Для получения рудно-топливных окатышей можно использовать тонкоизмельченные рудные материалы (руда, концентрат, окалина) в количестве 72-76 %, а также твердые восстановители (уголь, антрацит, полукокс и кокс)- 20—22 %. В качестве связующего — каменно-угольный пек в количестве 4—5 % от всей массы шихты. На грануляторе получают сырые окатыши размером 20—30 мм, которые затем подвергают сушке при 100—250 0C в течение 5—8 ч.
Подготовительные окатыши непрерывно загружают в печь на поверхность расплавленного шлака (1500-1650 0C). Окатыши, имеющие объемную массу 2,44—2,48 г/см3, частично погружаются в толщу шлака, где происходит их восстановление, которое практически завершается к моменту расплавле – 282
Рис. 59. Схема процесса «КШС и варианты подачи рудно – топливных окускованных материалов в факел через торец печи (а) и в шлак через рабочие оква печи (ff): 1 — факел; 2 — восстановительный газ (СО); 3 — шлак; 4 — металл; 5 — металлизо – ванные корольки
Ния окатышей. Восстановленные окатыши постепенно плавятся, и жидкий металл осаждается из шлака.
Образующийся газ, состоящий из СО и летучих компонентов топлива, вспенивает шлак, что улучшает теплопередачу в системе газ—шлак-металл. Суммарный коэффициент теплопередачи в 3,5—4 раза выше, чем для мартеновского процесса. Восстановительные газы создают непосредственно над поверхностью слоя защитную атмосферу и предохраняют восстановленное железо от окисления.
Дожигание монооксида углерода над кипящим шлаком повышает общую эффективность использования углерода в качестве восстановителя и энергоносителя. Отопление печи осуществляется сжиганием в ее рабочем пространстве мазута Или газа, а также дожиганием выделяющегося газа. В таком процессе обеспечивается высокая скорость и степень восстановления, а наличие основных шлаков (основность 1,8) Позволяет осуществить селективное восстановление железа и Получить металл с содержанием углерода 0,03-1,35 %. Степень извлечения железа составляет ~ 90 %, содержание железа в шлаке 10-12%.
Процесс КШС можно осуществлять по различным схемам: в одной качающейся отражательной печи, где накопленный в ванне металл в последующем доводится до марочной стали и частично выпускается (монопроцесс), либо в отражательной печи получают жидкий полупродукт с контролируемым содержанием углерода, а доводка металла проводится в электропечи (двухстадийный процесс). Во втором случае операции) перелива полупродукта в электропечь можно сопровождать десульфурацией металла синтетическими шлаками. Удельная производительность процесса КШС составляет
3,2—4,9 т/(м2 • сут), а при использовании кислорода (270-400 м3/т) она возрастает до 4,5-5,5 т/(м2 • сут).
Преимуществом процесса КШС является возможность непрерывного контроля и регулирования технологических параметров и получения металла с низким содержанием Si; Mn; Р, примесей цветных металлов и газов. Недостатком процесса является повышенное содержание серы в получаемом продукте (0,058-0,076%), что требует дополнительной обработки металла с целью его десульфурации, а также большие потери железа со шлаком. Аналогичные процессы разрабатываются во многих странах.
Они обладают рядом преимуществ по сравнению с ранее рассмотренными процессами. Для сравнения в табл. 30 приведены основные показатели процессов, осуществляемых в трубчатых вращающихся печах, во вращающемся конвертере и отражательных печах. Как следует, в агрегатах последнего типа восстановление протекает с большей скоростью при меньших затратах угля, топлива и кислорода.