Новая технология для изготовления железа и стали

Металлургическая промышленность – мощнейшая отрасль, которая за последние несколько десятков лет достигла рекордных показателей в переработке гематитовой железной руды высокого качества. Данный материал – сырье, из которого в последующем путем доменной обработки получается железо. В связи с высокой производительностью запас гематитовых руд значительно сократился, а значит – возникла потребность в увеличении мощностей добычи и подготовки такой руды в качестве сырья. Около 600 миллионов тонн железной руды на основе магнетита производится ежегодно в мире, что составляет примерно 30% от всего объема производства. Разница железной руды и железной руды на основе магнетита заключается в переработке последней до состояния порошка, тем самым высвобождаются минералы из горного материала. Далее следует процесс магнитной сепарации, что увеличивает содержание железа в породе.

Чтобы получить куски заданного размера в процессе производства железа на основе магнетитовой руды, нужно произвести процедуру спекания, прежде чем материал будет загружен в металлургический агрегат, то есть в доменную печь или колосниковую вращающуюся печь. Наиболее важной глобальной экологической задачей является снижение выброса СО2. Чтобы нейтрализовать выбросы парниковых газов в ближайшие 30 лет и свести их показатель к климатической нейтральности, нужно работать над созданием новых технологичных способов получать железо и сталь. Такая технология предполагает отказ от применения привычных восстановителей, таких как кокс или уголь, заменив их водородом. Сегодня переработать магнетитовую руду невозможно без процедуры окисления, не используя разрабатываемые водородные технологии с целью снижения выброса СО2.

Почему водород имеет преимущество? Его возможно использовать как накопитель и хранитель энергии. К примеру, АЭС, ветряная или приливная электростанция производит электрическую энергию, и водород в таком случае можно получить посредством электролиза, далее – накопить в специальном хранилище и доставить потребителю. Достаточно давно в эксплуатации на некоторых электрометаллургических комбинатах применяются шахтные агрегаты фирмы Midrex, при помощи которых можно получить железо прямого восстановления, где природный газ можно полностью заменить водородом. Железо, полученное в результате прямого восстановления, уже сегодня используется в качестве сырья для плавления в дуговой электропечи стали любого марочного типа.

В странах Европы уже имеется опыт проведения пилотных испытаний по несколько иной схеме технологического производства. К примеру, в Австрии, железо восстанавливают из оксидов самого железа, с использованием водорода путем получения мелкодисперсных частичек кипящего слоя. А саму сталь уже получают с применением плазменно-дуговой плавки.

Уникальные эксперименты проведены научными коллективами нескольких российских ВУЗов, где были спланированы исследования процесса, в результате которого производится окислительный обжиг магнетитового концентрата. На разных этапах работы устанавливается разная температура и применяется высокотемпературная рентгеновская камера, которая уже повсеместно используется в научных целях университетов.

Данная работа актуальна и востребована, ведь важнейшая цель, которая стоит за всеми разработками и применением новейших способов добычи железа и стали, это – экология, где главная задача – минимизировать урон и не снизить производительность, над чем, собственно, сегодня и работают наши ученые.