Губчатое железо что это

Губчатое железо

Смотреть что такое «Губчатое железо» в других словарях:

губчатое железо — Пористая масса с высоким содержанием железа, получ. восстановлением оксидов при t Справочник технического переводчика

губчатое железо — [sponge iron] пористая масса с высоким содержанием железа, полученная восстановлением оксидов при t Энциклопедический словарь по металлургии

Губчатое железо — Sponge iron Губчатое железо. Когерентная, пористая масса преимущественно чистого железа, произведенного восстановлением твердой фазой оксида железа (прокатная окалина или железная руда). (Источник: «Металлы и сплавы. Справочник.» Под редакцией… … Словарь металлургических терминов

губчатое железо — kempėtoji geležis statusas T sritis chemija apibrėžtis Akyta geležis, gaunama geležies rūdą redukuojant dujiniais reduktoriais žemesnėje negu Fe lydymosi temperatūroje. atitikmenys: angl. sponge iron rus. губчатое железо; железная губка … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

ГУБЧАТОЕ ЖЕЛЕЗО — железная губка, пористый кусковой или пылевидный продукт, получаемый в твёрдом виде непосредственно из железорудных материалов восстановлением содержащихся в них оксидов железа оксидом углерода, водородом или углеродом. Процесс получения Г. ж.… … Большой энциклопедический политехнический словарь

ГУБЧАТОЕ ЖЕЛЕЗО — железная губка пористый кусковой или пылевидный продукт, получаемый из железной руды или ее концентратов восстановлением оксидов углеродом или СО. При температурах ниже температуры плавления губчатое железо представляет собой железо с… … Металлургический словарь

Губчатое железо — см. Прямое получение железа … Большая советская энциклопедия

Железо (Fe) — [iron] элемент VIII группы Периодической системы; атомный номер 26, атомная масса 55,847; блестящий серебристо белый металл. Состоит из четырех стабильных изотопов: 54Fе (5,84 %), 56Fe (91,68 %),57Fe (2,17 %) и 58Fe (0,31 %). Железо было известно … Энциклопедический словарь по металлургии

Железо — (Ferrum) Металл железо, свойства металла, получение и применение Информация о металле железо, физические и химические свойства металла, добыча и применение железа Содержание Содержание Определение термина Этимология История железа Происхождение… … Энциклопедия инвестора

Железо — 26 Марганец ← Железо → Кобальт … Википедия

Источник

губчатое железо

Полезное

Смотреть что такое «губчатое железо» в других словарях:

губчатое железо — Пористая масса с высоким содержанием железа, получ. восстановлением оксидов при t Справочник технического переводчика

Губчатое железо — железная губка пористый кусковой или пылевидный продукт, получаемый из железной руды или ее концентратов восстановлением оксидов углеродом или СО. При температураx ниже температуры плавления губчатое железо представляет собой железо с… … Энциклопедический словарь по металлургии

Губчатое железо — Sponge iron Губчатое железо. Когерентная, пористая масса преимущественно чистого железа, произведенного восстановлением твердой фазой оксида железа (прокатная окалина или железная руда). (Источник: «Металлы и сплавы. Справочник.» Под редакцией… … Словарь металлургических терминов

губчатое железо — kempėtoji geležis statusas T sritis chemija apibrėžtis Akyta geležis, gaunama geležies rūdą redukuojant dujiniais reduktoriais žemesnėje negu Fe lydymosi temperatūroje. atitikmenys: angl. sponge iron rus. губчатое железо; железная губка … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

ГУБЧАТОЕ ЖЕЛЕЗО — железная губка, пористый кусковой или пылевидный продукт, получаемый в твёрдом виде непосредственно из железорудных материалов восстановлением содержащихся в них оксидов железа оксидом углерода, водородом или углеродом. Процесс получения Г. ж.… … Большой энциклопедический политехнический словарь

ГУБЧАТОЕ ЖЕЛЕЗО — железная губка пористый кусковой или пылевидный продукт, получаемый из железной руды или ее концентратов восстановлением оксидов углеродом или СО. При температурах ниже температуры плавления губчатое железо представляет собой железо с… … Металлургический словарь

Губчатое железо — см. Прямое получение железа … Большая советская энциклопедия

Железо (Fe) — [iron] элемент VIII группы Периодической системы; атомный номер 26, атомная масса 55,847; блестящий серебристо белый металл. Состоит из четырех стабильных изотопов: 54Fе (5,84 %), 56Fe (91,68 %),57Fe (2,17 %) и 58Fe (0,31 %). Железо было известно … Энциклопедический словарь по металлургии

