МЕТАЛЛУРГИЯ ЖЕЛЕЗА – Часть 137

Порошкообразный

Уголь

Рнс. 67. Схема процесса "Плаэмасмелт"

Ве сопла, и восстановительный газ с температурой 2300—2800 К смешивается с дутьем непосредственно перед поступлением в печь. Эксперименты на доменной печи с диа­метром горна 0,3 м показали, что расход кокса может быть доведен до 100—150 кг/т чугуна.

Еще более низкий расход кокса может быть получен в процессе, разработанном шведской фирмой SKF ("Плазма – смелт"). Агрегатно этот процесс решен как комбинация шахтной печи и двух последовательно расположенных реакто­ров кипящего слоя (рис. 67). В реакторах кипящего слоя мелкий железорудный материалл (концентрат) восстанавли­вается при 1000—1100К на 50-60% отходящим из шахтной печи газом. Отходящий из реактора кипящего слоя газ, содержащий 10—15 % восстановителей (CO-H2), используется для сушки и подогрева концентрата.

Окончательное восстановление концентрата с получением жидкого чугуна осуществляется в шахтной печи, заполненной коксом. Частично восстановительный концентрат из реактора кипящего слоя вдувается вместе с порошкообразным флюсом и углем в нижнюю часть шахты. Компоненты шихты (частично восстановленный концентрат, флюс и уголь) вдуваются в те

299

Области, куда подается нагретый в плазматронах газ. Довосстановление концентрата идет за счет твердого угле­рода угля, а необходимое тепло для эндотермической реак­ции восстановления оксидов железа, а также тепло для плавления чугуна и шлака вносится плазмаобразующим газом. Газ, образующийся в результате восстановления оксидов же­леза, частично содержит диоксид углерода, который вос­станавливается при прохождении его через коксовую насад­ку. Газ выходит из шахтной печи с температурой 1300—1500 К, после чего охлаждается до температуры 1000-1100 К, очищается от пыли и подается в реакторы кипя­щего слоя и частично— в плазменные генераторы в качестве плазмаобразующего газа. Суммарный расход тепла в описан­ном процессе составляет 11,3 ГДж. Расход угля и кокса – 200 и 50 кг соответственно, электроэнергии 1100 кВт • ч на 1т чугуна.

Имеются предложения по получению жидкого металла в шахтной печи, полностью исключающие использование кокса. В этом случае процесс получения металла становится одно­стадийным, и из-за полного вывода твердого углерода из процесса конечным продуктом являются железо или сталь заданного состава. Схемы таких печей приведены на рис. 68.

Однако при полном исключении кокса из такой печи тре­буются сохранение сыпучести и кусковатости железорудного

Рже. 68. Шахтные печи, оборудование плазменным генератором

Материала до момента его расплавления, чтобы обеспечить фильтрацию газа через столб материала. При установке плазменных генераторов вне шахты, как это показано на рис.69, железорудный материал будет находиться в размяг­ченном состоянии на значительной высоте, в результате чего нарушится фильтрация газа, возрастет подъемная сила газового потока, и столб материалов не будет опускаться. Для того чтобы избежать этого, плазменные генераторы необходимо устанавливать непосредственно в нижней части шахты, аналогично воздушным фурмам на доменной печи.