Жидкофазное восстановление железных руд углеродводородной смесью и водородом

К. В. Строгонов; А. Л. Петелин; А. Ю. Терехова; Д. Д. Львов; В. А. Мурашов; А. А. Борисов

doi:10.34831/EP.2023.43.83.006

Жидкофазное восстановление железных руд углеродводородной смесью и водородом

К. В. Строгонов, А. Л. Петелин, А. Ю. Терехова, Д. Д. Львов, В. А. Мурашов, А. А. Борисов

Аннотация

Представлены краткое описание нового способа восстановления железа и результаты расчётов восстановления расплава железных руд углеродводородной смесью, получаемой непосредственно в барботируемом расплаве и подаваемой в расплав через перфорированный под в виде природного газа. Приведены результаты расчётов в программном комплексе ИВТАНТЕРМО процессов восстановления железа водородом при аналогичной реализации барботажа расплава. Определены состав и объём образующихся после восстановления шлаков, состав и объём газов после восстановления железной руды, рассчитаны его низшая и высшая теплота сгорания. Дана оценка расходов водорода и природного газа для восстановления железных руд заданного состава. Представлены теоретические предпосылки получения расплава АРМКО-железа в одну стадию.

Ключевые слова

энергоэффективность, углеродводородная смесь, восстановление железа, барботаж, метан, водород

Полный текст:

PDF

Литература

Львов, Д. Д. Анализ современных и перспективных технологий внедоменного производства чугуна и стали / Д. Д. Львов, В. А. Мурашов, А. А. Борисов, К. В. Строгонов // Нано-био-технологии. Теплоэнергетика. Математическое моделирование: сборник статей международной научно-практической конференции 27 – 28 февраля 2023 года, г. Липецк. — Липецк: Изд-во Липецкого государственного технического университета, 2023. — С. 29 – 38.

Торохов, Г. В. Современное состояние и перспективы металлургии железа / Г. В. Торохов, А. Я. Травянов, О. В. Голубев, П. И. Черноусов // Сборник трудов XVI международного конгресса сталеплавильщиков и производителей металла. — Екатеринбург: Изд-во ООО «Корпорация АльянсМеталлургия», 2021. — С. 26 – 37.

Картавцев, С. В. Интенсивное энергосбережение и технический прогресс черной металлургии: Монография / С. В. Картавцев. — Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2008. — 311 с.

Пат. № 2760199 РФ. Агрегат непрерывного получения стали / К. В. Строгонов, Л. В. Корнилова; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВО «НИУ «МЭИ». — № 2020144107; опубл. 22.11.2021, Бюл. № 33.

Strogonov, K. Continuous steelmaking unit of bubbling type / K. Strogonov, L. Kornilova, A. Popov, A. Zdarov // Proceedings of the International Symposium on Sustainable Energy and Power Engineering 2021. SUSE 2021. Lecture Notes in Mechanical Engineering. Springer, Singapore. DOI: 10.1007/978-981-16-9376-2 6.

Sborshchikov, G. S. Thermal operation of superlayer space in Romelt furnace / G. S. Sborshchikov, A. L. Petelin, A. Y. Terekhova. URL: https://fermet.misis.ru/jour/article/view/2294/1622 ?locale=en US.

Ключников, А. Д. Теплообмен и тепловые режимы в промышленных печах: Учебное пособие для вузов / А. Д. Ключников, В. Н. Кузьмин, С. К. Попов. — М.: Энергоатомиздат, 1990. — 176 с.

Strogonov, K. V. Calculation of individual elements of enclosing structures of a continuous steelmaking unit / K. V. Strogonov, A. A. Borisov, V. A. Murashov, D. D. Lvov // Paper presented at the Proceedings of the 2023 5th International Youth Conference on Radio Electronics, Electrical and Power Engineering, REEPE 2023, DOI: 10.1109/ REEPE57272.2023.10086855.

Попов, С. К. Термохимическая переработка углеродсодержащих материалов: учеб. пособие / С. К. Попов, В. Д. Ванюшкин, С. Н. Петин. — М.: Издательство МЭИ, 2022. — 72 с.

Достижения в применении техники отжига в колпаковых печах // Черная металлургия России и стран СНГ в XXI веке: Сб. науч. трудов. — М.: Металлургия, 1994. Т. 2 [Электрон. ресурс] http://engineeringsystems.ru/sbornik-nauchnih- trudov-chernya-metalurgiya-rossii-i-stran-sng-tom2/ dostizheniya-v-primeneniitehniki-otzhiga.php (дата обращения 29.04.2023)

MIDREX [Электронный ресурс] // World direction statistics, 2020. URL: https://www.midrex.com/ wp-content/uploads/Midrex-STATSbookprint-2020. Final.pdf (дата обращения: 18.01.2023)

Gurvich, L. V. IVTANTHERMO — A Thermodynamic Database and Software System for the Personal Computer. User’s Guide. / L. V. Gurvich, V. S. Iorish, et al. / CRC Press, Inc., Boca Raton, 1993.

Иориш, В. С. Программный комплекс ИВТАНТЕРМО для Windows и его использование в прикладных термодинамических расчетах / В. С. Иориш, Г. В. Белов, В. С. Юнгман. — М.: Объединенный институт высоких температур РАН, 1998. — 56 с.

Духанин, Г. П. Термодинамические расчеты химических реакций: учеб. пособие / Г. П. Духанин, В. А. Козловцев. — Волгоград: Волг. ГТУ, 2010. — 96 с.

Зайцев, А. К. Расчеты равновесий металл–шлак–газ применительно к процессу Ромелт / А. К. Зайцев, Н. В. Криволапов, В. С. Валавин // Изв. Вузов. Черная металлургия. — 2002. — № 5. — С. 3 — 8.

Роменец, В. А. Процесс Ромелт / В. А. Роменец. — М.: МИСиС, Издательский дом «Руда и Металлы». — 2005. 399 с.: ил., табл.

Пономарева, А. А. Топливно-энергетические ресурсы: учебное пособие / А. А. Пономарева, Е. О. Самуйлова, А. В. Лесных. — СПб.: Университет ИТМО, 2021. — 107 с.

Петин, С. Н. Энергетическая эффективность производства и потребления водорода / С. Н. Петин // Вестник МЭИ. — 2019. — № 2. — С. 29 – 36.

DOI: http://dx.doi.org/10.34831/EP.2023.43.83.006