Железо — (Ferrum) Металл железо, свойства металла, получение и применение Информация о металле железо, физические и химические свойства металла, добыча и применение железа Содержание Содержание Определение термина Этимология История железа Происхождение… … Энциклопедия инвестора

Железо — 26 Марганец ← Железо → Кобальт … Википедия

Источник

Железо прямого восстановления

Содержание

Процесс [ редактировать ]

Процессы прямого восстановления можно условно разделить на две категории: газовые и угольные. В обоих случаях цель процесса состоит в том, чтобы удалить кислород, содержащийся в различных формах железной руды (крупная руда, концентраты, окатыши, прокатная окалина, печная пыль и т. Д.), Чтобы преобразовать руду в металлическое железо, без плавления (ниже 1200 ° C (2190 ° F)).

Процесс прямого восстановления сравнительно энергоэффективен. Сталь, полученная с использованием DRI, требует значительно меньше топлива, поскольку традиционная доменная печь не требуется. DRI чаще всего превращается в сталь в электродуговых печах, чтобы использовать тепло, выделяемое продуктом DRI. [3]

Преимущества [ править ]

Факторы, которые помогают сделать DRI экономичным:

Проблемы [ править ]

История [ править ]

Преимущество блюмера заключается в том, что железо можно получить при более низкой температуре печи, всего около 1100 ° C или около того. Недостаток по сравнению с доменной печью состоит в том, что за один раз можно производить только небольшие количества.

Химия [ править ]

Использует [ редактировать ]

Губчатое железо само по себе бесполезно, но его можно обработать для создания кованого железа или стали. Губку вынимают из печи, называемую блюмэри, многократно отбивают тяжелыми молотками и складывают, чтобы удалить шлак, окислить углерод или карбид и сварить железо. Эта обработка обычно создает кованое железо с примерно тремя процентами шлака и долей процента других примесей. При дальнейшей обработке можно добавлять контролируемые количества углерода, что позволяет проводить различные виды термической обработки (например, «закаливание»).

Источник

Узловые образования щитовидной железы: современные принципы диагностики и хирургического лечения

В данной статье описаны основные причины узловых образований щитовидной железы, механизм их образования. Основной акцент автора сделан на современные методы диагностики и лечения узловых образований щитовидной железы.

В последние десятилетия отмечается неуклонный рост числа пациентов с патологией щитовидной железы. Исследования, проводимые как у нас в стране, так и зарубежом, показывают, что истинного увеличения частоты эндокринных заболеваний не произошло, просто повысилось качество их диагностики. Сейчас каждый пациент может выполнить ультразвуковое исследование или сдать анализ для определения гормонов щитовидной железы. Зачастую УЗИ щитовидной железы проводится пациентам просто «заодно» с исследованием других органов. Улучшенная диагностика дает свой результат: по статистике у каждого второго- третьего жителя нашей страны есть признаки заболевания щитовидной железы. Между тем, повышения смертности от заболеваний щитовидной железы в последние десятилетия не отмечено.

Узлы щитовидной железы являются наиболее часто встречающимся видом патологии этого органа. Узлом называется участок, отличающийся по плотности или цвету при ультразвуковом исследовании от остальной ткани щитовидной железы и имеющий четкие границы. Если мы ощупываем железу и чувствуем в ней уплотнение с четкими границами- это узел. Если мы делаем УЗИ и видим светлое или темное пятно на фоне остальной ткани железы- это тоже узел. Увеличение обьема щитовидной железы, равно как и наличие в ней узлов, обозначается термином «зоб». О диффузном зобе говорят, когда ткань железы увеличена равномерно и не содержит никаких уплотнений. Узловым зобом называют ситуацию, сопровождающуюся появлением узлов в ткани железы. По современным данным, при ультразвуковом исследовании у 30-67% жителей Росси в ткани щитовидной железы могут быть выявлены узлы. В подавляющем большинстве случаев (95%) узлы эти являются доброкачественными, и только у 5% пациентов они представляют собой злокачественные опухоли. С возрастом частота выявления узлов возрастает. У детей узлы щитовидной железы- редкость, в то время как в возрасте 60 лет и старше до 80% людей имеют узлы. Но у детей и мужчин злокачественные узлы выявляются в 2 раза чаще, чем у взрослых и женщин соответственно. Соотношение мужчин и женщин примерно 1:10.

Узловые образования могут быть как доброкачественными (коллоидные узлы, фолликулярные аденомы, кисты и воспалительные заболевания щитовидной железы), так и злокачественными (рак щитовидной железы- папиллярный, фолликулярный, В-клеточный, медуллярный, анапластический и др).

