Комплексна технологія виробництва чорних металів із застосуванням низькотемпературної плазми

Анотація

Запропоновано концепцію інноваційного металургійного підприємства, що ґрунтується на низці ключових принципів. Вуглець, що міститься у вугіллі, розглядається переважно як основний відновник для відновлення залізовмісних оксидів. Діоксид вуглецю використовується для газифікації вугілля. Відпрацьовані гази спрямовуються на генерацію електроенергії, яка забезпечує потреби сталеплавильного виробництва, включаючи процеси її розливання та формування. Для підтримання необхідного температурного режиму, що забезпечує ефективне відновлення заліза, застосовується низькотемпературна плазма. Основні технологічні етапи роботи такого інтегрованого заводу – газифікація вугілля, остаточне відновлення залізних оксидів, насичення заліза вуглецем, а також утворення шлаку та чавуну – реалізуються в межах одного пристрою, яким є плазмохімічний плавильний реактор. Продукти газифікації, що утворюються в реакторі, характеризуються високою температурою та сильними відновними властивостями, завдяки чому використовуються для нагріву й металізації окатишів. Виробництво сталі з гарячих металізованих окатишів і чавуну здійснюється в електродуговій печі з використанням електроенергії, отриманої з відпрацьованих після металізації газів, які мають високу температуру та незначний відновлювальний потенціал. Розливання і формування здійснюються за технологією, що виключає проміжне складування заготовок. Кінцевим продуктом такого виробництва є формований метал високої якості, яку неможливо забезпечити при виплавці конвертерним способом. Це приводить до економного споживання енергії та зменшення тривалості робочого циклу. Пропонований інтегрований завод чорної металургії характеризується раціональною схемою використання тепла з мінімізацією його втрат від охолодження агрегатів. Система виділення діоксиду вуглецю та його подальшого використання є найбільш раціональним використанням вуглецю, оскільки, на відміну від традиційних схем, в яких СО₂ викидається в атмосферу, в даному випадку він використовується для підвищення вмісту вуглецю в технологічному процесі. Така концепція відповідає сучасним тенденціям світового виробництва сталі