Несообразности металлургического цикла. Их устранение (стр. 4 )

При утилизации физического и химического тепла отходящих газов можно сделать экономически целесообразным и процесс в агрегате «Циклон», производящий порошок железа (если его хорошо отладить).

Если пространство вокруг факелов и над ними заполнить железорудными окатышами, то реализуется утилизация физического и химического тепла отходящих газов, и мы практически вернемся к агрегату «угольный Мидрекс». Если пространство в зоне факелов заполнить коксом, а поверх зоны кокса поместить зону окатышей, мы вернемся к доменной печи с элементами последовательной продувки (см. рис. 5.1). Если же это пространство заполнить смесью кусков кокса и окатышей, мы вернемся к доменному процессу, дополненному вдуванием угольной пыли и концентрата. Твердая шихта, опускающаяся навстречу потоку горячих газов, во всех этих вариантах обеспечит утилизацию физического тепла газов.

Реакции угольной пыли и порошка концентрата в факеле будут протекать почти одинаково, независимо от того, формируется ли этот факел в пустом агрегате, в слое окатышей, в слое кускового кокса или слое доменной шихты. Факел высокого давления «раздвигает» куски шихты, а некоторые из них увлекает газовым потоком. Поверхность частиц угольной пыли и порошка концентрата на порядки величины больше, чем поверхность кусков шихты, которые могут уноситься факелом. Соответственно, скорость реагирования угольной пыли с концентратом и кислородом дутья будет намного больше, чем скорость реагирования кусков шихты.

Высокотемпературные факелы с угольной пылью и концентратом в толще шихты не имеют двух отмеченных недостатков факелов способа «Циклон»: 1) так как физическое тепло газов утилизируется шихтой, то получение металла в факелах не сопровождается высоким расходом топлива; 2) в высокотемпературном факеле получаются не твердые частицы, а капельки металла, которые налипнут на жидкие и твердые фазы шихты, поэтому отпадают трудности с выделением металлической фазы из потока газов.

Для нашей темы главная ценность таких обсуждений состоит в том, что они позволяют более отчетливо представить роль факелов с вдуванием угольной пыли и концентрата в агрегатах (см. рис. 3.1 и рис. 5.1). Важно то, что кусковая шихта в домне или кокс (см. рис. 5.1) могут вообще не участвовать в реакциях, а выполнять лишь функцию «нейтрального заполнителя пространства». Кокс необходим лишь для формирования «коксовой насадки», прослойки, отделяющей расплавы от твердой шихты, а в качестве топлива он может быть заменен угольной пылью.

Теоретически можно даже заменить кокс каким–то не реагирующим нейтральным материалом, например, кусками огнеупоров. Подобные положения высказывались в известной дискуссии по роли «коксовой насадки» в доменной печи.

6.2. О тепловом балансе плавки

Основные реакции доменного процесса протекают в горне и в прилегающей высокотемпературной зоне. Этот «реактор» печи получает три примерно равных источника тепла. Это: тепло горячего дутья (1200 0С); тепло горения топлива (DТ=930 0С, см. приложение 2); тепло поступающей из шахты шихты (1200 0С). Тепло шихты получается утилизацией физического тепла отходящих газов, которые охлаждаются также примерно на 1200 0С в шахте, например, от 1400 до 200 0С. Шахта работает в основном как теплообменник, как эффективный утилизатор физического тепла отходящих газов, и отбирает основную часть их тепла.

Примерное равенство этих источников видно из приведенных изменений DТ температуры газов, которые может дать каждый источник (1200, 930 и 1200 0С). Колошниковые газы уносят из печи лишь немного тепла, их температура составляет только 150 – 200 0С. Здесь видна эффективность принципа противотока газов и шихты в доменной печи. Правда, ради лучшей теплопередачи от газов к шихте приходится удлинять их путь в печи, и высота шахты (теплообменника) доводится уже, например, до 30 м, хотя для этого

приходится повышать требования к прочности кокса и окатышей (агломерата), и, соответственно, идти на значительные дополнительные затраты.