Причины возникновения узлов

В настоящее время считается, что основной причиной возникновения узлов щитовидной железы является хроническая нехватка йода в пище. Йодная обеспеченность населения влияет на количество доброкачественных узлов щитовидной железы (так называемых коллоидных узлов). Часть узлов, в основном представленная опухолями, возникает после воздействия потока ионизирующего излучения на организм человека. Определенное значение имеет и наследственность. Известно, что у родственников пациентов с заболеваниями щитовидной железы вероятность выявления узлов повышена.

Механизм появления узлов

По механизму появления узлы щитовидной железы можно разделить на две основные группы- опухоли и «не-опухоли». Опухолевые узлы появляются из-за возникновения мутации в одной из клеток щитовидной железы (А, В, или С-типа). Причиной мутации является повреждение генетического материала клетки, находящегося в ее ядре. Это повреждение может быть вызвано радиацией, воздействием некоторых химических веществ (например, тяжелых металлов). В ряде случаев такие мутации могут передаваться по наследству. Доброкачественные опухоли, увеличиваясь, раздвигают окружающую ткань щитовидной железы. Увеличение опухоли приводит к атрофии ткани железы вследствие сдавления ее тканью опухоли. Клетки доброкачественного образования не приобретают способности к инфильтративному росту, т.е. проникновению между клетками щитовидной железы. Основным свойством злокачественных опухолей является возможность инфильтративного роста. Опухоль может врастать не только в щитовидную железу, но и в окружающие органы- трахею, пищевод, мышцы, сосуды.

Метастазирование происходит гематогенным и лимфогенным путем. Свойства опухоли напрямую зависят от типа клетки, в которой произошла мутация. А-клетки являются источником возникновения фолликулярных аденом и карцином, папиллярной карциномы, анапластичского рака, В-клетки (клетки Гюртля) дают начало Гюртле-клеточным аденомам и карциномам, а С-клетки- медуллярной карциноме щитовидной железы.

Современные методы диагностики

А. Осмотр: осмотр позволяет выявить увеличение щитовидной железы, асимметрию размеров долей, характерную для наличия узлов, увеличенных лимфоузлов, а также ряд других важных для диагностики признаков (нервозность и суетливость пациента, экзофтальм, характерный для тиреотоксикоза блеск глаз и т.д.). Важна информация о быстром росте выявленного узла, появление осиплости голоса, кашля, нарушений при глотании и дыхании.

Б. Ультразвуковое исследование (УЗИ) является следующим этапом диагностического процесса. В ходе исследования возможно выявление участков неоднородности в ткане щитовидной железы размером 2-3 мм. Чувствительность УЗИ значительно превышает возможности пальпации. Известно, что у 20-50% пациентов с одиночным узлом, выявленным при пальпации, УЗИ позволяет выявить дополнительные узлы. Важно при проведении УЗИ выполнить и доплеровское исследование, т.е. исследование интенсивности кровотока внутри узла. Основное предназначение УЗИ при обследовании пациентов с узлами- выявить тех, кому необходимо проведение ТАБ. По современным представлениям, образования размером меньше 1 см можно не подвергать дальнейшим исследованиям. Все узлы, диаметром 1 см и более- подлежат проведению исследования клеточного состава узла- тонкоигольной аспирационной биопсии (ТАБ). Никакие другие методы исследования, кроме биопсии, не позволяют надежно исключить злокачественность узла.

В. Тонкоигольная аспирационная биопсия. Методика исследования заключается в следующем. Под контролем УЗИ врач проводит пункцию (укол) в узел щитовидной железы щитовидной железы тонкой иглой, подсоединенной к пустому шприцу. После того, как кончик иглы оказывается внутри узла, врач несколько раз аспирирует (всасывает) содержимое узла шприцем. Затем игла извлекается и содержимое узла наносится на лабораторные стекла. Чаще всего производится 2-3 укола в разные участки узла для получения достаточного количества биологического материала и исключения возможности ошибки. Вся процедура занимает не боле 1 минуты и прекрасно переносится всеми пациентами. На место укола наклеивается стериальная наклейка и через 5-10 минут пациент может отправляться по своим делам. Через 2 часа после биопсии можно мыться, заниматься спортом и т.д.Результатом ТАБ является получение цитологического заключения, описывающего природу узла. В настоящее время, согласно современным классификациям, практически все цитологические заключения сводятся к 5 основным вариантам:1. «Коллоидный узел». Пунктированный узел является доброкачественным неопухолевым образованием. Признаков рака нет, как нет и вероятности «перерождения» узла в злокачественную опухоль.2. «Тиреоидит Хашимото» («Аутоиммунный тиреоидит». Пунктированное образование является участком воспалительных изменений в ткани щитовидной железы. Признаков злокачественного роста нет, ситуация совершенно благоприятна.3. «Фолликулярная опухоль». Ситуация подозрительна в отношении наличия злокачественного процесса в пунктируемом узле. Известно, что среди фолликулрных опухолей 85% представлены аденомами (т.е. являются доброкачественными), а 15%- карциномами. 4. «Папиллярная карцинома», «Медуллярная арцинома», «Плоскоклеточная карцинома», «Анапластическая карцинома», «Лимфома». Пунктированный узел является злокачественной опухолью. 5. «материал неинформативен». Подобные ответы составляют 4-5 % заключений. Проводят повторное исследование.

