Производство и обработка стали

- использование твердых восстановителей (коксик, низкосортное твердое топливо);

- использование газообразных восстановителей (оксид углерода (II), водород, смесь этих газов).

3. По состоянию слоя обрабатываемого сырья и соответственно по конструкции применимого оборудования на:

- восстановление в плотном неподвижном слое (ретортах и тиглях);

- восстановление в плотном подвижном слое (в шахтных печах);

- восстановление во взвешенном слое (в колоннах, циклонах);

- восстановление в кипящем слое (в колоннах, трубчатых печах).

Из этих методов наибольшее распространение получили процессы получения губчатого железа и металлизированных окатышей из высококачественных руд и рудных концентратов восстановлением в шахтных печах газообразными восстановителями.

В зависимости от степени металлизации (Х_м) и содержания железа получаемые металлизированные продукты подразделяются на:

- шихту для выплавки стали с содержанием железа 0,9-0,93 маc. доли и Х_м = 0,85-0,90;

- губчатое железо для производства железного порошка с содержанием железа 0,98-0,99 мас. долей и Х_м = 0,98-0,995.

Одним из подобных процессов можно назвать разработанный в США процесс «Мидрекс» («Мидлен Росс»), по которому работают промышленные установки в США, Канаде, ФРГ, странах Южной Америки. На рис. 5.11 представлена принципиальная и на рис. 5.12 -технологическая схемы этого производства.

Рисунок 5.11 Принципиальная схема процесса «Мидрекс»

Рисунок 5.12 Технологическая схема процесса «Мидрекс»: 1 - конвертер метана; 2 - шахтная печь; 3 - бункер окатышей; 4 - бункер металлизированных окатышей; 5 - охлаждающие газ скрубберы; 6 - грохот; 7 - электрическая печь

Сырые окатыши из бункера 3 поступают в верхнюю часть двухзонной шахтной печи 2, в среднюю часть которой из конвертора метана 1 подается конвертированный газ, полученный по реакции неполного окисления СН₄ + СО₂ = 2СО + 2Н₂ и содержащий 65 % водорода и 35 % оксида углерода (II). В печи протекают реакции восстановления оксидов железа в той же последовательности, как и в доменном процессе: Fe₂O₃ > Fe₃O₄ > FeO > Fe. Отходящий газ поступает в скруббер 5 для охлаждения и очистки. Часть (1/3) очищенного газа смешивается с метаном и подается в конвертер для конвертирования, а остальной газ направляется в топку конвертера для его обогрева. Восстановленные (металлизированные) окатыши опускаются из восстановительной зоны печи А в конусную зону охлаждения Б и при температуре 40-50 °С выгружаются на грохот 6. После отсева мелочи окатыши с грохота поступают в бункер 4 емкостью 5000 т, в котором хранятся в атмосфере инертного газа во избежание вторичного окисления. Из бункера 4 металлизированные окатыши направляются в электрическую лечь для выплавки стали 7. Охлаждение окатышей в зоне печи Б происходит газом, который отсасывается из средней части печи и охлаждается в скруббере 5.

Основной аппарат в процессе «Мидрекс» - это шахтная печь объемом 300 м³. Рабочее пространство печи разделено на две зоны: зону восстановления А при 900 °С и зону охлаждения Б, где восстановленный продукт охлаждается до 40-50 °С. Время пребывания окатышей в печи составляет 8-12 часов, из них 4-6 часов в восстановительной зоне. Производительность печи составляет 400000 т металлизированных окатышей в год. На производство 1 т окатышей расходуется 400 м³ природного газа (метана) и 150 кВтч электроэнергии. Процесс полностью автоматизирован.

Контрольные вопросы

1. Перечислите основные способы производства стали.

2. В чем заключается сущность процесса переделки чугуна в сталь?

3. Укажите преимущества кислородно-конвертерного метода выплавки стали по сравнению с другими методами и мартеновским методом

4. Чем объясняется последовательность окисления примесей при конвертерной плавке?

5. Какие сорта сталей преимущественно выплавляют в электропечах?

6. Перечислите разновидности промышленных электроплавильных печей и укажите их особенности.

7. Чем мартеновский метод выплавки стали принципиально отличается от конвертерного?

8. Что такое двухванные мартеновские печи?

9. Какие процессы называются процессами прямого восстановления железа?

Размещено на Allbest.ru