В агрегатах металлизации железорудных окатышей в ряде случаев противоток шихты и отходящих газов обеспечивается без пересыпания шихты; она неподвижно размещается на полетах, которые движутся в шахте печи навстречу потоку газов [33, 34]. Таковы, в частности агрегаты типа «Коромысло». В этом случае можно использовать уголь вместо кокса и необожженные окатыши. Однако такое механическое оборудование (движущиеся полеты) обычно не может работать при температурах значительно выше 1000 0С.

В принципе возможен агрегат типа доменной печи, в котором окатыши в смеси с углем подобным образом прогреваются в шахте на полетах примерно до 1000 0С, металлизуются, затем ссыпаются с полет в горн, где расплавляются. Здесь же в печь вводится немного кокса для формирования коксовой насадки печи. Уголь сгорает на полетах.

Преимущество такого процесса состоит в том, что не нужен обжиг окатышей, а основная часть кокса, которая в доменной печи расходуется на восстановлениие и горение, заменяется углем; стоимость сырья уменьшается, например, вдвое по сравнению обычным доменным процессом.

Если в каком–то новом процессе мы отказываемся от утилизации тепла отходящих газов, то расход топлива резко возрастает, например, до 1,2-1,75 тонн углерода на тонну металла в приведенном выше примере получения металла в факелах. Если же мы отказываемся еще и от подогрева дутья, то получение жидкого металла становится невозможным, сколько бы топлива мы не сожгли. Температура горения углерода в холодном воздухе составляет 930 0С (см. Приложение 2), что не позволяет получить жидкий металл уже при любом расходе топлива. При такой схеме процесса надо возвращаться к «твердотельной» металлургии, получать лишь твердое металлизованное сырье.

Сейчас уже достаточно широко осознан тот факт, что получение металла можно вести эффективнее, если разделить газогенераторный процесс и металлизацию, которые в домне совмещены. Тем самым открываются возможности утилизации химического тепла газов. Известен ряд таких изобретений [11]. В сущности, неполное горение топлива (газогенерацию) и восстановление окислов разделяли, например, еще в известной старой «печи Видберга» [7]. Горение топлива до СО проводили в отдельном агрегате – в газогенераторе, а в шахтную печь подавали по трубопроводу уже полученный восстановительный газ. Но существующие газогенераторы не приспособлены для работы на горячем доменном дутье (например, 1200 0С), которое подается через фурмы. Далее, генераторный газ на доменном дутье получается столь горячим (например, 2000 0С), что его невозможно передавать по трубопроводу. В этом отношении нижняя часть доменной печи, заполненная топливом, или факел дутья с избытком угольной пыли, имеют преимущества перед обычными газогенераторами. Последние практически пригодны лишь для металлизации металлошихты в твердом состоянии, например, при температурах (800 – 1000) 0С. Здесь рассматривается разделение процессов не по агрегатам, а по зонам одной шахтной печи. Газы без трубопровода переходят из топливной зоны в зону окатышей (или агломерата).

6.3. О тепловом балансе сталеплавильного процесса

В сталеплавильных агрегатах нет утилизации тепла отходящих газов, поэтому они уступают доменной печи по энергоэффективности, экономии тепла. Тепло в сталеплавильных агрегатах намного дороже, чем в доменной печи, и сталеплавильный передел обычно дороже самого получения металла в домне, хотя задача сталеварения – лишь сравнительно небольшая коррекция состава металла, например, удаление 2-4 % лишнего углерода. Для сравнения отметим, что в доменной печи от окислов железа отбирается до 60 % атомных процентов кислорода. Дутье конвертера на тонну металла в 10-20 раз меньше дутья домны, соответственно меньше и общий объем проводимых реакций.

Известно много проектов получения стали из руды в сталеплавильных агрегатах. В принципе такие процессы возможны; все металлургические агрегаты подобны в том смысле, что основное содержание работы каждого агрегата – проведение реакций в тройной системе железо – кислород – углерод. Доменное дутье можно отрегулировать так, что оно будет выполнять функции конвертерного дутья.