Г.Исследование крови на уровень гормонов. Для решения вопроса о состоянии функции щитовидной железы достаточно определения уровня тиреотропного гормона (ТТГ) в крови. При отклонении уровня ТТГ за пределы установленной нормы пациенту рекомендуют провести исследование уровня свободных фракций гормонов Т3 (трийодтиронина) и Т4 (тироксина) для уточнения диагноза. Также проводится определение титра антител к ткани щитовидной железы- антител к тиреопероксидазе (АТ к ТПО). Поышенный титр антитл свидетельствует о наличии у пациента аутоиммунной реакции, позволяет выявить некоторые заболевания щитовидной железы- аутоиммунный тиреоидит. Повышение уровня кальцитонина убедительно свидетельствует о наличии у человека медуллярной карциномы. Определение антител к рецептору гормона ТТГ- высокий уровень свидетельствует о наличии у человека диффузного токсического зоба.

Д. К дополнительным методам относится сцинтиграфия щитовидной железы с изотопами йода или технеция. Исследование помогает определить уровень накопления препаратов в ткани щитовидной железы и в узлах, и тем самым выявить участки, не накапливающие препарат, а значит не вырабатывающие гормоны, и другие- интенсивно накапливающие изотопы, в значит гормонально активные. Р-графия пищевода с контрастированием барием позволяет видеть контур пищевода, который может быть отклонен при сдавлении крупным узлом. КТ и МРТ шеи- изучение распространения увеличенной железы в грудную клетку при выявлении загрудинного зоба, лимфаденопатию грудной полости, показать сдавление пищевода или трахеи.

Хирургическое лечение пациентов с доброкачественными узлами проводится в следующих случаях

Оперативное лечение показано всем пациентам, получившим цитологическое заключение о наличии в исследуемом узле рака щитовидной железы или при подозрении на наличие злокачественной опухоли, т.е. при цитологической картине фолликулярной опухоли (в настоящее время не методик, позволяющих четко определить характер подобных узлов).

В радикальном лечении также нуждаются пациенты, страдающие диффузно- токсическим зобом (болезнь Грейвса), если через 1,5-2 года после курса медикаментозной терапии тиреостатиками возник рецидив тиреотоксикоза. В некоторых случаях операция назначается раньше: обьем щитовидной железы более 40мл, непереносимость лекарственных препаратов, планирование беременности.

При аутоиммунных тиреоидитах в оперативном лечении нуждаются пациенты с гипертрофической формой тиреоидита (зоб Хашимото), при которой происходит значительное увеличение обьма щитовидной железы, т.е. при развитии компрессионного синдрома- нарушение глотания и дыхания.

Источник

Получение губчатого железа в печах с вращающимся подом

Процессы получения ГЖ в камерных печах с вращающимся подом (ПВП), в которых в качестве восстановителя используется уголь, а в качестве исходных сырьевых материалов — мелкодисперсные металлургические отходы, мелкая железная руда или железорудный концентрат, начали разрабатываться в 1970-х годах. В первую очередь, разработку таких процессов стимулировали трудности утилизации на интегрированном металлургическом заводе цинксодержащих сталеплавильных шламов и пылей. По данным на 1999 год при суммарном годовом производстве стали в США 90,7 млн т выход металлургических отходов составил (млн т): доменные шламы — 0,943; кислородно-конвертерные — 1,33; электросталеплавильные — 0,77; отходы прокатного и литейного производств — 3,33. Усредненное для ряда металлургических заводов США содержание железа, углерода и цинка в мелкодисперсных металлургических отходах представлено в таблице ниже:

