МЕТАЛЛУРГИЯ ЖЕЛЕЗА – Часть 126

Недостатком одностадийных процессов является то, что при высоких температурах практически невозможно разделить во времени процессы восстановления и плавления железоруд­ных материалов. Это предопределяет наличие жидких распла­вов, содержащих оксиды железа, агрессивно воздействующих На огнеунорную футеровку агрегатов. При реализации одно­стадийных процессов проблематичным является также вопрос получения металла строго заданного состава, его регулиро­вания.

Несмотря на эти недостатки, одностадийные высокотемпе-

273

Ратурные восстановительные процессы представляют наиболь­ший интерес для решения задач бескоксовой металлургии. По условиям протекания восстановительных процессов и типу применяемых агрегатов на стадии предварительного восста­новления железорудных материалов многоступенчатые процес – • сы мало чем отличаются от рассмотренных ранее способов получения губчатого железа. В связи с этим ограничимся рассмотрением одностадийных высокотемпературных процессов прямого получения жидкого металла. Перспективные процессы с использованием плазменного нагрева приведены отдельно в следующей главе.

Одностадийные способы прямого получения жидкого метал­ла условно можно разделить на два вида. Первый вид, когда восстановление железорудных материалов протекает в твер­дой фазе с последующим плавлением и довосстановлением окислов железа из расплава (т. е. по схеме восстановле­ние—плавление). Второй вид, когда восстановление оксидов железа осуществляется из расплава железорудных материалов (т. е. по схеме плавление—восстановление).

Рассмотрим предложенные способы согласно приведенной классификации.

Одностадийные способы, осуществляемые по схеме восстановление—плавление

Процессы подобного типа можно осуществлять в различных агрегатах. Существует ряд предложений по использованию для этих целей трубчатых вращающихся печей, имеющих в разгрузочном конце высокотемпературную зону для плавления восстановленных железорудных материалов. Схема установки для прямого получения жидкого металла с использованием вращающихся печей представлена на рис.53. В качестве рудного сырья можно использовать железную руду или окус – кованные железорудные материалы. Восстановителем может служить уголь, коксовая мелочь, 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 угле’ родом шихты. Конечным продуктом является чугун. Благодаря 274

П

/Ц-Ж, 3

Рже. S3. Схема установки с применением трубчатых вращающихся печей (способ Азиикур):

1 — элеватор; 2 — исходная шихта; 3 — вращающаяся печь; 4 — вибропитатель; 5 — пылеуловитель; б — уборка пыли; 7 — зона горения топлива и плавления материалов; 8 — горелка

Повышению температуры в разгрузочном узле печи удельная производительность таких процессов составляет 0,6-0,9 т/(м3 • сутки), что в 1,5-2 раза выше, чем при получении губчатого железа во вращающихся трубчатых пе­чах.

Преимуществами одностадийных способов получения жидко­го металла в трубчатых вращающихся печах являются возмож­ность использования неподготовленного железорудного сырья, возможность удаления большого количества серы и фосфора при применении высокоосновных шлаков и получения чугуна с низким содержанием кремния и марганца, простота схемы. Недостатком процесса является необходимость даль­нейшей переработки получаемого продукта в сталь. Процессы по схеме восстановление—плавление в одну стадию могут осуществляться в агрегатах и другого типа.

Например, в Германии разработан и опробован в промыш­ленных условиях способ KR. В этом процессе восстановите­лем и источником тепла является уголь. Установка (рис. 54) имеет два расположенных друг над другом реакто­ра: нижний плавильный реактор, в котором также регенери­руется восстановительный газ, и верхний восстановительный реактор – шахтная печь, в которой получают губчатое желе­зо. Плавильный реактор является основным агрегатом уста­новки. Он представляет собой угольный газификатор с вих­ревым слоем. Загружаемый в реактор уголь (0-50 мм) горит