Однако получение металла из руды в сталеплавильном агрегате неэффективно из-за плохого использования химической энергии топлива. Известен провал «процесса Рюмина», предназначенного для получения стали из руды в агрегате типа мартеновской печи.

Особенно дорогим оказывается тепло в электропечах из-за высокой стоимости электроэнергии. В конвертере при холодном воздушном дутье температура горения углерода, растворенного в металле, составит примерно 930 0С (см. Приложение 2). Если бы в конвертере проходило лишь горение углерода, то продувка приводила бы скорее к охлаждению жидкого металла. Разогрев ванны в конвертере воздушного дутья происходит за счет горения железа, а также легирующих примесей (кремний, марганец и др.), восстановленных в доменной печи, а такое отопление весьма дорого. В этом смысле конвертер отапливается энергией, запасенной в металле доменной печью. Практически невозможно значительное получение стали из руды в конвертере с холодным воздушным дутьем.

Известны предложения по дожиганию отходящих газов в конвертере; однако в этом случае тепло получается уже не в ванне агрегата, а над ванной, по пути газов от нее. Передача выделяющегося тепла в ванну затруднительна; оно идет лишь через небольшую поверхность зеркала ванны. Удельная тепловая мощность сталеплавильных агрегатов невелика по сравнению с мощностью доменной печи. В шахтной печи теплообмен фаз идет через большую суммарную поверхность всех кусков шихты.

Тепловой баланс конвертера становится несколько лучше при кислородном дутье. В этом случае объем отходящих газов в 2-3 раза меньше, чем при воздушном дутье из-за отсутствия азота. В 2-3 раза уменьшается и уносимое газами тепло, а теоретическая температура горения углерода в кислороде достигает 2530 0С (см. Приложение 2, задача 6). Известны патенты, предусматривающие получение стали из руды в кислородном конвертере. Однако кислородное дутье дорого, тепловой баланс процесса остается достаточно плохим, так как нет поступления тепла с дутьем. Велик угар металла и пылевынос; отходящие из конвертера газы содержат много бурого дыма – пылевидных окислов железа и другой пыли, и утилизация их энергии электростанцией затруднительна.

В целом перенос получения металла из шахтной печи в сталеплавильный агрегат представляется неперспективным. Более перспективно обратное действие – перенос получения стали в шахтную печь. Особенно в том случае, если за счет последовательной продувки обеспечивается утилизация не только физического, но и химического тепла отходящих газов, как в агрегате «угольный Мидрекс» (см. рис. 3.1). Дожигание газов дает горну четвертый, и самый большой источник тепла, в дополнение к трем перечисленным выше источникам тепла.

6.4. Схемы других печей. Печи обжига шихты

По образцу доменных печей создано много других шахтных печей, работающих на коксе. В таких печах также ведется совместная продувка смеси тех или иных кусковых материалов с коксом. Таковы многие печи цветной металлургии, в частности, в металлургии меди и никеля, печи обжига сидеритов, известняков и других карбонатов, шахтные печи магнетизирующего и окислительного обжига железных руд, вагранки и др. Такие печи создавались под влиянием доменной идеологии и унаследовали отмеченные «врожденные пороки 1 и 2» доменного процесса. В них, как и в домне, также можно от неполного сжигания кокса перейти к полному сжиганию угля и, соответственно, уменьшить расходы на топливо примерно в 10 раз.

В этих печах кокс удается сжечь в основном лишь до СО, но не до СО2, и в результате печь получает в (2-3) раза меньше тепла, чем получила бы при полном сжигании топлива до СО2 и Н2О. Приходится также использовать кокс, который в (2-6) раз дороже рядового угля. В результате тепло горения топлива обходится в таких печах, как и в домне, примерно в 10 раз дороже. Если перейти на отопление такой печи факелом угольной пыли, как в схеме рис. 3.1, то расходы на топливо в такой печи уменьшатся примерно на порядок величины.

