Возможности переработки бедных железных руд ‘ «
Доменный процесс обеспечивает получение кондиционного чугуна из железных руд с любым содержанием железа. При этом содержание железа влияет лишь на технико – экономические показатели процесса. Металлизация бедных руд (применение для этих целей металлургии железа) может быть эффективна лишь для получения кричного железа и жидкого металла. Частично металлизованные материалы и губчатое железо получать из бедных руд неэффективно. При получении частично металлизованных материалов из бедных руд необходимо ббльшее количество тепла на нагрев пустой породы и ббльший расход восстановителя, обусловленный диффузионными затруднениями при восстановлении оксидов железа. При производстве губчатого железа содержание в руде пустой породы в количестве > 2,5—3,0 % приводит к резкому росту расхода электроэнергии в электросталеплавильных печах, обусловленному увеличением количества шла-
Наличие примесей других элементов
Доменная печь обеспечивает получение кондиционного по сере чугуна. Удаление из чугуна меди, фосфора, мышьяка невозможно. Низкотемпературные процессы внедоменного восстановления не обеспечивают удаления практически ни одного попутного элемента кроме серы, степень удаления которой в шахтных печах составляет 30 %. Иначе говоря, все попутные элементы, присутствующие в исходной руде, остаются в губчатом железе и попадают в сталеплавильный агрегат. Это же относится к получению кричного металла (здесь возможна некоторая степень удаления серы). Получение жидкого металла позволяет удалить из процесса цинк, щелочи, а степень десульфурации и удаление мышьяке и – возможно, фосфора зависят от режима процесса.
Физические свойства руды
В доменной печи перерабатывают исключительно кусковый железорудный материал, причем размер кусков не должен быть меньше 3-5 мм. Отсюда вытекает необходимость процесса окускования руд (агломерация, производство окатышей). Это требование остается обязательным для процессов получения губчатого и кричного железа в шахтных и вращающихся печах. Низкотемпературная металлизация измельченных руд возможна в специальных агрегатах (например, аппараты кипящего слоя). Для большинства способов внедоменного получения жидкого металла размер кусков руды не имеет значения, что исключает из металлургического передела дорогостоящие процессы окускования мелких руд.
Использование недефицитных видов топлива
Для современных доменных печей невозможно использование другого вида топлива, кроме металлургического кокса. Это прежде всего связано с высокими прочностными качествами кокса, сохраняющимися при высоких температурах. Ни одинг из известных ныне видов твердого топлива не может в этом отношении конкурировать с коксом. Можно определенно утверждать, что отсутствие или исчезновение источников получения кокса будет означать конец доменного способа производства металла.
В настоящее время большинство известных способов и технологий металлургии железа не требует использования в качестве компонента шихты кокса. Применяют полученные различным способом восстановительные газы (в основном при производстве губчатого железа), недефицитные виды каменного угля, бурые угли и продукты их переработки, нефтепродукты и др. Выбор топлива в этом случае в основном связан с экономической конъюнктурой в данном регионе.
Использование новых видов энергии
Несмотря на то, что использование энергии плазмы, атомной и других новых источников энергии для доменного производства не исключается, наибольший эффект от их применения соответствует внедоменному получению металла. Это повышает шансы новых технологий в конкуренции с доменным процессом в обозримом будущем.
Основным вопросом, который определяет и в будущем будет пределять преимущество того или иного способа получения металла, является расход энергии на процесс. В упрощенном виде его можно свести к расходу тепла (или источника тепла) на единицу получаемого продукта. Оставляя временно в стороне другие важные показатели технологий (качество продукта, требования к шихтовым материалам и др.), попытаемся приближенно оценить эти величины для различных методов металлургии железа.
Получение и проплавка в доменных печах частично металлизованных материалов. Проплавка металлизованных железорудных материалов в доменных печах должна снижать расход углерода-восстановителя за счет уменьшения количества углерода, идущего на прямое восстановление оксидов железа, в результате чего уменьшается расход тепла на этот процесс. Известно, что кроме удовлетворения потребностей доменной плавки в тепле (в этом случае говорят, что кокс является источником углерода-теплоносителя), кокс выполняет и другую ответственную роль – участвует в формировании чугуна, т. е. восстанавливает трудновосстановимые (практически не восстанавливаемые газом – восстановителем) оксиды кремния, марганца и другие, а 10