Без домен?
Выше уже говорилось, что черная металлургия с точки зрения химика – занятие, мягко говоря, нелогичное. Сначала железо насыщают углеродом и другими элементами, а потом тратят много труда и энергии для выжигания этих элементов. Не проще ли сразу восстановить железо из руды. Ведь именно так и поступали древние металлурги, которые получали размягченное горячее губчатое железо в сыродутных горнах.
В последние годы эта точка зрения уже вышла из стадии риторических вопросов и опирается на совершенно реальные, и даже осуществленные проекты. Получением железа непосредственно из руды, минуя доменный процесс, занимались еще в прошлом веке. Тогда этот процесс и получил название прямого восстановления. Однако до последнего времени он не нашел большого распространения. Во-первых, все предложенные способы прямого восстановления были малопроизводительными, а во-вторых, полученный продукт – губчатое железо – был низкокачественным и загрязненным примесями. И все же энтузиасты продолжали работать в этом направлении.
Положение коренным образом изменилось с тех пор, когда в промышленности начали широко использовать природный газ. Он оказался идеальным средством восстановления железной руды. Основной компонент природного газа – метан CH4 разлагают окислением в присутствии катализатора в специальных аппаратах – реформерах по реакции 2CH4+О2→2CO+2Н2.
Получается смесь восстановительных газов – окиси углерода и водорода. Эта смесь поступает в реактор, в который подается и железная руда. Оговоримся сразу – формы и конструкции реакторов очень разнообразны. Иногда реактором служит вращающаяся трубчатая печь, типа цементной, иногда – шахтная печь, иногда – закрытая реторта. Этим и объясняется разнообразие названий способов прямого восстановления: Мидрекс, Пурофер, Охалата-и-Ламина, СЛ-РН и т.д. Число способов уже перевалило за два десятка. Но суть их обычно одна и та же. Богатое железорудное сырье восстанавливается смесью окиси углерода и водорода.
Но что же делать с полученной продукцией? Из губчатого железа не только хорошего топора – хорошего гвоздя отковать нельзя. Как бы ни была богата исходная руда, чистого железа из нее все равно не получится. По законам химической термодинамики даже восстановить все содержащееся в руде железо не удастся; часть его все равно останется в продукте в виде окислов. И здесь на помощь нам приходит испытанный друг – электропечь. Губчатое железо оказывается почти идеальным сырьем для электрометаллургии. Оно содержит мало вредных примесей и хорошо плавится.
Итак, опять двухступенчатый процесс! Но это уже другой способ. Выгода схемы прямое восстановление – электропечь состоит в ее дешевизне. Установки прямого восстановления значительно дешевле и потребляют меньше энергии, чем доменные печи. А производительность современных установок уже достигла довольно высокого уровня. Таким образом, новый, "бездоменный" способ производства стали уже начинает приобретать права гражданства. В нашей стране вблизи Старого Оскола сооружается большой металлургический комбинат, который будет работать именно но такой схеме. Его первая очередь будет введена в эксплуатацию в 1980 г.
Заметим, что прямой переплав – не единственный способ применения губчатого железа в черной металлургии. Его можно также использовать вместо металлолома в мартеновских печах, конвертерах и электросталеплавильных печах.
Смотрите также
Железо и его роль
Герою знаменитого романа
Даниэля Дефо повезло. Корабль, с которого он спасся, сидел на мели совсем
недалеко от острова. Робинзон сумел погрузить на плот все необходимое и
благополучно переп ...
Современные и перспективные требования к качеству дизельных
топлив. Ассортимент, качество и состав дизельных топлив.
Нефтеперерабатывающей
промышленностью вырабатывается дизельное топливо по ГОСТ 305—82 трех марок: Л —
летнее, применяемое при температурах окружающего воздуха 0 °С и выше; 3 —
зимнее, при ...
Ароматические гетероциклические соединения
Гетероциклическими называют соединения, содержащие циклы, включающие один
или несколько гетероатомов. Наиболее устойчивыми являются пяти- и шестичленные
циклы.
Гетероциклические соединени ...