Нередко в такой печи требуется лишь прогрев кусковых материалов до определенной температуры, лишь обжиг шихты, и во всем объеме печи приемлема окислительная атмосфера. Такие печи также можно отапливать факелами дутья с угольной пылью при избытке воздуха, так что уже в факеле проходит полное горение топлива до СО2, не требуется дополнительное дутье для дожигания газов. Для нашей темы этот случай примечателен тем, что в данных простых печах несообразности 1 и 2 выглядят уже как очень явные, вопиющие несообразности, которые можно не заметить лишь под влиянием идеологической поразительной слепоты. Тем не менее, эти несообразности столетиями оставались незамеченными (подробнее см. выше, раздел 2.3). Здесь особенно явно видно давление устаревшей господствующей «доменной» идеологии, которая является главным препятствием для совершенствования процессов в обсуждаемых шахтных печах.

6.5. Печи для получения черновой меди

Рассмотрим схему тех шахтных печей, в которых необходима реакционная зона восстановления. Восстановительную атмосферу здесь можно создать факелом угольной пыли при недостатке воздуха, при неполном горении пыли до СО. В этом случае, как и в агрегате «угольный Мидрекс», потребуется подача дутья на двух уровнях: 1. снизу, для неполного горения угольной пыли в факелах; 2. выше, для дожигания газов.

В физико–химической схеме процесса факел с угольной пылью при избытке воздуха эквивалентен угольной топке, а факел с недостатком воздуха эквивалентен газогенератору. Если нет оборудования для вдувания угольной пыли, то можно с тем же успехом сжигать кусковой уголь в угольной топке или в газогенераторе, а горячие продукты горения направлять в печь. Можно вводить кусковой уголь непосредственно в зону горения печи, в факелы дутья, способами, рассмотренными в главе 3 применительно к агрегату «угольный Мидрекс» – через течки, врезки в футеровке и др.

В принципе по такой схеме можно получать твердые металлизованные окатыши на угле, которые сейчас получают обычным способом «Мидрекс» на природном газе. В этом случае снизу в основной корпус агрегата нужно подавать низкотемпературный генераторный газ с температурой, например, 1100 0С, который не приведет к плавлению окатышей. Такой газ можно получить в газогенераторе при температуре воздушного дутья около 200 0С. Потребуется отладить новый режим выгрузки спекающейся массы металлизованных окатышей. Спекание может получиться более прочным, чем в обычном агрегате «Мидрекс» на природном газе.

По такой же схеме (см. рис. 6.1) в принципе можно перерабатывать медный пирит (сульфид меди Cu2S), медную руду в расплав черновой меди. В верхние фурмы нужно подавать дутье с избытком воздуха, чтобы обеспечить горение загружаемого сульфида Cu2S (Cu2S + О2 = Cu2О + О2) с горением серы S до SО2 и с образованием окислов меди Cu2О. Здесь должны догорать также газы (СО), поднимающиеся из нижней восстановительной зоны. Такой процесс дает много тепла, поэтому здесь целесообразно низкотемпературное дутье.

Рис. 6.1. Схема агрегата для плавки медной руды на черновую медь:

1– основное дутьё; 2 – дополнительное дутье для выжигания серы, дожигания отходящих газов; 3 – лётки; 4 – загрузка руды

В нижних фурмах сжигается угольная пыль с избытком топлива, и в восстановительной зоне между нижними и верхними фурмами восстанавливаются опускающиеся сверху куски окислов меди (Cu2О) и образующаяся медь Cu плавится в жидкую черновую медь. Так можно одним процессом заменить современную плавку пиритов в шахтной печи с коксом и конвертирование образующегося жидкого штейна. Аналогично схема рис. 2.1 «угольный Мидрекс» заменяет доменный процесс и конвертирование жидкого чугуна.

