ИТС 25-2023 Добыча и обогащение железных руд

     2.5.1 Общие сведения

В основе производства металлизованного продукта лежит процесс прямого восстановления железа (ПВЖ), заключающийся во взаимодействии потоков восстановительного газа и руды или окатышей, происходящий при температуре около 900°C. Исходным сырьем для получения железа прямого восстановления в шахтных печах являются офлюсованные окатыши с массовой долей железа более 66,5%.

По своим качественным характеристикам железо прямого восстановления превосходит чугун и используется на многих сталеплавильных предприятиях мира наряду с ломом. Однако, в отличие от металлического лома, использующегося в настоящее время как основное сырье для получения стали в электросталеплавильных печах, металлизованный продукт является первородным сырьем, не содержащим примеси пластмасс и цветных металлов, существенно ухудшающих качество стали.

Процессы металлизации в шахтных печах во многом похожи на процессы, протекающие в шахте доменных печей в области умеренных температур. Однако имеются и значительные отличия: в шахтной печи отсутствует кокс; важную роль в процессах восстановления оксидов железа играет водород; восстановительный газ является единственным источником тепла, обеспечивающим все тепловые потребности процесса [5].

Основными процессами, протекающими в шахтной печи, являются теплообмен между газом-теплоносителем и восстанавливаемым материалом, восстановление оксидов железа и динамическое взаимодействие между опускающейся шихтой и поднимающимся газом. Кроме того, на показатели работы шахтной печи оказывают влияние разрушение железорудных материалов в процессе нагрева и восстановления, науглероживание и спекание губчатого железа [6].

В мировой практике производства ПВЖ газовыми восстановителями наибольшее распространение получила технология MIDREX - 60%, технология HYL/Energiron - 14%, остальное количество (25,5%) производится агрегатами прямого восстановления железа, основанными на использовании угля или пылеугольной смеси и других технологических процессах (0,5%).

В Российской Федерации промышленные установки по производству ПВЖ работают по двум технологиям: MIDREX и HYL-III. Отличие этих технологий заключается в использовании различных способов реформирования природного газа, отличительных газодинамических и температурных режимах работы печей, что обуславливает конструкционные различия печей и установок в целом.

Обобщенная технологическая схема производства металлизованного продукта представлена на рисунке 2.32.

     Рисунок 2.32 - Обобщенная технологическая схема производства железа прямого восстановления

     Технологическая схема HYL-III представлена на рисунке 2.33.

     Рисунок 2.33 - Технологическая схема HYL-III