Производство металлических конструкционных материалов. Казармщиков И.Т. - 35 стр.

     4.2.1 Производство железа в шахтных печах и ретортах

     В шахтных печах и ретортах получают губчатое железо газообразными
восстановителями в толстом слое железосодержащих окатышей.
     В качестве восстановителей применяют конвертированный природный газ,
состоящий в основном из водорода (H2) и оксида углерода (CO).
     Процесс производства железа осуществляют в противотоке железорудных
материалов, загружаемых в агрегат сверху, и нагретых восстановительных газов,
подаваемых снизу (рисунок 15). Работа агрегата в противотоке дает возможность
достигать высокой производительности при хорошем использовании газа.
     Восстановительный газ получают в кислородном реакторе, путем неполного
сжигания природного газа в кислороде по реакции:
                             2CH 4 + O 2 = 2CO + 4H 2

     Полученный газ, содержащий 29% CO, 55% H2 и 13% окислителей (H2O и
CO2) освобождают частично от окислителей, нагревают, до температуры 1100 –
1150 °С и через фурмы подают в печь. Горячий газ, поднимаясь навстречу
опускающимся окатышам, нагревает и восстанавливает их. Процесс
восстановления проходит при температуре 850 – 1050 °С в зоне нагрева и вос-
становления, расположенной над фурмами печи. Ниже фурм расположена зона
охлаждения, в которой окатыши охлаждаются оборотными газами, предварите-
льно подвергнутые очистке. К оборотным газам для охлаждения добавляют
небольшое количество природного газа, обеспечивающее частичное науглеро-
живание окатышей (около 1%), что целесообразно для сталеплавильного произ-
водства. Охлажденные металлизированные окатыши выгружаются из печи неп-
рерывно и поступают в электропечи для выплавки стали.
     Существует несколько разновидностей этого процесса. Главным отличием
их от описанного выше является способ конверсии природного газа. В одном
случае она осуществляется двуокисью углерода по реакции:
                             CH 4 + CO 2 = 2CO + 2H 2

     Конвертированный газ содержит в этом случае около 35% CO и 60% H. В
другом случае конверсию природного газа проводят водяным паром по реакции:
                             CH 4 + H 2 O = CO + 3H 2

     Получаемый конвертированный газ содержит около 14% CO, 58% H2, 21%
H2O и 4 – 5%CO2. Перед использованием он подвергается осушке и содержит 16%
CO, 73% H2 и 6 – 7% CO2.
     Разновидностью способа является процесс в периодически действующих
ретортах, используемых в качестве агрегатов восстановления. На установке таких
реторт четыре. Емкость каждой реторты 100 – 150 т. Реторты переставляются с
одной позиции на другую, что обуславливает циклический характер процесса,
состоящего из последовательных операций загрузки, нагрева и восстановления
шихты, охлаждения и выгрузки губчатого железа. Реторты загружают и подают