6.6. Получение водорода

В доменной печи, в агрегатах «Мидрекс» и других окислы железа восстанавливаются окисью углерода и водородом (СО и Н2), причем скорость восстановления водородом больше, и он играет роль ускорителя металлургических реакций восстановления. Обратная реакция идет столь же быстро, как и прямая. Если же реакцию восстановления окислов водородом провести в обратном направлении, можно получать водород из паров воды:

Н2О + Fe = FeО + Н2.

Это актуально в связи с развитием экологически чистой водородной энергетики. В равновесии пары воды и водород будут примерно в равных количествах.

Металлизованные окатыши имеют высокопористую структуру, развитую внутреннюю поверхность. Они успешно служат катализаторами ряда реакций и могут быстро восстанавливать пары воды до водорода. В агрегате «угольный Мидрекс» можно чередовать периоды обычной работы с восстановлением окатышей и накапливанием металлизованного железа, и периоды обратных реакций, во время которых пары воды восстанавливаются до водорода за счет окисления накопленного железа.

В обычный период, как и в схеме рис. 3.1, в агрегат вдувается снизу угольная пыль с горячим дутьем. В период получения водорода снизу вдуваются горячие (1200 0С) пары воды из рекуператора, а через верхние фурмы отводится полученная смесь Н2 и Н2О. После охлаждения полученной газовой смеси вода Н2О конденсируется и легко «отмывается» в устройстве типа градирни, а оставшийся водород может направляться на охлаждение и сжижение. Продувка на получение водорода может идти примерно с такой же интенсивностью, как и обычная продувка на получение металла.

Реакция получения водорода Н2О + Fe = FeО + Н2 идет с небольшим выделением тепла, (16 кДж/моль), поэтому продувка агрегата горячим водяным паром (1200 0С) не приведет к значительному охлаждению массы металлизованных окатышей в реакционной зоне. Произойдет некоторое перераспределение температур по зоне.

Можно за один цикл продуть столько газов, чтобы окислилось, например, 10 % всего железа в реакционной зоне печи. Это соответствует весьма большому количеству газа, примерно 400 нм3 водорода (22,4•1000 / 56 = 400) на тонну окисляемого железа, и порядка 40000 нм3 водорода за цикл продувки большой печи, которая содержит 1000 тонн массы.

Можно из такой печи не выгружать металл ни в твердом, ни в жидком состоянии, и лишь поочередно окислять и восстанавливать одну и ту же массу.

Возможен вариант, при котором в обычный период работы не только восстанавливается железо, окисленное при получении водорода, но производится и выгружается определенное количество твердых металлизованных окатышей. Возможен вариант с высокотемпературным дутьем, расплавляющим металл, при котором в обычный период вырабатывается и выпускается определенное количество жидкого металла. В данной схеме имеются широкие возможности изменять соотношение восстановления и плавления, регулировать температуру факелов, поэтому в таком агрегате можно, видимо, то прекращать получение жидкого металла, то вновь его возобновлять. В доменной печи такие изменения режима практически невозможны.

При периодической выгрузке твердого или выпуске жидкого металла обновляется масса М за счет загрузки новых порций окатышей, реализуется утилизация физического и химического тепла отходящих газов вновь загружаемыми порциями окатышей.

Если агрегат (см. рис. 3.1) способен экономично металлизовать окатыши углем, то он способен и достаточно экономично превращать химическую энергию угля в химическую энергию водорода. Схема с верхними и нижними фурмами делает такой агрегат удобным для получения водорода.

ГЛАВА 7. РЕЗУЛЬТАТЫ ОБСУЖДЕНИЯ ПРЕДЛАГАЕМЫХ СХЕМ. ДИСКУССИОННЫЕ ВОПРОСЫ

7.1. Газопроницаемость зоны плавления

Мы стремились провести возможно больше обсуждений и дискуссий по данной теме с металлургами – исследователями других специальностей. В данной главе приводятся некоторые результаты таких обсуждений.

