ПРОЦЕСС И АГРЕГАТ РУДА - СТАЛЬ

Разработанный ЦНИИчерметом и ВНЙИметмашем с участием Гипромеза процесс руда — сталь комплексно решает задачу производства стали из железорудного сырья. Его характерными особенностями являются непрерывность, применение рядовых некоксующихся углей вместо кокса или природного газа, минимальные ма териало и энергоемкость производства. Последнее обеспечено сочетанием противотока и конвертерного режима обработки жидкого металла.

Технологическая линия агрегата руда — сталь включает шахтную печь, плавильновосстановительный конвертер, рафинировочный реактор конвертерного типа и миксер копильник стали. В шахтной печи проводится частичная (на 75—85 %) металлизация железорудных окатышей или кусковой руды. Колошниковый газ шахтной печи подвергается отмыванию от углекислоты и рециркуляции. Горячая частично металлизованная шихта непрерывно поступает в проточную ванну конвертера, постоянно заполненную жидким углеродистым ме талломполупродуктом. В эту ванну вдуваются пылевидный уголь, кислород, а также известь для офлюсования породы шихты и золы угля. Здесь происходит распределение шихты, до восстановление и науглероживание железа. Агентомвосстановителем служит растворенный в металле углерод. Расход вдуваемого угля отвечает потребности на довосстановление и науглероживание железа, а также на покрытие всех тепловых затрат процесса, включая расплавление шихты и нагрев металла и шлака. Эта часть угля сжигается кислородом в ванне в режиме газификации с образованием восстановительного газа (сумма содержаний монооксида углерода и водорода 8590%) для металлизации шихты. Степень металлизации регулируется по критериям минимального расхода энергоносителей в конвертере при замкнутой газовой схеме процесса.

Конструкция конвертера включает, кроме продувочной, проточную отстойную ванну для разделения металла и шлака. Вследствие непрерывности процесса и интенсивности массо обмена при продувке ванны работающего конвертера постоянно заполнены металлом и шлаком конечного состава и температуры (1500— 1550 °С). Содержание углерода в металле полупродукте составляет 2—3 %, а содержание монооксида железа в шлаке не превышает 7—8% при основности 1,2—1,5, что предопределяет благоприятные условия службы футеровки конвертера.

Металлполупродукт из конвертера непрерывно передается в проточный рафинировочный реактор. Последний конструктивно подобен конвертеру, но отличается меньшими размерами. Здесь осуществляется передел полупродукта в сталь с заданным содержанием углерода продувкой кислородом и известью. Газы

из реактора, состоящие в основном из монооксида углерода, смешиваются с конвертерными газами и также используются в шахтной печи. Шлаки конвертера и реактора подвергаются непрерывной мокрой грануляции.

В миксере с индукционным нагревом осуществляются накопление стали перед сливом в ковш, коррекция ее температуры и предварительное раскисление. Использование миксера позволяет переключать агрегат на выпуск стали другой марки без потерь металла промежуточного состава. Окончательное раскисление стали проводится в ковше. В период слива в ковш подача ее в миксер не прерывается.

На основе промышленного опробования работы шахтной печи в режиме частичной (85%) металлизации и полупромышленных (2—10 т/ч) исследований конвертерной и рафинировочной стадии процесса оценены основные показатели промышленного производства стали в рассматриваемом агрегате: расход угля ~0,36—0,40 т (по углероду), кислорода 330—350 м3/т, извести 120—130 кг/т. Капиталоемкость производства стали снизится на ~40 % по сравнению с капиталоемкостью технологии домна — конвертер.

Сопоставление с другими процессами бескоксовой металлургии на угле показывает, что расходы угля и кислорода в данном процессе примерно в 1,5—2 раза ниже, чем в процессе Корекс (Австрия ФРГ).

Процесс руда — сталь и конструкция оборудования агрегата учитывает требования экологии. Используется закрытое проточное оборудование и замкнутый газовый цикл. Особенности технологии исключают образование токсичных оксидов азота. Отходами процесса являются помимо шлака лишь конденсат водяного пара и углекислота. Единичная производительность агрегата руда сталь оценивается величиной до 1млн./т в год. В отличие от комплекса домна — конвертер они могут рационально использоваться и при средних, и при небольших масштабах производства.

СБОРНИК НАУЧНЫХ ТРУДОВ Черная металлургия России и стран СНГ в XXI веке. Т о м 2, Москва 1994