Преимуществом процесса является высокая теплоотдача от факела к ванне, возможность получения металла с низким содержанием Si, Mn и Р. Недостатком — необходимость вне – печной обработки металла с целью его десульфурации.
Аналогичный процесс восстановления железа из расплава растворенным в металле углеродом осуществлен в индукционной печи (рис. 61). Индукционная печь состоит из двух секций Jh 2, которые сообщаются между собой каналами 3. В секции 1 металл науглероживается (до 4 % С) и в результате электромагнитного перемешивания поступает по каналам в секцию 2, где углерод металла расходуется на восстановление оксидов железа из расплава. Выделяющийся монооксид углерода используется для нагрева и частичного восстановления руды в трубчатой вращающейся печи 5. Регулируя по – Дачу угля в секцию 1, можно получать металл с различным
Рнс. 61. Схема прямого получения металла в индукционной печи (способ ДЕСИ): 1 — секция науглероживания; 2 — секция восстановления; 3 — соединительные каналы; 4 — плунжер; 5 — вращающаяся печь; 6 — сердечник
Содержанием углерода, а изменяя основность шлака в секции 2, регулировать в металле содержание кремния, серы и фосфора.
Такой способ позволяет получать полупродукт, требуюшии дальнейшего передела, чугун и сталь. В последнем случае плавку предложено проводить в агрегате, имеющем несколько двухсекционных печей, восстановительные ячейки которых сообщаются между собой. 288
Преимуществом такого процесса является возможность его регулирования как в стадии науглероживания, так и на стадии восстановления железа из расплава. К недостаткам следует отнести сравнительно невысокую производительность агрегата. Она определяется полезным объемом реакционного пространства, существенно увеличить который при использовании индукционного нагрева не представляется возможным, поэтому этот способ применим для производства жидкого металла в небольших масштабах.
10-
289
К рассматриваемым процессам, осуществляемым по схеме плавление—восстановление, относится также способ Инред. Он предназначен для выплавки чугуна из мелкодисперсных железорудных материалов с использованием угля в качестве источника тепла и восстановителя. Процесс осуществляется в одном агрегате, верхняя часть которого (рис. 62) представляет собой круглую плавильную камеру, а нижняя— ду-
Щлак; 10 — губчатое железо; U — KOKq 12 — конденсатор; 13 – преобразовать частоты; 14 — кислородные установки; 15 — кислород; 16 — кислород для Дожигания; 17 — генератор; IS — компрессор; 19 — воздух; 20 — паровая турена; 21 — коидеисат; 22 — циклон; 23 — иа газоочистку; 24 — пар; 25 — бой – jleP; 26 – котел
Говую электропечь с закрытой дугой либо ВЧ – индукционную • электропечь.
В верхнюю камеру сверху по периферии подается концентрат, уголь и известняк, а по окружности тангениально через фурмы вдувается технический кислород. За счет сгорания части угля в камере достигается температура порядка 1900 0C. Происходит плавление и частичное восстановление окислов железа (до FeO). Оставшийся уголь частично коксуется и вместе с расплавом, содержащим FeO, поступает в нижнюю камеру. Здесь накапливаются чугун и шлак, на поверхности которых образуются слои кокса и губчатого железа, так как расплавленный монооксид железа при контакте с коксом восстанавливается с понижением температуры до 1450 0C с образованием губчатого железа.
Горение угля в верхней камере регулируется таким образом, чтобы получалось достаточное количество кокса для обеспечения процесса восстановления. Образование чугуна происходит при плавлении губчатого железа вокруг электродов в дуговой печи, либо за счет нагрева в индукционной электропечи.
Чугун и шлак выпускаются из печи периодически по мере накопления. Содержание углерода в чугуне составляет ~ 3,5 % и зависит от высоты слоя образовавшегося кокса в нижней камере. Содержание Si (~ 1 %) также может регулироваться высотой слоя кокса и температурой в печи. Около 80 % S, поступающей с концентратом и углем, удаляется в виде SO2 с отходящими газами. Оставшаяся сера распределяется между шлаком и чугуном (коэффициент распределения ~ 25 при содержании железа в шлаке < 1 %). Вместе с серой с отходящими газами удаляются мышьяк, свинец, цинк, щелочные металлы и частично фосфор. Отходящие газы поступают в бойлер, в котором вырабатывают пар, используемый в паровой турбине, которая обеспечивает работу компрессора ‘ установки для получения кислорода и электрогенератора плавильной печи.