В дискуссиях высказывалось мнение: в схемах (см. рис. 3.1, рис. 5.1), на границе массы окатышей и топлива, где происходит плавление, из-за выделений жидких фаз может происходить затекание расплавами просветов между кусками шихты и резкое понижение газопроницаемости. Но в доменных печах подобное плавление обычно не сказывается на газопроницаемости этой зоны. Из опыта обжига окатышей известно, что форма окатыша обычно остается неизменной при накоплении внутри окатыша, например, 15 % расплавов; значительная часть плавления может пройти еще до видимых изменений структуры массы окатышей.

Увеличение избытка угольной пыли приведет к тому, что часть ее будет заноситься поднимающимися газами в зону окатышей, науглероживать их и увеличивать толщину зоны плавления, распределять плавление по большему пространству. Далее, варьируя давление дутья, можно «расшевелить» такую зону плавления.

Если этого оказалось бы недостаточно, то можно применить такой способ загрузки, при котором площадь соприкосновения зон окатышей и топлива увеличивается. Если масса оказывается заключенной в топливную оболочку, как в варианте рис. 3.1, то поступление газов в массив окатышей происходит и в более высоколежащих боковых поверхностях, где температуры ниже, и плавления не происходит. В доменной печи также можно выполнить такую загрузку, при которой масса окатышей приобретет вид конуса, вытянутого в центре печи вниз, и углубленного здесь в зону кокса.

Мы благодарны профессору за участие в обсуждении этого вопроса.

7.2. Существующие тенденции замены кокса углем

Нарастает замена кокса углем. Сейчас этот

процесс уже не остановить.

Профессор

Отметим, что сейчас интенсивно развивается и нарастает процесс замены кокса углем во многих процессах. В доменных печах, в различных печах обжига материалов, в вагранках и других шахтных печах кокс заменяется углем частично, а в некоторых печах даже полностью. Эта замена становится популярной, даже «модной», так что «сейчас этот процесс уже не остановить». Профессор кафедры химии УГГУ и его группа участвовали в отладке такой замены на десятках предприятий. Правда, в доменных печах доля угля в топливе пока не превышает обычно нескольких процентов.

В некоторых шахтных печах используют уголь, но время от времени дают порцию кокса для очистки горна или «для очистки печи», в частности, для устранения накопившейся угольной мелочи.

Угли различных марок по-разному ведут себя в печи. Важной характеристикой является содержание углеводородов, каменноугольной смолы, а также летучих компонент угля. Кокс содержит (1,5-2) % летучих. Летучие являются продуктами распада сложных органических веществ, содержащихся в органической массе топлива. В состав летучих веществ, кроме углеводородов, входят также азот N2, кислород О2, водород Н2, окись углерода СО, пары воды, соединения серы. Содержание летучих в углях приведено в следующей таблице 7.1.

Таблица 7.1

Содержание летучих в сортовых углях

Топливо	Выход летучих, % по весу
Обычный метод определения при 8500 в воздушной среде	При 12000 в бескислородной среде
Антрацит	3,9-5,6	6,9-7,5
Тощий уголь	14,3	17,3
Паровично-спекающийся	20,2	22,5
Газовый	39,0	38,3-40,6
Длиннопламенный	46,7	49,6
Анжеро-Судженский ПС	15,7	18,7
Прокопьевский К	20,7	21,0
Черемховский Г	45,6	47,5
Тквибульский бурый	41,3	43,8
Кизеловский	38,4	41,1-50,3
Челябинский	42,8	47,1-50,3
Богословский	46,2	49,3
Якутский богход	90,0-83,6	90,0-91,5

Ряд углей при нагревании переходят в пластическое состояние, размякают. Некоторые угли, освобождаясь от летучих, переходят из пластического состояния в «полукокс», который имеет повышенную прочность; это благоприятный случай для обсуждаемой замены кокса углями. У других (коксующихся) углей из пластического состояния выкристаллизовывается пористый прочный углеродный каркас – получается кокс. Некоторые угли после выделения большого количества летучих превращаются в пористую рыхлую массу, которая рассыпается в мелочь при горении – это неблагоприятный случай.

