Исследование тепловой работы надслоевого пространства печи Ромелт

Процесс Ромелт с точки зрения металлургической теплотехники является перспективным для переработки отходов произ­водства, бедных руд и вторичных металлов без их предварительной подготовки и применения кокса. Но одним из основных недостатков процесса является высокий удельный расход кислорода и топлива на производство 1 т первичного металла. Особенность процесса Ромелт заключается в том, что основное количество теплоты, необходимой для осуществления технологического процесса, подается в барботажный слой из надслоевого пространства за счет дожигания отходящих газов техническим кислородом. Передача теплоты осуществляется по радиационно-конвективному механизму. Любые изменения процесса дожигания возможны, если они не влекут за собой недопустимого изменения температуры в зоне горения. В работе проведено исследование снижения удельного расхода кислорода на 1 т первичного металла, за основу приняты данные плавки на передельный чугун смеси шламов доменного и конвертерного производств. В работе изучена возможность снижения удельного расхода кислорода, подаваемого в надслоевое пространство печи для дожигания отходящих из барботажного слоя газов, в процессе Ромелт. При использовании подогрева дутья, подаваемого на нижние фурмы, и подогрева кислорода, подаваемого в зону дожигания, возможно сокращение удельного расхода кислорода на 1 т чугуна на 11 % без снижения производительности печи. В зоне дожигания рекомендуется использовать подогретый в рекуператоре до 400 °С кислород с  одновременной подачей на нижние фурмы подогретого до 600 °С дутья.

1. Роменец В.А., Галкин В.И., Федорова А.А., Валавин В.С., Похвиснев Ю.В., Макеев С.А. Сравнительная технико-экономическая оценка бескоксовых технологий производства производства первичного железа для мини-заводов // Экономика в промышленности. 2013. № 3. С. 38–44.

2. Anameric B., Kawatra S.K. Direct iron smelting reduction processes // Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review. 2008. Vol. 30. No. 1. P. 1–51. https://doi.org/10.1080/08827500802043490

3. Valavin V.S., Pokhvisnev Yu.V., Vandar’ev S.V., Chumarin B.A., Malyutin A.N. Calculation of the material and heat balances of the Romelt liquid-phase reduction process // Steel in Translation. 1996. Vol. 26. No. 7. P. 75–80.

4. Абраменков Ю.Я., Стригунов Н.А. Сравнение технико-экономических и технологических характеристик процессов жидкофазного восстановления железа. В кн.: Металлургическая теплотехника: сб. научных трудов Национальной металлургической академии Украины. Днепропетровск: Новая идеология, 2008. С. 3–19.

5. Курунов И.Ф., Савчук Н.А. Состояние и перспективы бездоменной металлургии железа. М.: Черметинформация, 2002. 198 с.

6. Терехова А.Ю. Процессы внедоменного производства чугуна. Состояние вопроса. В кн.: Сб. IX Международной научно-прак­тической конференции «Энергоэффективные и ресурсосберегающие технологии в промышленности. Печные агрегаты. Экология». М.: 2018. С. 79–88.

7. Petelin A.L., Polulyakh L.A., Makeev D.B., Dashevskii V.Ya. Thermodynamic justification of the dephosphorization of manganese ores and concentrates in a reducing atmosphere // Russian Metallurgy (Metally). 2018. Vol. 2018. No. 1. P. 1–6. https://doi.org/10.1134/S003602951801010X

8. Юсфин Ю.С., Пашков Н.Ф. Металлургия железа. М.: КИЦ «Академкнига», 2007. 464 с.

9. Sborshchikov G.S., Petelin A.L., Terekhova A.Yu. Increasing the specific performance of Romelt furnace // Metallurgist. 2020. Vol. 64. No. 3-4. P. 208–213. https://doi.org/10.1007/s11015-020-00985-y

10. Процесс Ромелт / Под ред. В.А. Роменца. М.: Издательский дом «Руда и металлы», 2005. 400 с.

11. Зайцев А.К., Криволапов Н.В., Валавин В.С.Термодинамическое моделирование поведения кремния и марганца в процессе Pомелт // Известия вузов. Черная металлургия. 2002. Т. 45. № 11. С. 3-7.

12. Семененко Н.А. Организация теплоиспользования и энерготехнологическое комбинирование в промышленной огнетехнике. М.: Энергия, 1976. 280 с.

13. Евдокименко А.И., Костерин В.В. Природный газ в цветной металлургии. М.: Металлургия, 1972. 240 с.

14. Pokhvisnev Yu.V., Valavin V.S., Makeev S.A., Zaitsev A.K. Romelt process production indices with partial replacement of coal by natural gas // Metallurgist. 2019. Vol. 63. No. 1-2. P. 141–148. https://doi.org/10.1007/s11015-019-00803-0

15. Сборщиков Г.С., Вельтищев Н.Ф., Володин А.М., Крупенников С.А. Модель свободной конвекции в ванне аппарата с барботажным слоем при ее продувке газом через фурмы, расположенные сбоку // Известия вузов. Черная металлургия. 2013. T. 56. № 11. С. 25-27.

16. Николаенко Н.К. Усовершенствование конструкции и режима работы печей с барботажным слоем с учетом процессов образования брызг и их сепарации в надслоевом пространстве. Автореф. дис. … канд. техн. наук. 05.16.08 Металлургическая теплотехника. М.: МИСиС, 1986. 18 с.

17. Теплотехника металлургического производства. Т. 1. Теорети­чес­кие основы / В.А. Кривандин, В.А. Арутюнов, В.В. Белоусов и др. М.: МИСИС, 2002. 608 с.

18. Sborshchikov G.S., Krupennikov S.A. Universal energy-efficient refining furnace // Metallurgist. 2009. Vol. 53. No. 5-6. P. 329–335. https://doi.org/10.1007/s11015-009-9182-8

19. Хзмалян Д.М. Теория топочных процессов. М.: Энергоатом­издат, 1990, 352 с.

20. Vil’danov S.K., Valavin V.S., Romenets V.A. Prospects for using Romelt technology to reprocess red muds // Steel in Translation. 1998. Vol. 28. No. 7. P. 13–19.

21. Romenets V.A., Valavin V.S., Pokhvisnev Yu.V. Technological assessment of the Romelt process in the classic and two-zone variants // Metallurgist. 2014. Vol. 58. No. 1-2. P. 20–27. https://doi.org/10.1007/s11015-014-9862-x