В этих процессах композитные (рудоугольные) окатыши или неокускованные железосодержащие и углеродсодержащие материалы тонким слоем (15—40 мм) загружаются на вращающийся под камерной печи и быстро нагреваются до 1250—1350 °С. Благодаря высокой удельной поверхности контактов между частицами, содержащими углерод и оксиды железа, и высокой температуре восстановление железа из оксидов завершается за время одного оборота пода печи (6—12 мин). ГЖ непрерывно разгружается из печи при температуре около 1000 °С и затем либо охлаждается, либо брикетируется, либо горячим используется для выплавки чугуна. Недостатками процессов являются низкая производительность из-за ограничений по теплопередаче и повышенное содержание пустой породы и серы (в зависимости от вила используемого углеродсодержащего материала) в получаемых продуктах. Последнее обстоятельство делает неэффективным использование этих продуктов в качестве компонентов металлошихты при выплавке стали. По этой причине развитие этой технологии привело к созданию комбинированных процессов, завершающихся выплавкой в электропечах чугуна из ГЖ, полученного в ПВП. Разработанные различными фирмами и опробованные на пилотных установках процессы с описанной технологией отличаются, в основном, видом используемых шихтовых материалов и типом применяемых печей.

Процесс Inmetco

Процесс Inmetco разработан фирмой «International Nickel Company» (INCO) в 1970 году для утилизации различных металлургических отходов, содержащих в основном железо, никель и хром. После успешных испытаний процесса на пилотной установке фирмы в Порт-Колборне (Канада) был построен промышленный агрегат в Элвуд-Сити (Пенсильвания, США), который начал функционировать в 1978 году. В качестве исходных сырьевых материалов использовались отходы производства нержавеющей стали, травильные шламы и растворы, заводские шламы, отработанные катализаторы. Производительность промышленного агрегата — 45000 т отходов в год (или 20000 т легированного чугуна). Кроме того, побочными продуктами являлись улавливаемые в виде тонкой пыли оксиды цинка и свинца, которые продавались производителям цинка и свинца в качестве концентратов в количестве около 2000 т в год. В камерной печи эти металлы восстанавливаются и испаряются, их пары окисляются отходящими газами и образовавшиеся оксиды улавливаются газоочисткой. В связи с тем что процесс восстановления осуществляется в неподвижном слое окатышей, выделение пыли из слоя незначительно и пыль газоочистки представляет собой концентрат оксидов цинка и свинца. С момента пуска в течение 20 лет на промышленной установке в Элвуд-Сити переработано в ценные легирующие сплавы около 800000 различных мелкодисперсных отходов.

Процесс DRyIron

Специфической особенностью процесса DRyIron является лишь способ окускования мелкодисперсных шихтовых материалов в рудоугольные брикеты. Технологическая схема процесса DRyIron (рис. 4.49) включает следующие основные операции: приемка шихтовых материалов, сушка (при необходимости), измельчение, складирование, усреднение, смешивание, брикетирование, получение ГЖ, его охлаждение и складирование. В зависимости от конкретного металлургического завода возможны изменения в технологической схеме в части подготовки шихтовых материалов и обработки получаемого горячего ГЖ.

Рис. 4.49. Схема цепи агрегатов цеха утилизации металлургических отходов процессом DryIron: 1 — бункера шихтовых материалов и топлива; 2 — смеситель; 3 — вентилятор для подачи воздуха горения; 4 — теплообменник; 5 — камера для дожигания отходящих газов; 6 — брикет-пресс; 7—питатель; 8 —рукавные фильтры; 9 — разгрузочный скребок; 10— вращающийся под; 11 — ПВП; 12 — охладитель ГЖ; 13 — склад ГЖ

Получение ГЖ происходит в ПВП при температуре 1150—1370 °С за короткое время (10 мин) пребывания брикетов в печи, которые загружаются на под печи слоем толщиной в один брикет. Давление в печи поддерживается слегка ниже атмосферного, что предотвращает выбросы газа, а подсос воздуха в печь исключен благодаря эффективной системе уплотнения (водяной затвор). Отсутствие сильных газовых потоков в рабочем пространстве печи и неподвижный слой брикетов на движущемся поду обеспечивает минимальное пылеобразование и минимальный вынос пыли с отходящими газами.

Присутствующие в металлургических отходах Zn, Pb, Cd, К, Na в температурных условиях ПВП являются летучими или образуют летучие соединения. Летучими являются также хлориды и фториды. Возгоны удаляются вместе с отходящими газами и улавливаются в системе газоочистки. При практическом отсутствии в улавливаемой пыли частиц металлургических отходов она состоит преимущественно из возгонов. В табл. 4.28 приведен элементный состав пыли, уловленной газоочисткой при переработке процессом DRyIron пыли ЭСПЦ (брикеты А) и смеси металлургических отходов интегрированного завода (брикеты Б).

