4. Пилотная установка для прямого восстановления железа из руды.
Традиционная технология доменно-конвертерного производства стали имеет ряд существенных недостатков, которые являются принципиальными и не могут быть устранены в рамках этой технологии.
ООО «ТВИНН» разработана и создана пилотная плазменно-дуговая установка F-200, которая предназначена для отработки конструкции основных узлов и технологии прямого восстановления железа из руды, а также других металлов из окислов, решения ряда научных задач, математического моделирования и оптимизации технологического процесса с целью перехода на промышленный уровень производства.
Основными достоинствами описываемого метода прямого восстановления железа из руды являются:
- Использование газообразного восстановителя, в том числе метана, природного газа, оксида углерода, водорода, синтез газа, а также пылевидного угля.
- Возможность переработки пылевидных руд, концентратов, практически любых железосодержащих отходов при минимальной их подготовке.
- Металлопродуктом является стальной или железный слиток.
- Относительная простота утилизации вторичных энергетических ресурсов (тепло охлаждающей воды, энергия отходящего газа и т. д.).
- Компактность плазменно-дуговой установки. Удельная производительность установки примерно в 100 раз выше, чем у доменной печи.
- Возможность многократных запусков и остановов установки.
- Простота конструкции и надёжность работы плазменно-дуговой установки. Небольшие капитальные и эксплуатационные затраты.
Рис.1 Принципиальная схема пилотной установки F-200 для прямого восстановления металлов из окислов.
В состав установки входят следующие системы (рис.1):
- Плазменно-дуговая печь (1) с теплообменником (2).
- Пульт управления плазменно-дуговой печью (3).
- Система водяного охлаждения плазменно-дуговой печи, включающая пульт управления (6), насосы (14) и (15), резервуары с водой (16) и (17), градирню (21).
- Система электропитания плазменно-дуговой печи, включающая дизель-генератор (19), ёмкость с дизельным топливом (22), выпрямитель (18), контактор (13), электрощит (4).
- Система газоснабжения плазменно-дуговой печи, включающая помещение с газовыми баллонами (20), пульт управления (5).
- Система вакуумирования печи и отвода газообразных продуктов (12).
- Система подачи руды и лигатуры.
Внешний вид плазменно-дуговой установки показан на рис. 2, а на рис. 3 показан слиток железа, полученный прямым восстановлением.
Рис. 2 Плазменно-дуговая установка
Рис. 3 Слиток железа. Газ-восстановитель — водород.