TOC \o «1-3» \h \z
До настоящего времени основное количество черных металлов (более 98 %) получают по двухступенчатой схеме чугун-сталь. По этой схеме железо из руды в ходе доменной плавки практически полностью переходит в чугун, а сталь производят из чугуна в конвертерах или сталеплавильных печах. При этом не имеет значения, как отмечал А. Н.Пох – виснев, с какой долей скрапа (вплоть до 100 %) была получена сталь, так как скрап, в свою очередь, был получен из чугуна.
Двухстадийный процесс, несмотря на кажущуюся сложность по сравнению с непосредственным производством стали из руды, имеет следующие преимущества: возможность получать металл заданной марки из любого железорудного материала, высокую единичную производительность агрегата, сравнительно низкий уровень материальных и энергетических затрат и др. До последнего времени ни один из способов прямого получения стали из руды не выдерживал конкуренции с двухступенчатой схемой.
Во второй половине XX в. ситуация в промышленности резко изменилась. Возникшие дефициты источников энергии, территории, распространение производства металла в развивающихся странах, резкий рост требований к качеству металла и возросшие требования экологии заставили пересмотреть критерии успеха при получении черных металлов. Оказалось, например, что максимальная производительность труда, характерная для наиболее мощных доменных печей и конвертеров, и низкий уровень энергетических затрат в них не являются сами по себе доказательствами преимущества этих агрегатов, так как это может не соответствовать конечным народнохозяйственным критериям эффективности. Существенно выросло значение фактора «комфортности» человека на производстве, уровня интеллектуального взноса при участии его в производственном процессе. Вероятно, что эти факторы еще не очень осознанно, но все более мощно влияют на структуру производства и его содержание. Не 4 случайно именно во второй половине XX в. в металлургической промышленности начали активно проявлять себя нетрадиционные методы производства металла. Эти способы часто объединяют одним названием «прямое получение железа», хотя это не очень точно, о чем будет более подробно сказано далее.
Новые схемы производства металла развиваются во всех регионах мира, как в передовых, так и в развивающихся странах. В нашей стране с начала 80-х годов функционирует Оскольский электрометаллургический комбинат, не имеющий доменных печей и являющийся одним из наиболее крупных подобных заводов в мире. Намечается строительство аналогичных производств в других районах страны. Производство первичного металла в агрегатах бездоменной металлургии отличается рядом особенностей, не позволяющих использовать книги по доменному производству в качестве учебников для новых технологий.
Настоящий учебник является одним из первых учебников, посвященных анализу бездоменной технологии производства металла из руд. Он создан на основе многолетнего чтения разделов специальных курсов и целиком новых специальных дисциплин в Московском институте стали и сплавов и Днепропетровском металлургическом институте. Авторы стремились при подготовке учебника использовать весь экспериментальный и производственный материал, накопленный в промышленности и научных исследованиях с учетом новейших достижений физической химии, теплофизики и теплоэнергетики, газодинамики и других фундаментальных дисциплин. Выбор наиболее важных и общих закономерностей из большого фактического материала, относящегося как к крупномасштабным, используемым в промышленности технологиям, так и к перспективным, но еще проходящим стадию проверки процессам, представил основную трудность для авторов и вероятно привел к некоторой субъективности их позиции, что характерно для многих книг и авторов. Поэтому авторы с благодарностью примут замечания читателей этой книги.