Таблица 4.28
Химический состав, % по массе, уловленной пыли в процессе DryIron

Типичный состав брикетов из смеси мелкодисперсных отходов интегрированного металлургического завода и получаемого из них ГЖ приведен в табл. 4.29.

Таблица 4.29
Химический состав, % по массе, сырых брикетов Б и полученного их них ГЖ

В процессе DRylron за время пребывания в ПВП брикеты теряют 40% массы. При этом степень металлизации железа в получаемом ГЖ составляет 90%, а степень удаления возгоняемых элементов составляет, %: 95 Zn, 99 Pb, 50 щелочных металлов, 90 хлоридов.

Заводы по переработке металлургических отходов по способу DRyIron построены металлургическими фирмами США и Японии: «AmerSteel» в Джексоне, «Rouge Steel» в Дирборне и «Nippon Steel Соrр.» в Хикаро (Япония). Завод в Джексоне перерабатывает всю пыль 4-х электросталеплавильных цехов. Все получаемое ГЖ используется в составе металлошихты электропечей, а улавливаемая пыль (цинковый концентрат) продается производителям цинка.

Завод в Дирборне рассчитан на переработку 300000 т металлургических отходов в год, из которых получают 196000 т ГЖ. Расход коксовой мелочи, используемой в качестве восстановителя в составе брикетов, составляет 50000 т в год.

Брикеты, имеющие размеры 38×19×12 мм, получают на двух брикет-прессах с общей номинальной производительностью 48 т/ч.

ПВП на этом заводе имеет диаметр 30 м с шириной пода 4,8 м. Для упрощения разгрузки горячего ГЖ ПВП установлена на отметке +18 м. ГЖ выгружается в специальные контейнеры, в которых транспортируется в кислородно-конвертерный цех в горячем виде для использования в составе металлошихты конвертеров. Состав ГЖ (степень металлизации 88—92 %), получаемого на этом заводе, и состав цинкового концентрата (пыль газоочистки ПВП) следующие.

Процесс FASTMET

Процесс FASTMET разработан совместно фирмами «Kobe Steel» и «Midrex Direct Reduction corporation» как альтернатива существующим процессам получения ГЖ с использованием природного газа. Основные технические и технологические решения процесса базируются на решениях разработанного в 1965 году процесса Heat Fast. Этот процесс предназначался для получения частично металлизованных окатышей из рудоугольных окатышей.

Начиная с 1991 года процесс в течение нескольких лет отрабатывался на пилотной установке (диаметр печи с вращающимся подом 2,5 м) в техническом центре фирмы «Midrex» в США. В качестве исходных сырьевых материалов использовали железорудный концентрат, а в качестве восстановителя — измельченный уголь, коксовую мелочь или углеродсодержащие мелкодисперсные отходы. Из смеси указанных материалов с добавлением связующего делали окатыши, которые сырыми или после сушки загружали в печь с вращающимся подом слоем в 1—3 окатыша.

Камерную печь отапливали газообразным (природный или коксовый газ), жидким или пылеугольным топливом, которое сжигали в горелках, расположенных над подом печи. Дополнительное тепло в печи выделяется при дожигании СО—газообразного продукта реакций восстановления оксидов железа углеродом. Скорость вращения пода (время пребывания окатышей в печи от 6 до 12 мин) регулировали в зависимости от толщины слоя окатышей и других факторов. Несмотря на короткое время пребывания, оксиды железа рудоугольных окатышей при температуре 1290—1345 °С в подовой печи на 85—95% восстанавливаются до железа, которое частично науглероживается с образованием Fe₃С.

В течение двух лет непрерывной работы на установке достигнута производительность 80—100 кг/м 2 ч при степени металлизации получаемого продукта 85—95 %. Максимальная однородность по степени металлизации получаемых окатышей и максимальная производительность печи достигались при толщине слоя на поду не более 1 —2 окатышей. В связи с высокой тепловой нагрузкой на под печи при тонком слое окатышей межремонтный срок работы печи определяется стойкостью огнеупорных материалов, из которых изготовлен под. Одновременно с отработкой технологии на установке в Какогаве испытывали различные огнеупорные материалы для пода печи. В 1996 году установка была укомплектована брикет-прессом для получения брикетов из горячих металлизованных окатышей, выгружаемых из печи.

При использовании в качестве исходных сырьевых материалов в процессе FASTMET колошниковой пыли доменных печей, цинксодержащих доменных и конвертерных шламов шихту для окатышей готовят, пропорционируя эти шламы с учетом содержания в них углерода и качества получаемого в процессе ГЖ. При лабораторных испытаниях путем обжига таких окатышей в трубчатой печи, позволяющей имитировать процесс FASTMET в печи с вращающимся подом, получили следующие результаты, (табл. 4.30).

