Печи металлизации: для чего нужны и как работают

Печь для металлизации является оборудованием, с помощью которого получают чистое железо без использования кокса. Такой металлизированный материал служит отличным сырьем для металлургического производства. Помимо железа, он имеет в своем составе различные соединения, включая окислы. Концентрация чистого металла должна быть не менее 90-93% от всего сырья в продукте. Эту характеристику называют степенью металлизации. В целом железа в шихте для металлургического производства должно быть от 70% и более.

Сырье может металлизироваться в различных температурных режимах, следствием чего является получение губчатого железа или крицы либо жидкого чугуна.

При низком температурном режиме производится губчатое железо. Это пористый или пылевидный материал, для получения которого восстанавливают железную руду, а также ее концентраты. В этом процессе используют или твердый углерод (при температуре 1200-1250 °С), или газообразные водород и окись углерода (при показателях в 850-900 °С). Неизбежным для этого процесса металлизации является наличие в губчатом железе таких примесей, как рудная порода и угольная зола. Они устраняются при производстве стали.

Более существенное нагревание позволяет получить крицу – губчатую железную массу, поры которой заполнены шлаком. При повышении показателей до 1250-1350 °С руда восстанавливается с помощью угля во вращающихся трубчатых печах. Поскольку температура при производстве крицы выше, чем при получении губчатого железа, рудная порода плавится, превращаясь в густую пастообразную массу. Благодаря вращению печи металлические включения соединяются в более крупные кусочки. Для получения крицы нужна руда с содержанием железа не больше 40%, чтобы было достаточное количество шлака. На сегодняшний день от промышленного производства крицы отказались, учитывая экономическую нецелесообразность и слишком низкое качество готового продукта.

Нагревая руду до 1500 °С и восстанавливая ее углем, можно получить жидкий чугун. Благодаря особенностям этого процесса регенерация сырья проходит заметно быстрее. Подобный материал пользуется большей популярностью, чем губчатое железо и крица, из-за более низкого содержания загрязнений.

Металлизационные печи классифицируют исходя из получаемого продукта. Они бывают жидкофазными и твердофазными. Последняя разновидность агрегата предусматривает применение твердых и газообразных восстановителей. Кроме того, печи подразделяются на устройства непрерывного и периодического действия. К первым относятся шахтные и трубчатые, ко вторым – камерные с ретортами и чашами. Среди наиболее популярных отмечают твердофазные печи, основанные на технологии Мидрекс. Это шахтное оборудование с газообразным восстановителем. Кроме того, из твердофазных следует отметить трубчатые печи, работающие по технологии СЛ-РН с твердым регенератором. Для жидкофазного восстановления чаще всего используют шахтные печи, основанные на технологии Корекс.

Принцип работы устройств СЛ-РН похож на процесс функционирования трубчатых вращающихся печей для обжига известняка.