МЕТАЛЛУРГИЯ ЖЕЛЕЗА – Часть 9

7. В отличие от доменных печей диаметр шахтных печей ограничен из-за отсутствия очагов горения (зон практичес­ки равного давления, из которых достаточно равномерно продувается все сечение шахты). Кроме того, в шахтных пе­чах подвод газа-восстановителя осуществляется в слои с периферии. Чем больше поперечный размер шахтной печи, тем труднее достичь равномерного распределения газа по сече­нию слоя и, следовательно, равномерной тепловой и восста­новительной обработки слоя, поэтому шахтные печи имеют ограничения по размеру и производительности (максималь­ная, достигнутая ныне до 800тыс. т в год).

8. Процесс получения и проплавки губчатого железа обеспечивает получение стали повышенного качества, поэто­му эта технология наиболее выгодна именно с этой целью. Таким образом, процесс получения стали из металлизованных материалов может быть осуществлен лишь при наличии опре­деленных условий: наличие легкообогатимых и не имеющих примесей железных руд; наличие недорогих источников газа-

21

Восстановителя; наличие недорогой электроэнергии; целе­сообразность строительства мини-заводов.

Получение жидкого металла из руд. Из множества пред­ложений и патентов, существующих в разных странах, в настоящее время сохраняют значение и имеют перспективы технологии, которые можно сгруппировать в три направле­ния. Первым из них является использование неподготовлен­ной руды любого размера кусков в плавильной печи с полу­чением газа, который можно использовать в других устрой­ствах как восстановитель или теплоноситель (в этом случае тепло может использоваться и в собственном агрегате).

Второе направление— плавка в печи предварительно вос­становленного рудного материала, причем восстановителем является газ, отходящий из плавильной печи. В этом случае установка состоит из двух основных агрегатов — печь пред­варительного восстановления (чаще всего шахтная печь) и плавильная печь, а руда должна быть окускованной.

Третье направление – плавка руд в печах, оборудованных плазмотронами, или источниками тепла, которыми являются атомные реакторы.

При всей условности такой классификации она позволяет рассмотреть некоторые общие вопросы перспективности полу­чения жидкого металла вне доменных печей.

Технология получения жидкого металла из руд имеет сле­дующие особенности.

1. Восстановление ведется в области температур, превы­шающих температуры плавления чугуна и шлака (т. е. > 1400-1500 °С). Агрегат по своему устройству аналогичен нижней части доменной печи. Для достижения высоких темпе­ратур требуется дутье, состоящее из 100% кислорода. Возможно использование некоторого количества азота и до­бавок (природный газ, водяной пар) для регулирования тем­пературы и состава образующегося газа.

2. Возможно применение любого железорудного материала. При этом, если отходящий газ (практически не содержащий окислителей) используется для предварительного восстанов­ления железорудной шихты, она должна быть окускованной, т. е. пройти стадию агломерации или производства окатышей (исключение — применение для предварительного восстанов­ления агрегатов кипящего слоя— достаточно сложных и сла­бо освоенных в металлургии). Если газ используется для 22 иных целей, шихта не ограничивается по размеру кусков. В плавильной печи имеет место исключительно прямое восста­новление оксидов. В связи с этим при использовании по­рошковой руды (предварительное восстановление отсутст­вует) расход топлива растет с ростом окисленности руды, поэтому плавка на бедных (особенно гематитовых) рудах приводит к очень высокому расходу топлива. При воплощении схемы с предварительным восстановлением целесообразно ис­пользовать легковосстановимые руды. В связи с этим все сложности, характерные для шахтных печей низкотемператур­ного восстановления, характерны и для данного способа.