Сжигание топлива в ПВП производится с избытком воздуха, в связи с чем отходящий из печи газ полностью окислен и содержит около 2% кислорода. Тепло отходящего газа используется для подогрева воздуха горения, подаваемого в горелки, а также для сушки окатышей или брикетов.

Использование газоочистки с рукавными фильтрами и низкий вынос пыли из камерной ПВП, обусловленный неподвижностью обрабатываемого слоя окатышей, обеспечивают при переработке цинксодержащего сырья получение товарной концентрации цинка в улавливаемой пыли. Более 95 % цинка и свинца, содержащегося в перерабатываемых шламах, возгоняются и улавливаются в виде оксидов рукавными фильтрами газоочистки. Металлизованные окатыши, полученные на установке в Какогаве с использованием доменных шламов и конвертерных шламов, имели соответственно прочность на раздавливание (кг/окатыш) 100—150 и 50—70 при выходе мелочи ГЖ не более 5% и при степени удаления цинка более 95 %. Данная прочность вполне позволяет использовать металлизованные окатыши в качестве компонентов доменной шихты и металлошихты конвертера.

Более серьезную проблему представляет собой утилизация пыли электросталеплавильных печей, которая из-за высокой концентрации тяжелых металлов во многих странах относится к особо опасным веществам. Процесс FASTMET позволяет успешно утилизировать и эти пыли с улавливанием возгоняющихся оксидов цинка и свинца. В табл. 4.31 приведены результаты лабораторных имитаций процесса FASTMET при использовании пыли электросталеплавильных печей в качестве исходного сырья, а также смеси этой пыли и кека фильтрпрессов доменной газоочистки.

Таблица 4.31
Химический состав пыли ДСП, угля, ГЖ и уловленной пыли FASTMET

Промышленный завод по переработке металлургических отходов по технологии FASTMET производительностью 192000 т/год (по отходам) был построен вблизи металлургического завода Hirohata фирмы «Nippon Steel» (схема материальных потоков на заводе FASTMET показана на рис. 4.50, а упрощенная схема поперечного сечения и вид в плане кольцевой камерной ПВП показаны на рис. 4.51) и начал функционировать в марте 2000 года.

Рис. 4.50. Схема материальных потоков в промышленном цехе FASTMET:
1 — горячее ГЖ ; 2 — конвейерная машина для сушки окатышей ; 3 — рудоугольные окатыши из сталеплавильной пыли ; 4 — охладитель газа; 5 — воздуходувная машина ; 6 —подогреватель; 7 — ПВП ; 8 — природный газ; 9 — рукавные фильтры ; 10 — дымосос

Технология переработки мелкодисперсных отходов кислородно- конвертерного производства стали, содержащих оксиды железа и цинка, включает получение из этих отходов рудоугольных окатышей или брикетов и их металлизацию в ПВП (наружный диаметр печи 21,5 м, рабочая ширина пода 3,75 м). Получаемое ГЖ (степень металлизации более 90%) используется в составе металлошихты в кислородно-конвертерном цехе металлургического завода Hirohata, на площадке которого построена фабрика для производства рудоугольных окатышей из пыли и шламов доменного и кислородно-конвертерного цехов. Сырые окатыши транспортируются на завод FASTMET грузовиками. После отсева мелочи на роликовых грохотах окатыши подсушиваются до влажности не более 0,5 % и непрерывно загружаются в ПВП. По окружности ПВП имеется 6 температурных зон, горелки в которых отапливаются природным газом. Металлизованные окатыши перед выгрузкой из ПВП проходят под плитой-холодильником и выгружаются из печи водоохлаждаемыми скребками с температурой около 1000 °С в специальные контейнеры и транспортируются грузовиками в кислородно-конвертерный цех металлургического завода.

Сжигание топлива в горелках ПВП производится с избытком воздуха, в связи с чем отходящий из печи газ практически полностью окислен и содержит около 2% кислорода. Отходящий газ по футерованному газоотводу отводится из печи и поступает в первичный теплообменник рекуперативного типа, где нагревается воздух до 350 °С, используемый в горелках ПВП и в агрегате для сушки окатышей. С целью снижения температуры отходящего газа до наиболее приемлемого для рекуператора уровня (1000 °С), минимизации содержания оксидов азота и дожигания оставшихся горючих компонентов (Н₂ и СО) газ в первичном охладителе разбавляется воздухом и охлаждается путем орошения водой. После рекуператора отходящий газ охлаждается орошением водой во вторичном охладителе до 120 °С и поступает в систему газоочистки (рукавные фильтры), где улавливается мелкодисперсная пыль, содержание цинка в которой (в виде оксида цинка) составляет 60—65%. Пыль продается производителям цинка в Японии по цене, составляющей примерно одну треть цены металлического цинка. Высокая температура в печи и длительное время пребывания газов в ней способствуют разложению диоксинов и фуранов, а быстрое охлаждение отходящих газов предотвращает их повторное образование. Отходящие газы после газоочистки выбрасываются в дымовую трубу эксгаустером, за счет чего в ПВП создается небольшое разряжение и предотвращаются выбросы газа из печи. Количество вредных примесей и пыли, выбрасываемых в атмосферу на заводе FASTMET, приведено в табл. 4.32.

