правильно называть восстановленные руды метал – лизованными (или частично металлизованными, если степень восстановления не велика), а их качество оценивать спе­циальной величиной— степенью металлизации, которая пред­ставляет отношение содержания металлического железа в материале к общему (т. е. сумме окисленного и металличес­кого железа) содержанию железа в нем, %:

Tfwer = (Рвмет/^общ) ‘ 10°-

Зная содержание общего железа и степень металлизации, можно определить количество металлического железа (по массе), поступающего в агрегат. Имеется предложение ис­пользовать понятие эффективной степени металлизации, т. е.

Где [С] – содержание углерода в металлизованном материа­ле, %.

Формула (2) получена эмпирически, но смысл ее вполне ясен. Углерод, присутствующий в металлизованном материа­ле, в ходе переплава может отнимать оставшийся кислород оксидов железа: FeO + С = Fe + СО, причем на 1 кг железа требуется 12/56 = 0,214 кг углерода. Считая (с небольшой 6 погрешностью), что содержание общего железа в металлизо – ванном материале близко 100%, можно принять, что каждые пять частей углерода дают один дополнительный процент ме­таллизации. Впредь также под термином "руда" необходимо понимать любой железорудный материал — руду, агломерат, окатыши, концентрат и т. д.

Следует остановить внимание на использовании ряда тер­минов, характеризующих новые способы производства метал­ла. В литературе встречаются такие наименования, как металлизация сырья, прямое получение железа, бездоменная (внедоменная) металлургия железа, бескоксовая металлургия железа. На наш взгляд, ни один из них полностью не охва­тывает существа технологий и процессов, поэтому не имеет явных преимуществ. Особенно неточен термин "прямое полу­чение железа", поскольку по смыслу это не может быть ничем иным, как получением конечной стали из исходной ру­ды в одном агрегате. Более чем за двухтысячелетнюю исто­рию металлургии таким агрегатом был лишь сыродутный горн, наименее эффективный из всех известных металлургический агрегат. Даже старый, сопряженной с большими потерями же­леза способ передела чугуна в кричных горнах оказался более выгодным, чем сыродутный процесс.

Практические все используемые в настоящее время в про­мышленности или проходящие промышленную проверку процессы являются двухэтапными (получение первичного металла или Полупродукта и переплав затем в сталеплавильных печах). Подобного рода упреки можно легко адресовать и другим терминам. Видимо, по аналогии с понятиями металлургии чу­гуна и металлургии стали новое направление можно было бы назвать металлургией железа. Впрочем, и в наш адрес могут поступить в этом случае критические заме­чания.

Большое число предложенных способов, посвященных ме­таллургии железа, делает необходимым провести их класси­фикацию. Наиболее предпочтительной, по мнению большинства специалистов, является классификация по виду получаемого продукта, т. е.:

Получение частично металлизованных материалов для до­менных печей;

Получение металлизованного продукта в твердом виде для переплавки в сталеплавильных агрегатах с получением стали (получение губчатого железа) (температуры 500-1000 0C);

Получение металлизованного продукта в пластическом состоянии (получение кричного железа) для различных це­лей, в том числе как вариант пирометаллургического обога­щения труднообогатимых, бедных и комплексных руд (темпе­ратуры 1100-1400 0C);

Получение жидкого металла (чугуна или полупродукта) для переплава в сталеплавильных печах (температуры выше 1200-1400 0C).

§ 2. СРАВНЕНИЕ НЕКОТОРЫХ ХАРАКТЕРИСТИК МЕТАЛЛУРГИИ ЧУГУНА И МЕТАЛЛУРГИИ ЖЕЛЕЗА. ПРИЧИНЫ РАЗВИТИЯ МЕТАЛЛУРГИИ ЖЕЛЕЗА

Оценка перспектив развития металлургии железа требует сравнения основных характеристик металлургии чугуна и ме­таллургии железа.