Получение губчатого железа во вращающихся печах, на конвейерных машинах

Применение вращающихся печей позволило перерабатывать различные руды по химическому и фракционному составу, а в качестве топлива применять коксовую мелоь и уголь всех марок, вплоть до лигнита.

Вместе с железорудным сырьем в печь загружают уголь в качестве восстановителя, известняк или доломит в качестве десульфуратора. Восстановитель загружают в пеь в количестве, превышающее теоретически необходимое для удаления кислорода руды (часть избыточного восстановителя используется как топливо и для защиты металлического железа от вторичного окисления.)

Вращающиеся печи отапливаются путем сжигания над слоем шихты газообразного, жидкого или твердого топлива в горелке, расположенной в разгрузочном торце печи, или в горелках, расположенных на корпусе по длине печи. При этом сжигание топлива в обоих случаях проводится с недостатком воздуха с получением мягкого длинного факела. Остальной воздух, необходимый для сгорания топлива и дожигания оксида углерода, выделяющегося из шихты при восстановлении, вдувается через фурмы, расположенные на корпусе печи, что позволяет регулировать температуру по длине. Температура нагрева шихты 1000-1100С

По длине печь можно разделить на зоны нагрева и восстановления. Степень восстановления наиболее быстро растет в середине и замедленно в конце печи. К концу процесса, когда образование оксида углерода уменьшается, создаются условия, способствующие проникновению в шихту окислительных газов. В связи с этим напыляемый на поверхность шихты в конце печи избыточный восстановитель предохраняет металлизованный продукт от окисления этими газами. Степень заполнения шихтой печи(сегмент) составляет обычно 10-20%.

Нужно использовать топливо отличающиеся хорошей реакционной способностью, т.к. реакция является определяющей в процессе восстановления оксидов железа твердым углеродом.

Потребность углерода на восстановление 40-45% от общего углерода в печи, 25-30% углерода сгорает, а оставшийся выгружается из печи вместе с метализованным продуктом, защищая его от окисления. Общий расход восстановителя составляется 50-60% массы железорудного материала.

Большое значение имеет теплопередача от газов к слою шихты. Тепло от газового потока передается шихте и футеровке. Тепло полученное футеровкой, передается шихте и теряется в окружающую среду. По мере повышения температуры к концу печи(зона восстановления) решающую роль в теплообмене играет излучение, с помощью которого передается максимальное количество тепла (>90%). В интенсивно работающих печах возрастает температура отходящих газов (800-1000С) и для утилизации их тепла используют предварительный нагрев железорудной части сырья (обычно на конвеерных машинах, или в шахтных подогревателях). В результате этого повышается КПД.

Во вращающихся печах образуется большое кол-во газов (3-3,5 тыс м3/т мет продукта) скорость которого ограничивают.

Общая длина печи должна обеспечить необходимое время пребывания в печи для достижения заданной степени металлизации.
84 Получение крицы

Кричный процесс – метод переработки бедных руд, не поддающихся обогащению обычными методами. К ним относятся бурые железняки, гематитовые кварциты и бедные комплексные руды. Содержание железа в этих рудах колеблется в пределах от 10 до 40% и обычно = 25 – 35%. Богатые руды использовать нельзя, т.к. для процсса нужно большое кол-во шлака.

Кричный металл(крица) – частицы железа фракцией до 10мм округлой формы с включением шлака и содержит 80-90%Fe,~1%С, значительное количество серы и фосфора, используется в основном в доменных печах. В крицу переходит 85-95%Fe, 90-95%Ni, 20%Cr, 20%Mn, 85%P,20-25%S.

Производство крицы осуществляется во вращающихся печах, длинной от 60 до 110 метров, с наружным диаметром от 3.6 до 4.6 (производительность 80 – 350 тонн/сутки)

Технология, вращающиеся печь отапливается путем сжигания над слоем шихты газообразного, жидкого или твердого топлива в горелке, расположенной в разгрузочном торце печи, или в горелках расположенных на корпусе, по длине печи. При этом сжигание топлива проводится с недостатком воздуха, с получением мягкого длинного факела. Остальной воздух, необходимый для сгорания топлива и дожигания оксида углерода, выделяющегося при восстановлении, вдувается через фурмы расположенные в корпусе печи. Что позволяет регулировать температуру по длинне печи. По длине вращающуюся печь можно разделить на зоны нагрева и восстановления. Степень восстановления наиболее быстро растет в середине и замедленно в конце печи. К концу процесса восстановления, когда образование оксида углерода уменьшается, создаются условия, способствующие проникновению в шихту окислительных газов, поэтому в конце печи напыляют избыточный восстановитель, который предохраняет металлизованый продукт от окисления. Кричный процесс оканчивается про температуре до 1350 С в зоне крицеобразования, где пустая порода частично расплавляется и образуется вязкий, тестообразный шлак, в котором включены частицы железа, укрупняющиеся при вращении печи. Выходящий из печи полупродукт охлаждается водой, дробится и измельчается(при этом измельчается в основном шлак), подвергается рассеву и магнитной сепарации.

Качество крицы зависит от состава образующегося шлака. Для хорошего качества нужны шлаки

Недостатки кричного процесса – большой расход тепла, низкая производительность и невысокая стойкость футеровки в кричной зоне.