Таблица 4.32
Количество вредных выбросов на заводе FASTMET

Второй коммерческий завод FASTMET был создан на базе демонстрационного модуля FASTMET на металлургическом заводе Kakogawa Steel Works фирмы «Kobe Steel» и начал функционировать в мае 2001 года. По количеству перерабатываемых отходов производительность завода составляет 16000 т/год, из которых:

Химический состав перерабатываемых отходов и получаемых из них окатышей приведен в табл. 4.33, а примеры химического состава получаемого ГЖ и улавливаемой пыли приведены в табл. 4.34 и 4.35.

Таблица 4.34
Химический состав ГЖ, % по массе, получаемого на заводе FASTMET Таблица 4.35
Химический состав, % по массе, улавливаемой пыли, получаемой на заводе FASTMET

Получаемое ГЖ в количестве 10000 т/год используется в составе металлошихты кислородно-конвертерного цеха, а улавливаемая цинксодержащая пыль в количестве 1400 т/год продается производителям цинка. На заводе FASTMET горелки в ПВП работают на жидком топливе, получаемом из отходов нефтепродуктов и шламов коксохимического производства. Это потребовало модификации используемых на демонстрационном заводе горелок ПВП и оборудования систем газоочистки и утилизации тепла отход ящих газов. Схема технологической цепи агрегатов на заводе FASTMET в Какогаве представлена на рис. 4.52.

Рис. 4.52. Схема цепи агрегатов на заводе FASTMET в Какогаве: 1 — бункера шихтовых материалов; 2 — смеситель; 3 — агрегат для сушки окатышей; 4 — гранулятор; 5 — П В П ; 6 — вентилятор воздуха горения; 7 — охладитель отходящего газа; 8 — система разгрузки; 9 — горелки; 10 — модифицированное оборудование; 11 — теплообменник; 12 — рукавные фильтры; 13 — эксгаустер; 14 — дымовая труба; 15 — контейнер для горячего ГЖ

Результаты экспертной оценки топливно-сырьевых и экономических затрат на производство ГЖ процессом FASTMET из железной руды (производительность цеха 500000 т/год) и металлургических отходов (производительность 200000 т/год) в расчете на 1 т ГЖ для условий США и Западной Европы приведены ниже.

По другим оценкам, для условий Северной Америки капитальные затраты на строительство модуля FASTMET производительностью 500000 т/год составят 90—100 млн дол. США, а себестоимость ГЖ в зависимости от перерабатываемых материалов может составлять 55— 95 дол. /т.

Процесс ITmk3

Процесс ITmk3 (Iron-making Technology Mark 3) является разновидностью процесса FASTMET и разработан он также фирмами «Midrex» и «Kobe Steel». Название процесса связано с претензиями его разработчиков на большие перспективы развития и применения этого процесса (Mark 1 — доменный процесс, Марк 2 — Midrex-процесс, Mark 3 — ITmk3 — процесс получения чугунных гранул). Технологическая схема процесса ITmk3 (рис. 4.53) практически не отличается от процесса FASTMET. Принципиальным отличием этих двух процессов является температурный режим в ПВП и вид получаемого продукта.

Рис. 4.53. Схема процесса ІТmkЗ

В процессе ITmk3 рудоугольные окатыши восстанавливаются в ПВП в условиях относительно высокой температуры — 1350 °С. При этом практически полностью восстановленное железо науглероживается до содержания углерода 2,5—3,5% и расплавляется, образуя фасолевидные корольки чугуна размером 3,5—8,0 мм. Пустая порода окатышей образует шлак, содержание FeO в котором не превышает 2%, что исключает высокую агрессивность шлака и способствует высокой стойкости огнеупорных материалов пода печи. После охлаждения чугунные корольки отделяются от шлака с помощью магнитной сепарации. Содержание серы в чугунных корольках зависит от ее содержания в применяемом при производстве окатышей угле.

Источник