ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Жидкофазное восстановление. Процесс Ромелт из "Топливо Кн2" В частности, восстановление Ре Оз по реакции (11.61) сопровождается отрицательным тепловым эффектом, равным 4,37 МДж/1 кг Ре. [c.473] По мнению Е. А. Капустина [ 11.25], в стремлении перейти от реакции (11.61) к значительно менее энергоемкой реакции (11.62) и заключается важнейший путь совершенствования как доменного процесса, так и альтернативных агрегатов. В доменной печи, в ее нижней части, преобладает реакция прямого восстановления (11.62), последующее непрямое восстановление оксидов железа оксидом угаерода происходит термодинамически неэффективно, в результате чего примерно половина кокса превращается в низкокалорийный доменный газ. [c.473] В альтернативных процессах соотношение между получением СО и СО реализуется по-разному. [c.473] В любом случае, самая высокая скорость восстановления оксидов железа, а, следовательно, и производительность афегатов, достигается именно при высокотемпературном взаимодействии железа и угаерода, растворенного в железе — по Е. А. Капустину [11.25], эта скорость составляет около 22 кг/(м -с), и в 440 раз превышает скорость восстановления в доменной печи. [c.473] В СССР разработка процесса жидкофазного восстановления железа была начата Московским институтом стали и сплавов (МИСиС) в конце 70-х гг В отличие от процессов Запада, МИСиС создавал полностью жидкофазный процесс, в котором восстановление железа целиком осуществляется одноступенчатым способом в одном афегате. В качестве реакционной зоны, в которой непрерывно осуществляются процессы восстановления, использовался шлаковый расплав, содержащий до 3 % оксида железа. Благодаря работам МИСиС, к тому времени афегаты с жидкой шлаковой ванной и водяным охлаждением его реакционной зоны с помощью кессонов в промышленном масштабе успешно работали в цветной металлургии при переработке сульфидных медноникелевых руд. Эти работы проводились под руководством А. В. Ванюкова, который получил первые научные результаты еще в 1949 г Протекание окислительных процессов, необходимых для удаления серы и железа при производстве меди, обеспечивалось продувкой шлаковой ванны в автогенном режиме кислородсодержащим дутьем. При этом достигался также необходимый барботаж шлаковой ванны, который интенсифицировал протекание в ней теплообменных процессов. [c.474] Для конкурентоспособного производства жидкого металла необходимо иметь удельный расход угля в пределах одной тонны на тонну жидкого металла. Поэтому в агрегате жидкофазного восстановления был заложен принцип использования тепла от дожигания газов, выходящих из барботируемой шлаковой ванны. Эти газы состоят из оксида угаерода и водорода, которые являются результатом пиролиза угля в шлаковой ванне, его частичного сжигания до оксида углерода и восстановления оксидов железа углеродом угля. Дожигание производится технологическим кислородом, чистота которого может находиться в пределах 80-95 %. Можно использовать для этого и нагретый компрессорный воздух, но эффективность процесса при этом снижается, а инвестиционные затраты на газоотводящий тракт и подогрев возрастают. С использованием указанных выше принципов по заданию МИСиС (под руководством В. А. Роменца) был спроектирован и Новолипецким металлургическим комбинатом (НЛМК) построен в 1984 г опытно-промышленный агрегат. Размеры собственно афегата, имеющего площадь пода 20 м обеспечивали возможность проверки осуществления промышленной технологии жидкофазного восстановления и работоспособности его конструкции (рис. 11.27). [c.475] На рис. 11.28 приведен один из вариантов общей схемы промыпшенной установки жидкофазного восстановления железа Ромелт с годовой производительностью 335 тыс. т[11.9, 11.31]. [c.477] Получаемый на ней чугун по составу соответствует доменному чугуну, однако содержание в нем кремния и марганца не превышает 0,15 % в связи с температурными условиями восстановления в пределах 1450-1500 °С. Это важная особенность чугуна Ромелт, позволяющая более эффективно перерабатывать его в сталь ввиду уменьшения образования при этом шлака. Полностью жидкофазный одностадийный процесс, при котором восстановление железа происходит из расплава железосодержащих материалов, позволяет перерабатывать их без окускования и классификации по размерам. Это экономит капитальные затраты, сокращает издержки производства и позволяет перерабатывать мелкие руды и другие железосодержащие материалы, в том числе металлургические отходы. Замена кокса угаем в жидкофазном процессе исключает капитальные затраты и текущие издержки на его производство. Все это значительно сокращает цикл получения жидкого металла за счет исключения звеньев по производству окатышей, агломерата и кокса. [c.477] Необходимо обеспечивать максимально возможную по условиям гидродинамики мощность барботажа для увеличения тепловоспринимающей поверхности шлаковой ванны в целях повышения коэффициента передачи ей тепла от дожигания газов в над-шлаковом пространстве. Доля кислорода в дутье находится в пределах 4( 80 %. Она снижается при увеличении степени дожигания газов в надшлаковом пространстве агрегата. Сокращению расхода кислорода на нижние фурмы может способствовать применение в дутье нафетого в рекуператоре компрессорного воздуха. [c.477] Отсутствие необходимости предварительно подготавливать железосодержа1цую шихту в афегате Ромелт принципиально отличает его от двух- и более стадийных процессов типа Корекс и позволяет иметь экономию на издержках выплавки чугуна. [c.477] В установке Ромелт вся энергия расходуемого угия используется полезно на процессы, связанные с восстановлением железа и производством энергии в виде пара и/или электроэнергии. Эта энергия полностью покрывает внутренние потребности, связанные с производством кислорода и работой электродвигателей установки. Часть указанной энергии может быть направлена внешним источникам потребления. В доменных печах и многостадийных процессах восстановительной плавки химическая энергия отходящих газов может быть полезно использована внешними потребителями энергии только после преобразования в энергетических установках, требующих инвестиций для создания соответствующих мощностей. [c.479] К конструкции котла-утилизатора установки Ромелт не предъявляется никаких дополнительных требований сравнительно с конвертерными котлами. Система газоочистки после котла-утилизатора в зависимости от конкретных условий может быть мокрого или сухого типа (тканевые фильтры и электрофильтры). Эта система также не предъявляет к существующим системам новых требований. [c.479] Вернуться к основной статье