Техника - молодёжи 1976-09, страница 29

I ЙРГОН

t ВОДв

Вверху показана схема плазменно-дуговой элентропечи (1 — плазмотрон, 2 — подовый электрод, 3 — катушка для перемешивания жидкого металла, 4 — песочный затвор, 5 — газонепроницаемая ирышка выпускного отверстия). Внизу — схема плазменной плавильной установки с вытягиванием слитка из кристаллизатора (1 — плазмотрон, 2 — расходуемый электрод, 3 — кристаллизатор, 4 — механизм вытяжки, 5 — норпус установки). Слева приведена схема установки производства губчатого железа в шахтной печи (1 и 3 — конверсионные аппараты, 2 — восстановительная шахтная печь, 4 — рекуператоры, 5 — аппарат для конденсации паров воды и сжатия газа).

печах (см. статью инженера А. Валентинова «Минуя домну» в «ТМ» №3, 1971 г. — Прим. ред.). К сожалению, производительность доменной печи (до 10 тыс. т в сутки) и установок прямого получения железа (до 1200 т в сутки) пока значительно отличается, и явно не в пользу последних.

Однако в минувшем десятилетии, особенно в связи с недостатком сырья и энергетическим кризисом, усилился интерес к металлизации железных руд. Ее эффективность возрастает с появлением дуговых электропечей с трансформаторами сверхвысокой мощности, позволяющих выплавлять обычную сталь за 2—2,5 ч.

70-е годы явились периодом промышленного освоения новых процессов. К концу 1972 года в мире работало 12 заводов прямого восстановления общей мощностью 4,5 млн. т в год. В нынешнем году ожидается эксплуатация около 35 заводов мощностью 11 млн. т в год. К 1980 году общая мощность установок для получения губчатого железа может возрасти по одним данным — до 40 млн. т в год, по другим — до 60 млн. т, а к 1985 году — до 120 млн. т.

Новые процессы уже учтены в «Основных направлениях развития народного хозяйства СССР на 1976— 1980 годы», утвержденных XXV съездом партии: «Освоить в промышленных масштабах технологию получения железа из руд методом прямого восстановления, а также экономичные способы обогащения и оком-кования окисленных железных руд».

В планах 10-й пятилетки намечается развитие территориально-производственного комплекса на базе минеральных ресурсов Курской магнитной аномалии со строительством Оскольского электрометаллургического комбината, где сталь будут получать методом прямого восстановления из металлизованных окатышей.

Металлурги ведут работы и над осуществлением непрерывного процесса производства стали (см. статью академика А. Целикова «Когда наука и производство под одной крышей...» в «ТМ» № 5, 1974 г. — Прим. ред.). При этом его нетрудно разделить на последовательные операции, каждая из которых реализуется в соответствующем звене технологической линии. Можно создать наилучшие условия для всех физико-хими-ческих превращений, применить узкую специализацию оборудования, использовать его в постоянном, наиболее выгодном режиме. Непрерывный процесс поддается автоматизации — в нем легче поддерживать заданные неизменные условия работы каждого звена. Возможности интенсификации такого процесса, ро

ста мощности агрегатов неограниченны.

На совещании «Непрерывные процессы выплавки черных и цветных металлов», проходившем в Москве три года назад, советские ученые высказали следующий прогноз: «Очевидно, что к 1990 году у нас в стране значительную часть вновь вводимых мощностей в крупнотоннажной металлургии будут составлять установки непрерывного действия. Для этого необходимо лучше координировать ныне проводимые исследования, привлечь к ним не только металлургов, но и ученых других специальностей, например, физиков, работающих в области создания МГД-насосов, а также устройств для регулирования потока жидкого металла».

Пока что низки показатели новых агрегатов. Как по тоннажу, так и по производительности они намного отстают от традиционных агрегатов. Путь к решению проблемы видится в ускорении химизма реакций. Его можно достичь, как и в предыдущих этапах развития металлургии, за счет повышения температуры в проведении процессов. Вот где тот резерв увеличения — хотя бы на порядок — производительности новых агрегатов.

ПЛАЗМЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ -БУДУЩЕЕ МЕТАЛЛУРГИИ

Согласно общему правилу химические реакции протекают тем быстрее, чем выше температуры. Вообще проблема производства железа сводится к обеспечению энергией процесса разложения окислов. Недаром говорят: сталь — это железная руда плюс энергия.

Температура служила и служит важным фактором технического прогресса в металлургии. Появление бессемеровского процесса 100 лет назад внесло огромное изменение в скорости химических реакций, протекающих в агрегате. Их ускорению способствовала продувка расплава воздухом, в результате чего намного увеличилась поверхность соприкосновения металла с окислителем — кислородом воздуха. В современном конверторе химические реакции протекают почти в тысячу раз быстрее, чем в пудлинговой печи. Это достигнуто благодаря тому, что удалось на 400° С повысить температуру процесса в конверторе и обеспечить продувку металла воздухом, обогащенным кислородом.

Есть ли пути дальнейшего роста? Есть! Плазма — вот где новый резерв ускорения реакций.

В современной технике появились установки, использующие так назы-

27