Производство губчатого железа без доменной печи.

Политика, экономика и общественные тенденции Европы

Производство губчатого железа без доменной печи.

Сообщение konsyltacii_Ukraine 09 июл 2012, 12:26

По поводу производства губчатого железа.

Промышленное производство железа непосредственно из руды, минуя доменный (с использованием кокса) процесс, появилось в 1970-х гг. Первые установки прямого восстановления железа были малопроизводительны, а конечный продукт имел сравнительно много примесей.

Широкое распространение этого процесса началось в 1980-х гг. Помимо природного газа, в процессе прямого восстановления железа оказалось возможным использование продуктов газификации углей (в частности - бурых), попутного газа нефтедобычи и другого топлива-восстановителя.

Производство губчатого железа на одном из предприятий в Англии основано на применении газообразного восстановителя-водорода, получаемого путем двойной конверсии метана.

Восстановление железной руды происходит при температуре 800 С. Предполагается, что установка для производства губчатого железа, дуговые печи и ядерный реактор будут представлять собой единый промышленный комплекс.

В Италии проводятся исследования по определению технико-экономических показателей применения ядерных реакторов для выработки высокотемпературного тепла и электроэнергии при получении губчатого железа. Предусматривается производство губчатого железа в агрегате кипящего слоя с использованием в качестве восстановителя водорода. Тепло ядерного реактора при 900 - 950 С применяется для первой конверсии природного газа, нагрева восстановительного газа. Удельный расход тепла составляет 6 5 ГДж / т железа. Затем губчатое железо переплавляется в электропечах при непосредственной загрузке его из восстановительного агрегата.

В Швеции, например, нашли способ получения губчатого железа в движущемся слое по Вибергу, в США - метод прямого получения железа в подвижном ( кипящем) слое в потоке водорода сравнительно под высоким давлением и при низких температурах и в Мексике - получение губчатого железа из кусковой руды в ретортах с неподвижным фильтрующим слоем.

Устаревшие технологии производства губчатого железа.

Технология. В типовом процессе восстановления железа основной компонент природного газа – метан – разлагают окислением в присутствии катализатора в специальных аппаратах – реформерах, получая смесь восстановительных газов – окиси углерода и водорода. Эта смесь поступает в высокотемпературный реактор, в который подается также обрабатываемая железная руда. Есть технологии DRI, использующие метан непосредственно в реакторе, а также восстановительные пылеугольные смеси.

Отметим, что формы и конструкции реакторов очень разнообразны (например, это вращающаяся трубчатая печь или шахтная печь), как и разнообразен комплекс всего вспомогательного оборудования.

Реакция восстановления эффективно идет только на поверхности твердых частиц руды, поэтому нужен определенный компромисс между сырьем (пылеобразная или пористая форма) и конечной продукцией (спечёнными окатышами, брикетами, «наггетами» и т. п.).

Разнообразие технологий, оборудования и сырья создало большое разнообразие названий способов прямого восстановления, число которых перевалило за два десятка. Однако только немногие из них прошли опытно-промышленную и промышленную проверку, доказав свою высокую производительность и рентабельность, а также создают готовую продукцию высокого и стабильного качества.

Все эффективные методы прямого восстановления качественного железа фактически используют единственный процесс: богатое железорудное сырье (руда или окатыши с содержанием железа не менее 70%) восстанавливается при высоких температурах до содержания железа (85–90% и более) специальной газовой смесью.

Именно поэтому основное производство железа прямого восстановления главным образом сосредоточено в странах, обладающих большими запасами нефти (или научившихся эффективно использовать попутный газ), природного газа и железной руды, а также ограниченных в ресурсах альтернативного металлолома (т. е. в странах Латинской Америки, Ближнего и Среднего Востока).

На сегодня в мире наиболее широко распространены технологии прямого восстановления железа компании Midrex (США), установки которой работают во многих странах с 1971 г. Лидирующие позиции в DRI эта компания пока ещё удерживала последние 29 лет подряд. В 2007 г. по технологиям Midrex произведено около 40 млн т DRI, или 60% от общего мирового производства.

К разновидностям Midrex также относятся технологии Corex Midrex, Fastmet, Fastmelt, Kwiksteel и ITmk3 и некоторые другие (права на некоторые принадлежат японской Kobe Steel, а на территории СНГ, в некоторых странах, – Hares Engineering, Hares Group - (Австрия)).

Какая же технология наиболее перспективна в металлургии в настоящее время?

Если не говорить о производстве DRI на базе Midrex и не говорить о втором по популярности способе производства горячебрикетированного железа (HBI) по методу HYL/Energiron, то есть ещё много уже достаточно устаревших способов по выпуску губчатого железа (SL/RN, Jindal, DRC, SIIL, Tisco, Codir и т. д.), которые, в основном, работают на базе печей с вращающимся подом с использованием угля или пылеугольной смеси в Индии, Китае, США и Южной Африке.

Продукция. В результате прямого восстановления железа получают высокометаллизированное сырьё сложного комплекса свойств (по составу, структуре, размеру и т. д.), зависящее от применённой технологии. Поэтому классификация этой готовой продукции не вполне установилась и является недостаточно чёткой.

Иногда к DRI, прямо по определению, относят все виды железа прямого восстановления. Порой выделяют DRI как окатыши и аналог крупнокусковой руды.

Порой, в зависимости от температуры производства, различают два вида DRI: холодное (СDRI) и горячее железо прямого восстановления (HDRI). НBI, как правило, называют горячепрессованную форму DRI, разработанную для более удобной перевозки, хранения и использования.

Считается, что сейчас DRI (окатыши) составляют около 87% (СDRI – 83%, а НDRI – 4%) от всего производимого железа прямого восстановления в мире, а на долю НBI приходится порядка 12%.

Впрочем, для новых вариантов технологий и продуктов склонны появляться и новые названия.

Базовыми для свойств DRI-HBI являются три главных химических фактора: уровень металлизации, содержание и форма углерода, содержание и тип примесей. Характерные уровни металлизации, достигаемые в современном процессе прямого восстановления, колеблются в пределах 85–98%.

В основных процессах DRI-HBI достигается не только низкое содержание серы и фосфора (часто попадающих из угля в классической металлургии), но и низкое содержание большинства других остаточных элементов, таких как медь, хром, свинец, молибден, олово и др. (характерных для переработки металлолома). Качество железа (далее – стали) по низкому содержанию вредных примесей получается достаточно высоким.

Отметим, что, в отличие от руды и лома, DRI-HBI капризны к условиям хранения и транспортировки. Со временем, особенно при повышенной влажности, идет окисление продукта с плавным ухудшением его свойств (временные параметры этого процесса- отдельный разговор).

Если не говорить о возможности использования ядерной энергии для производственных нужд ввиду возможных разрушительных последствий её применения, одним из наиболее перспективных способов дешёвой энергии является неназванный в данных комментариях способ.

Метод прямого восстановления железа находит все большее количество приверженцев по всему миру. Этот процесс позволяет избежать «дорогой» доменный передел, тем самым снизив сырьевые и энергетические расходы на фоне роста мировых цен на кокс, металлолом и железную руду, а также сокращения поставок сырья необходимого качества. Но, как оказалось, можно добиться ещё большего эффекта с помощью украинского технологического подхода к решению проблем.
konsyltacii
Аватара пользователя
konsyltacii_Ukraine
 
Сообщения: 108
Зарегистрирован: 10 окт 2011, 13:10
Откуда: Украина

Загружается, подождите...

Вернуться в Европа и Евросоюз

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: Yahoo [Bot] и гости: 1

cron