МЕТАЛЛУРГИЯ ЖЕЛЕЗА – Часть 3

Возможности переработки бедных железных руд ‘ "

Доменный процесс обеспечивает получение кондиционного чугуна из железных руд с любым содержанием железа. При этом содержание железа влияет лишь на технико – экономические показатели процесса. Металлизация бедных руд (применение для этих целей металлургии железа) может быть эффективна лишь для получения кричного железа и жид­кого металла. Частично металлизованные материалы и губ­чатое железо получать из бедных руд неэффективно. При получении частично металлизованных материалов из бедных руд необходимо ббльшее количество тепла на нагрев пустой породы и ббльший расход восстановителя, обусловленный диффузионными затруднениями при восстановлении оксидов железа. При производстве губчатого железа содержание в руде пустой породы в количестве > 2,5—3,0 % приводит к резкому росту расхода электроэнергии в электросталепла­вильных печах, обусловленному увеличением количества шла-

Наличие примесей других элементов

Доменная печь обеспечивает получение кондиционного по сере чугуна. Удаление из чугуна меди, фосфора, мышьяка невозможно. Низкотемпературные процессы внедоменного вос­становления не обеспечивают удаления практически ни одно­го попутного элемента кроме серы, степень удаления кото­рой в шахтных печах составляет 30 %. Иначе говоря, все попутные элементы, присутствующие в исходной руде, остаются в губчатом железе и попадают в сталеплавильный агрегат. Это же относится к получению кричного металла (здесь возможна некоторая степень удаления серы). Получе­ние жидкого металла позволяет удалить из процесса цинк, щелочи, а степень десульфурации и удаление мышьяке и – возможно, фосфора зависят от режима процесса.

Физические свойства руды

В доменной печи перерабатывают исключительно кусковый железорудный материал, причем размер кусков не должен быть меньше 3-5 мм. Отсюда вытекает необходимость процес­са окускования руд (агломерация, производство окатышей). Это требование остается обязательным для процессов полу­чения губчатого и кричного железа в шахтных и вращающихся печах. Низкотемпературная металлизация измельченных руд возможна в специальных агрегатах (например, аппараты ки­пящего слоя). Для большинства способов внедоменного полу­чения жидкого металла размер кусков руды не имеет значе­ния, что исключает из металлургического передела дорого­стоящие процессы окускования мелких руд.

Использование недефицитных видов топлива

Для современных доменных печей невозможно использова­ние другого вида топлива, кроме металлургического кокса. Это прежде всего связано с высокими прочностными качест­вами кокса, сохраняющимися при высоких температурах. Ни одинг из известных ныне видов твердого топлива не может в этом отношении конкурировать с коксом. Можно определенно утверждать, что отсутствие или исчезновение источников получения кокса будет означать конец доменного способа производства металла.

В настоящее время большинство известных способов и технологий металлургии железа не требует использования в качестве компонента шихты кокса. Применяют полученные различным способом восстановительные газы (в основном при производстве губчатого железа), недефицитные виды каменного угля, бурые угли и продукты их переработки, нефтепродукты и др. Выбор топлива в этом случае в основ­ном связан с экономической конъюнктурой в данном регионе.

Использование новых видов энергии

Несмотря на то, что использование энергии плазмы, атомной и других новых источников энергии для доменного производства не исключается, наибольший эффект от их при­менения соответствует внедоменному получению металла. Это повышает шансы новых технологий в конкуренции с доменным процессом в обозримом будущем.

Основным вопросом, который определяет и в будущем будет пределять преимущество того или иного способа полу­чения металла, является расход энергии на процесс. В упрощенном виде его можно свести к расходу тепла (или источника тепла) на единицу получаемого продукта. Остав­ляя временно в стороне другие важные показатели техноло­гий (качество продукта, требования к шихтовым материалам и др.), попытаемся приближенно оценить эти величины для различных методов металлургии железа.

Получение и проплавка в доменных печах частично металлизованных материалов. Проплавка металлизованных железорудных материалов в доменных печах должна снижать расход углерода-восстановителя за счет уменьшения коли­чества углерода, идущего на прямое восстановление оксидов железа, в результате чего уменьшается расход тепла на этот процесс. Известно, что кроме удовлетворения потреб­ностей доменной плавки в тепле (в этом случае говорят, что кокс является источником углерода-теплоносителя), кокс выполняет и другую ответственную роль – участвует в формировании чугуна, т. е. восстанавливает трудновосстано­вимые (практически не восстанавливаемые газом – восстановителем) оксиды кремния, марганца и другие, а 10