Внедоменное получение железа. Процессы жидкофазного восстановления железа - процесс ROMELT

Введение

В настоящее время идет развитие всех отраслей промышленности. Развивается и черная металлургия. В том числе не стоит на месте в плане развития и доменное производство. В процессе доменного производства получается чугун. Различают три основных вида продукции: предельный чугун, который впоследствии переплавляют в сталь; литейный чугун, из которого получают готовые изделия; ферросплавы на основе железа. Основное количество чугуна предназначено для переработки в сталь. Вследствие этого доля передельного чугуна составляет 85 – 95 % от общего количества. Хотя сегодня известны внедоменные способы получения железа. Поэтому в дальнейшем возможно снижение производительности доменного производства и даже его ликвидация. Основным видом топлива в доменном процессе является кокс, стоимость которого составляет 40 – 50 % себестоимости чугуна. В связи с этим  стали применять заменители кокса. К ним относятся природный газ, мазут, пылевидное топливо, коксовый газ. Все эти виды топлива имеют свои недостатки, поэтому  используют комбинированное дутье. Стали проводить интенсификацию доменного процесса. Под интенсификацией доменного процесса понимают мероприятия по увеличению его скорости протекания, то есть ведущие к повышению производительности печи, а также мероприятия по снижению расхода кокса. К таким мероприятиям относятся: нагрев и увлажнение дутья, повышение давления газа, обогащение дутья кислородом.

Доменное производство, в отличие  от других отраслей металлургии не наносит такого огромного вреда экологии. Это связано с тем, что продукты доменного производства используются повторно этим же производством, либо другими. Такими неизбежными продуктами являются шлак и колошниковый газ. Доменный шлак используется для производства цемента, шлаковаты, шлакоблоков, а также в качестве заполнителя при производстве бетона и других материалов. Колошниковый газ, выходящий из печи является газообразным топливом. Часть колошникового газа сжигается в воздухонагревателях для нагрева дутья, а остальной газ используется как энергетическое топливо в нагревательных печах, котельных. Перед использованием колошниковый газ проходит газоочистку. Уловленная колошниковая пыль отправляется на повторный передел на фабрику окускования. Используется и вода для охлаждения, которая после использования никуда не выливается, а используется повторно.

Усовершенствуют также и отдельные узлы печи, загрузочные устройства. Все это повышает производительность доменной печи, экономию шихтовых материалов и топлива.

1 Описание топливно-сырьевой базы

1.1 Географическое расположение и запасы месторождения (бассейна)

Челябинский металлургический комбинат находится в г. Челябинске, Россия. Комбинат использует три месторождения железных руд, находящиеся на Урале - Гороблагодатское, Лебяжинское и Бакальское .

Тагила–Кушвинский железорудный район имеет несколько месторождений магнетитовых и мартитовых руд с содержанием железа 32-55 %:Гороблагодатское, Лебяжинское. В рудах содержится серы до 0,1 и фосфора - до 0,2 %, пустая порода - глиноземистая. Запасы оцениваются в 400 млн.т. Руда обогащается и агломерируется на месте.

Бакальское месторождение бурых железняков и сидеритов, расположенное на западе от Челябинска, является вторым перспективным месторождением Урала. Запасы оцениваются в 1,1 млрд. тонн. Верхний слой месторождения представляет собой продукты окисления сидеритов  -  бурые железняки, в то время как в коренных слоях находятся сидериты. Содержание железа в сидеритах  -  32%, а в бурых железняках  -  48%. Руды чистые по сере и фосфору с повышенным (до 2%) содержанием марганца. Подготовка руды заключается в дроблении, сортировке и агломерации [3].

1.2  Минералогический тип руд

Магнетитовые: минерал – магнетит Fe₃O₄, тип кристаллической решетки – кубическая, имеет блеск – полуметаллический или металлический. Сильно магнитен, твердость по шкале Мооса 5,5 – 6,5, плотность 5,17 г/см³. Максимальное содержание Fe при отсутствии пустой породы 72,4.

Мартитовые руды: минерал Fe₃О_4, цвет – черный, темно–красный, имеет