Современные процессы прямого получения железа

Прямой метод добычи железа из сырья (руды) использовали давно, еще до современных доменных печей. В настоящее время этот метод возрождается, но теперь уже с применением современных способов и новых устройств.

Есть несколько вариантов получения железа прямым способом. Они отличаются по температурному режиму, применяемому для их получения, а также по состоянию конечного продукта.




Методы получения железа прямым способом

• Производство губчатого железа
Проходит при пониженных температурных параметрах, в результате чего восстанавливаются окислы железа. Процесс плавки рудных пород отсутствует и в результате получается твердый продукт. Для выпуска губчатого железа используют туннельные, шахтные и трубчатые печи. В современном мире внедряются новейшие способы с применением специальных реакторов.

• Производство крицы
Температурный режим в этом процессе выше, применяется плавление рудных пород. В результате металлические частицы свариваются и образуют крицу, которая имеет тестообразную консистенцию. Чтобы изготовить кричное железо сейчас применяются вращающиеся печи.

• Производство жидкой стали
Жидкая сталь получается при значительно высоких температурных параметрах. При такой методике получается шлак и металл в жидком виде.

Преимущества получения железа прямым способом

• Имеется возможность не расходовать металлургический кокс, а заменить его другими разновидностями топлива.

• Возможность получать металл в чистом виде, полностью освобожденный от примесей, в т.ч. фосфора, серы.

• В концентратах высокое содержание железа (до 72 %).

• Возможность применять руду, содержащую ценные компоненты (хром, ванадий, никель).

• Эффективно для производства губчатого железа. Оно применяется в процессах выплавки стали, а также для изготовления железного порошка.

Виды используемого сырья

• Чтобы получить губчатое железо, в основном, применяют обогащенную породу, в которой отсутствуют посторонние примеси, окатыши и агломерат. А также применяются восстановители, содержащие небольшое количество серы, потому что пустая порода не изменяется и может оставаться в губчатом железе. Следовательно, сера, содержащаяся в восстановителе, перейдет в железо.

• Для изготовления кричного железа можно использовать более бедную руду и низкосортное топливо. Это возможно из-за того, что пустая руда перейдет в шлак, который впоследствии удаляется из металла.

• Чтобы получить жидкую сталь применяют обогащенное пылевидное сырье, окатыши, брикеты, которые получены из разных видов угля.

Сферы применения

Конечные продукты, имеющие различные степени чистоты находят свое применение в разных сферах производства, а именно:

• Губчатое железо необходимо при изготовлении железного порошка, а также оно может заменить железный лом при плавке стали высокого качества в мартенах и электрических печах.

• Кричное железо, так как является более загрязненным сырьем, содержащим посторонние примеси, используется в качестве железного лома в мартеновских, доменных, электродуговых печах и конвертерах.

Все вышеперечисленные способы получения железа прямым методом из породы имеют главный недостаток: низкий коэффициент полезного действия установок. Это существенно сужает область их использования.

В последние годы во многих странах растет интерес к способам прямого получения железа. Проводятся работы по улучшению имеющихся методов получения железа прямым способом. А также, разрабатываются более совершенные, более эффективные способы производства стали из руды, без использования доменных печей. Есть вероятность, что в перспективе производства железа и стали будут основаны на использовании электрической и атомной энергии, высокотемпературной плазмы.