Согласно информации, распространённой пресс-службой президента объединения предприятий "Украметаллургпром" Александра Каленкова, на срочных переговорах между украинскими металлургами, активистами на блокирующих грузоперевозки между Украиной и ЛНР/ДНР редутах и директоратом японской корпорации Sayonara Style, объединяющей 55 самых крупных металлургических заводов Японии и контролирующей почти 90% производства японской стали, достигнута договорённость о возможном подписании протокола о намерениях, согласно которому Украина получит доступ к новейшим, мирового уровня, технологиям в области выплавки металлов.
В настоящее время производство стали и сплавов происходит в два этапа.
Сначала в доменных печах, представляющих собой непрерывно действующий аппарат шахтного типа, получают чугун.
Для этого в домну сверху осуществляется загрузка шихты, через типовое загрузочное устройство, которое одновременно является и газовым затвором доменной печи. В домне восстанавливают богатую железную руду (на современном этапе запасы богатой железной руды сохранились лишь в Австралии и Бразилии), агломерат или окатыши. Иногда в качестве рудного сырья используют брикеты.
Сама доменная печь состоит из пяти конструктивных элементов: верхней цилиндрической части — колошника, необходимого для загрузки и эффективного распределения шихты в печи; самой большой по высоте расширяющейся конической части — шахты, в которой происходят процессы нагрева материалов и восстановления железа из оксидов; самой широкой цилиндрической части — распара, в котором происходят процессы размягчения и плавления восстановленного железа; суживающейся конической части — заплечиков, где образуется восстановительный газ — монооксид углерода; цилиндрической части — горна, служащего для накопления жидких продуктов доменного процесса — чугуна и шлака.
В верхней части горна располагаются фурмы — отверстия для подачи нагретого до высокой температуры дутья — сжатого воздуха, обогащенного кислородом и углеводородным топливом.
На уровне фурм развивается температура около 2000 °C. По мере удаления вверх температура снижается, и у колошников доходит до 270 °C. Таким образом в печи на разной высоте устанавливается разная температура, благодаря чему протекают различные химические процессы перехода руды в металл.
В верхней части горна, где приток кислорода достаточно велик, кокс сгорает, образуя диоксид углерода и выделяя большое количество тепла.
{C+O_{2}=CO_{2}+Q}
Диоксид углерода, покидая зону обогащенную кислородом, вступает в реакцию с коксом и образует монооксид углерода — главный восстановитель доменного процесса.
{CO_{2}+C=2 CO}
Поднимаясь вверх, монооксид углерода взаимодействует с оксидами железа, отнимая у них кислород и восстанавливая до металла:
{Fe_{2}O_{3}+3 CO=2 Fe+3 CO_{2}
Полученное в результате реакции железо каплями стекает по раскаленному коксу вниз, насыщаясь углеродом, в результате чего получается сплав, содержащий 2,14 — 6,67 % углерода. Такой сплав и называется чугуном.
Далее чугун перерабатывается в кислородных конвертерах - аппаратах для получения стали из передельного расплавленного чугуна и шихты продувкой воздухом или технически чистым кислородом. В настоящее время чаще применяется кислород. Кислород подается в рабочее пространство конвертера через фурмы (под давлением около 1,5 МПа). Такой метод получения стали называют конвертерным или кислородно-конверторным. Более половины всей стали в мире получается конвертерным способом.
Конвертер представляет собой ёмкость, состоящую из трех частей: верхней — шлема, средней — цилиндра и нижней — днища. Днище может быть приставным, вставным или цельным с цилиндрической частью. В этом случае конвертер называют глуходонным.
Метод характеризуется высокой производительностью: конверторный цех в составе трёх 400-тонных конвертеров может обеспечить годовой объём производства на уровне 10 миллионов тонн стали.
Японская технология предусматривает объединение доменной печи и конвертера в единый агрегат, сочетающий свойства и выполняющий функции и того, и другого.
Таким образом, вся технологическая цепочка упрощается, за счёт исключения промежуточных операций, при одновременно уменьшении времени обработки до 30% и повышении процента выхода готового продукта на 5-15% из-за отсутствия как необходимости неоднократного нагревания и охлаждения металла, так и его потерь в виде летучих окислов (что дополнительно и снижает нагрузку на окружающую среду, кардинально уменьшая объём вредных выбросов).
Однако главное преимущество нового метода вовсе не в этом - дело в том, что в качестве исходного сырья становится возможным использование обычного бытового мусора, причём без предварительной его сортировки.
Мусор загружается вместе с шихтой, его доля в которой может достигать 25-30% по весу, а дальше начинается самое интересное.
Постепенно продвигаясь вниз по шахте, мусор на уровне фурм (это там, где температура доходит до 2 000 градусов), полностью утрачивает любые органические или иные составляющие, которые при такой температуре разлагаются на углерод и кислород, немедленно сгорающие, внося дополнительный вклад в тепловой баланс и, тем самым, экономя топливо и энергию.
Оставшиеся компоненты, а это на 99% алюминий от пищевой тары, в процессе возникающего субъядерного резонанса взаимодействует с жидким железом (напомним, в зоне реакции - 2 000 градусов температуры и не менее 25-30 МПа давления).
В итоге ядро атома железа теряют 4 протона из 26, а ядро атома алюминия, напротив, получает дополнительно к имеющимся 13 ещё 9.
Процесс описывается формулой
{9 Fe+4 Al=13 Ti}
Результатом его является присутствие в плавке не менее полуторакратного, от исходного содержания алюминия в мусоре, количества титана.
Возникающее в результате реакции дополнительное тепло планируется отводить с помощью расположенных по периметру фурм платиновых игольчатых теплосъёмников, и использовать для питания турбины, вращающей электрогенератор. При этом одна тонна выплавляемого металла даст количество тепла, достаточного для выработки не менее 15 МВт-часов электроэнергии, что полностью покроет потребности как самого производства, так и бытовых потребителей.
Полученный железо-титановый сплав с лёгкостью разделяется (сепарируется) в гравитационных или центробежных изложницах - специальных ёмкостях, куда разливается расплавленный металл.
Таким образом, украинская металлургия не только нарастит выпуск различных сталей, но, вдобавок, попутно получит не менее 10-12 млн. тонн титана, пользующегося на мировом рынке год от года возрастающим спросом.
Такое решение увеличит экспортные возможности Украины не менее чем на $12-15 млрд. в год.
Одновременно (и чрезвычайно изящно) будет решена и проблема утилизации львовского мусора, которая уже стала общеевропейской - в качестве добавок в шихту в первую очередь будет использоваться именно он.
Оценили 7 человек
7 кармы