Тощие угли и антрациты (вообще, геологически более «старые» угли) считаются обычно хорошими заменителями кокса – они близки к коксу по содержанию летучих, по механическим свойствам и по поведению в печи.

В доменной печи, если кокс заменяется углем, то одно из нежелательных явлений состоит в следующем: увеличивается количество углеводородов в колошниковых газах, а затем в воде, с которой контактируют эти газы. Наблюдается как бы загрязнение технической воды нефтепродуктами. Это – один из примеров неполного горения топлива в доменной печи, которое не только приводит к потерям тепла, но и создает экологические проблемы. Отметим, что при последовательной продувке в варианте рис. 2.1 таких явлений не будет. Здесь уголь поступает не в верхние слои шихты, как в домне, но попадает прямо в зону горения, в высокотемпературную зону факелов. Выделяющиеся из угля углеводороды сгорят еще здесь, как в газогенераторе, до СО и Н2, а затем будут дожигаться до СО2 и Н2О в слое окатышей.

Интересно, что замена кокса углем началась и развивается без каких-то новых сведений, открытий, без новых данных. Просто еще недавно существовала твердая уверенность, что в таких процессах нельзя применять уголь, можно использовать исключительно кокс. Устоявшаяся идеология, традиция, не допускала применения угля, и его просто не решались применять. Когда осмелились нарушить традицию, решились все же применить уголь, то выяснилось, что в одних процессах кокс вполне можно заменить углем частично, а в других – даже полностью (например, в некоторых шахтных печах металлургии меди и никеля [23, 24]).

Когда были преодолены психологические, идеологические трудности, процесс замены кокса углем стал быстро распространяться. Раньше просто об этом не догадывались из–за господства установившейся идеологии, ее запретов, «табу», в силу инерции, традиции.

В доменном процессе кокс на несколько процентов заменяется иногда вдуваемой угольной пылью, в других случаях заменяется вдуваемым природным газом, а также и кусковым углем в завалку через колошник. В дутье в ряде случаев добавляется несколько процентов кислорода. Но все такие изменения сейчас считаются допустимыми лишь как малые добавки к традиционному доменному процессу, как поправки, допустимые лишь в таком масштабе, в каком они не затрагивают суть процесса. Существует уверенность, что при превышении такими поправками нескольких процентов наступят какие-то чрезвычайно неблагоприятные разрушительные катаклизмы, расстройства процесса. Вполне вероятно, что такая боязнь также носит во многом идеологический характер, и соответствующие страхи преувеличены, основаны на идеологических «табу», а проценты достигнутых добавок угля, пыли, газа, кислорода будут со временем расти по мере преодоления отмеченных страхов.

Для нашей темы важно то, что аналогичные, но еще более сильные идеологические и психологические препятствия, «табу», запреты выявляются уже при первых же обсуждениях элементов последовательной продувки шихты, которые являются предметом данной книги. Можно предполагать, что после преодоления таких психологических препятствий и разные варианты последовательной продувки также станут быстро распространяться, станут «модными», как сейчас частичная замена кокса углем, и этот процесс также будет «уже не остановить».

7.3. Увлечение шихты потоками дутья

Вызвал дискуссии вариант, в котором куски кокса или угля вводятся в доменную печь через течки над фурмами, и тем самым обеспечивается пополнение коксовой насадки; при этом процесс становится непрерывным, без аномальных периодов, то есть без завалки кокса сверху. Выражалось сомнение в том, что газовые потоки факелов смогут разнести кусковое топливо по всему сечению печи, донести куски топлива до центра печи, и сформировать «насадку» на всей площади сечения. Не опустится ли тяжелая масса металлизованного сырья вплоть до ванны печи и даже до ее дна? В этом случае возникает угроза частичного растворения угольных блоков футеровки лещади в металле, если этот металл дойдет до днища, будучи еще не насыщенным углеродом до предела растворимости (4,3 %).