69. Железорудное сырье для процессов металлургии железа.

Выбор сырья для металлизации проводят в соответствии с требованиями, предъявляемыми к качеству металлизованкого продукта со стороны его дальнейшего передела (доменное или сталеплавильное производство), а также с учетом физико-химических изменений, которым оно подвергается в процессе металлизации. Железорудные материалы для производства губчатого же­леза должны удовлетворять следующим основным требованиям: по возможности высокому содержанию железа при низком со­держании серы, фосфора, щелочей и примесей цветных метал­лов (медь, никель, хром, цинк, свинец и др.), оказывающих большое влияние на качество стали и технико-экономические показатели выплавки ее в электропечах; высокой газопрони­цаемости шихты в восстановительном агрегате; высокой восстановимости; отсутствию склонности шихты к слипанию при достаточно высоких температурах восстановления; высокой прочности при восстановлении! Химический состав. В связи с тем, что процессы метал­лизации при получении губчатого железа протекают при уме­ренных температурах (без расплавления), пустая порода и примеси в исходном сырье полностью переходят в металлизованный продукт. Расчет и практика производства показали, что содержа­ние железа в железорудных материалах желательно иметь в пределах 68—69 %, а количество кислых оксидов не должно превышать 3% (в металлизованном 5%), так как в против­ном случае использование методов бездоменного получения металла становится экономически невыгодным. Однако очень низкое содержание кремнезема может привести к разрушению, разбуханию и слипанию шихты при восстановлении, что сни­жает эффективность процесса. В связи с этим возникает проблема использования в ка­честве шихты для металлизации офлюсованных железорудных материалов. Физические свойства. Эффективность процесса восстанов­ления в движущемся слое в значительной степени зависит от высокой проницаемости столба шихты, способствующей хоро­шему контакту газовой и твердой фаз. Высокая газопрони­цаемость достигается при применении материалов с узким фракционным составом и высокой прочностью на сжатие и истирание. В процессах производства губчатого железа в агрегатах с использованием газообразного восстановителя в качестве железорудного сырья применяют как окатыши, так и кусковые руды, при этом доля окатышей на установках этого типа составила 80%. Основная масса окисленных окатышей для процессов металлизации производится на обжиговых конвейерных машинах. Это связано с получением на них окатышей более однородных по форме и крупности, образующих меньше мелочи.

70. Топливо и восстановитель для металлургии железа.

В процессах металлизации в качестве технологического топлива возможно применение различных видов топлива — газообразного (природный и попутный газ), жидкого (продуктов нефтепереработки) и твердого (некоксующиеся угли различных видов). Использование этих видов топлива в ка­честве восстановителя без специальной подготовки в боль­шинстве случаев невозможно. Выбор способа производства восстановительного газа определяется экономическими факторами, а также требованиями к его химическому составу, главными которых являются максимальная доля в нем восстановите­лей СО и Н₂ и минимальная СО₂, Н₂О, СН₄.

Получение восстановительного газа конверсией газообразного топлива. Основным видом газообразного топлива для производства восстановительного газа служит природный газ, являющийся в исходном виде плохим восстановителем, так как составляющие его основу углеводороды слабо взаимодействуют оксидами железа. В соответствии с типом окислителя различают кислородную, воздушную, паровую и углекислотную конверсию природного газа. Возможен и смешанный тип конверсии.Паровая Углекислотная Получение восстановительного газа из жидкого топлива

Процессы получения восстановительного газа из жидкого топлива не отличаются от аналогичных процессов с примене­нием газообразного топлива, однако имеют свои особеннос­ти. Так, если для метана отношение углерода и водорода (по массе) составляет 3:1, то для тяжелого жидкого топ­лива оно возрастает до 7:1. С увеличением этого отноше­ния наблюдается тенденция к росту содержания в восстано­вительном газе, полученном кислородной конверсией, оксида углерода. Помимо содержания в восстановительном газе сажистого углерода, существенным недостатком описанных процессов является также снижение восстановительной способности получаемого газа за счет присутствия в нем значительного количества азота, переходящего из воздуха. Газификация твердого топлива.В отличие от газообразного и жидкого топлива твердое топливо можно использовать в процессах металлизации без особой предварительной подготовки. Газификация твердого топлива для получения восстанови­тельного газа может идти с участием в качестве окисли­телей технологического кислорода, водяного пара, углекис­лого газа по реакциям: