|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
Гипотезы Электромагнитная энергия и её «аномальное проявление» Детско-юношеское творчество В мире объёмных световых эффектов Внутри калейдоскопа Аттракцион для любителей острых ощущений Фонтан с вращающимися струями Станочный настольный модуль широкого профиля Идёт поиск Гидроимульсный двигатель Частотный фильтр Электродвигатель Инерционно-пульсирующий движитель Изобретатели Урала Годовой план – за 9 часов! Короткие истории Тепловые трубы Юрия Герасимова Сладкий сон Винокурского Можно расслабиься Фокусы Новые технологии Волочение проволоки Новая гидроимпульсная технология пожаротушения Теплообменник для новой схемы нагрева бокситовой пульпы Одностадийный эколого-ресурсосберегающий способ получения стали Самотвердеющая смесь для приготовления литейных форм и стержней Читательская трибуна Интеллектуальная собственность |
Уже более века основная часть стали производится по традиционной 4-х стадийной технологии. Эта технологическая схема включает в себя, во-первых, производство агломерата, во-вторых, получение кокса, в-третьих, получение чугуна из агломерата и кокса, в-четвертых, получение стали из чугуна и стального лома. Каждая технологическая стадия проводится в отдельных самостоятельных цеховых зданиях, оснащенных комплексом соответствующего технологического оборудования. Технологические процессы всех четырех стадий протекают при высоких температурах. Такая технологическая 4-х стадийная схема характеризуется значительными суммарными теплопотерями, как в самих агрегатах, так и полупродуктами при их перегрузке и транспортировке по железнодорожным путям. Таким образом, традиционная 4-х звенная технология получения стали характеризуется большими затратами как тепловой энергии, так и трудозатратами, а также капиталозатратами и значительным загрязнением окружающей среды. С целью существенного улучшения технико-экономических показателей металлургического производства стали разработана новая технология получения стали повышенного качества одностадийным методом из любой железосодержащей шихты (например, из железорудного концентрата, стального лома и чугуна в любом их соотношении). Процесс получения стали осуществляется в новом плавильном агрегате - металлургическом кольцевом реакторе (МКР). Агрегаты МКР могут размещаться не только в новых цеховых зданиях, но и с целью уменьшения капиталозатрат в существующих зданиях конвертерных, мартеновских, электросталеплавильных цехов взамен обычных сталеплавильных агрегатов. Особенность новой технологии получения стали состоит в том, что в МКР все технологические операции проводятся непрерывно и одновременно в различных участках замкнутой кольцевой плавильной камеры, в которой организовано рециркуляционное движение потока шлакового расплава, являющегося основной технологической средой, с высокой его кратностью по отношению к массе получаемого металла (стали). Кольцевая плавильная камера МКР содержит последовательно (по направлению циркуляции шлакового потока) расположенные три технологические зоны: зона регенерации шлака и плавления шихты, зона смешения восстановителя с рудно-шлаковым расплавом и зона разделения металла и шлака. Надшлаковая газовая полость зоны регенерации - плавления отделена от смежных зон герметичными перегородками, которые отделяют окислительную зону от восстановительной. В первой зоне, с окислительной атмосферой над расплавом, произ-водят приготовление рудно-шлакового расплава из рудно-флюсовых порошковых материалов путем их вдувания в рециркулирующий регенеративный шлаковый расплав, непрерывно поступающий из зоны разделения металла и шлака, состав которого отвечает составу технологически конечного шлака, находящегося в химическом равновесии с выплавляе-мым металлом.. Одновременно в шлаковый расплав на глубину ~ 1 м вводят необходимое тепло за счет погружного топливно-кислородного факела горения, в котором кро-ме обычного топлива используют эжектируемый из восстановительной зоны технологический газ. Кроме этого, в первой зоне осуществляется процесс автогенного плавления лома путем окисления струями кислорода или топливно-кислородного факела части железа из металлической ванны и ее перевода в виде оксидов в шлаковый расплав. В шлаковый расплав, содержащий оксиды железа, вдувают восстановитель (природный газ, угольный по-рошок, оксид углерода и т.п.) в количестве, обеспечивающим восстано-вление Fe2O4 только до FeO. С целью обеспечения теплом процесса вос-становления из FeO железа рудно-шлаковый расплав в этой зоне перегре-вают в среднем на 100-120°C путем продувки его погружным топливно-кислородным факелом горения. Во второй зоне, с восстановительной атмосферой над расплавом, перегретый рудно-шлаковый расплав, содержащий оксиды железа в виде FeO, обрабатывается восстановителем (газообразным или порошкооб-разным или жидким) путем вдувания его в объем шлакового расплава в количестве, обеспечивающим заданное остаточное содержание в нем FeO. В третьей зоне происходит осаждение из шлака капель восстано-вленного металла в донную часть реактора, где находится металлический расплав. После этого разделения часть шлакового расплава, равная массе рециркулирующего регенеративного шлака, поступает в первую зону, где используется вновь в технологической цепочке, как было описано выше. Остальная часть шлакового расплава в конце третьей зоны представляет собой отвальный шлак, по составу близко соответствующий клинкеру для получения портланд-цемента, который из реактора непрерывно удаляет-ся. Полученная низкоуглеродистая сталь непрерывно удаляется из пла-вильной камеры в ковш, где корректируется ее химический состав и про-изводится ее раскисление. Использование рециркулирующего шлакового потока в качестве технологической среды и разделение надшлаковой газовой полости на окислительную и восстановительную зоны позволяют организовать проведение основных технологических операций в максимально благоприятных термодинамических условиях ПРЕИМУЩЕСТВА способа выплавки стали в МКР по сравнению с традиционным: 1. Ликвидация 3-х переделов (агломерационного, коксохимического и доменного). 2. Энергозатраты на получение 1 т жидкой стали уменьшаются в 2-3 раза. 3. Металлошихта состоит из железорудного концентрата, стального лома и чугуна в любом их соотношении (от 0% до 100%). 4. Используется кислород низкой чистоты. 5. Используется топливо-восстановитель (твердое, жидкое, газообразное) без ограничений по сере и зольности. 6. Содержание в готовой стали серы и фосфора ниже 0,01%. 7. Отвальный шлак близок по составу к цементному клинкеру. 8. Капиталозатраты на этот способ ниже примерно в 1,5-2 раза. 9. Себестоимость жидкой стали ниже примерно на 30-40%. 10. Выбросы в атмосферу сокращаются в 3 раза ("парникового" газа в 2 раза), а особо вредные (фенолы, цианиды, нафталины и т.п.) исключаются полностью. ИЗВЕСТНЫ АНАЛОГИ только 2-х стадийные (AISI/DOE, DIOS, ПЖВ, ССF), значительно уступающие по эффективности новому способу. СОСТОЯНИЕ РАБОТ Разработаны рабочие чертежи на опытно-промышленный МКР. Определено место установки и испытаний МКР - Нижнетагильский металлургический комбинат. Необходимо финансирование опытно-промышленного проекта в размере 2,6 млн. долларов США, которые окупаются через 2,5 года после начала работы по этому проекту. Уже получены патенты ряда стран. АВТОР ЛУПЭЙКО Витольд Марианович |
|||
|
||||