Процесс Корекс является разработкой фирмы «ФЕСТ Альпине». В этом процессе пусковая руда, окатыши или их смесь подается в восстановительную шахту, где происходит их восстановление отходящим газом из плавильной камеры до степени металлизации около 93%. Разгрузочный шенк подаёт губчатое железо в плавильную камеру, где осуществляется окончательное восстановление и получение чугуна. В плавильной камере используется обычный некоксующийся уголь и кислород. Колошниковый газ шахтной печи охлаждается в скруббере и может применяться как экспортный энергетический газ (выработка электроэнергии, применение в нагревательных печах и т.д.).
Известными недостатками процесса Корекс являются необходимость загрузки в реактор кокса, расход которого может достигать 15% от расхода угля; но. главное, металлизованное окускованное сырьё из шахтной печи — прекрасный продукт для непосредственного получения стали — подаётся в реактор — чугуноплавильный агрегат с получением чугуна и необходимостью его последующей переработки в сталь. При этом не следует преуменьшать сложности освоения промышленной технологии, вызываемой необходимостью работы двух отдельных ступеней установки, связанных между собой непрерывной передачей высокотемпературных потоков. В этом плане одностадийный процесс Ромелт при плавке на чугун имеет преимущества.
Технологическая схема процесса Корекс
1 - реактор-газификатор; 2 - угольный бункер; 3 - шахтная печь; 4 - скруббер колошникового газа; 5 - водяной холодильник; 6 - циклон; 7 - нагнетатель; 8 - сгуститель
В комбинированном процессе получения чугуна «Dios» восстановительные процессы с использованием отходящего газа плавильной камеры используются в реакторе с псевдоожиженным слоем. В процессе, разрабатываемом Сибирской государственной горно-металлургической академией и Запсибметкомбинатом, твердофазные и жидкофазные восстановительные реакции протекают соответственно в реакторе струйного типа под давлением и в эмульсионном реакторе. Разрабатываются такие процессы с металлизацией в кипящем слое.
Комбинированные восстановительные процессы с прямой плавкой на сталь в электропечи (процесс ЛП). Недостатком процессов жидкофазного восстановления и комбинированных процессов является получение чугуна, что требует его дальнейшей переработки на сталь. В комбинированных процессах такой металлургически чистый продукт, как губчатое железо, восстановленное до высокой степени металлизации, используется нерационально — для получения чугуна, что требует дублирования — дальнейшей переработки чугуна на сталь.
Гораздо рациональнее использовать полученный в процессе жидкофазного восстановления чугун и металлизованное в процессе газотвердофазного восстановления губчатое железо синхронно сразу на сталь, что возможно в частности, с использованием дуговой электропечи или другого сталеплавильного агрегата. Наиболее эффективно использование такого типа процесса при выплавке легированных марок стали и ферросплавов.
Такой комбинированный процесс с прямой плавкой на сталь при синхронном использовании полупродукта (губчатого железа) в сталеплавильном агрегате (электропечи) и прямым легированием стали — процесс ЛП (легирование прямое) — разработан Региональным уральским отделением АН РФ, УГТУ-УПИ в содружестве с рядом организаций.
В этом процессе агрегат ПЖВ работает в режиме газификации с наименьшей степенью дожигания, а восстановительные газы используются для газотвердофазной металлизации.
Как уже указывалось, применительно к переработке ванадийсодержащих титаномагнетитов в этом процессе удаётся значительно снизить потери ванадия по сравнению с традиционным процессом легирования стали феррованадием. При повышении содержания ванадия в стали отмечается значительное снижение энергоёмкости процесса по сравнению с традиционным методом легирования. Процесс бескоксовый, по существу, безотходный и, кроме того, обеспечивает снижение вредных выбросов в атмосферу. Аналогичные схемы могут быть использованы и при других видах легирования, в частности, при выплавке ферроникеля из окисленных никелевых руд. Отметим, что идея гибкого сочетания процесса жидкофазного восстановления Корекс с процессом прямого получения железа Мидрекс и дуговой электропечи высказывалась и в зарубежной литературе. При этом отмечалось преимущество перед кислородным конвертером, связанное с меньшими капитальными затратами и уменьшением или полным исключением использования лома.
Однако непонятно, для чего при этом применять комбинированный процесс Корекс и вновь использовать металлизированный продукт для плавки чугуна в реакторе. Гораздо рациональнее, как это сделано в процессе ЛП, металлизированный продукт непосредственно, синхронно с чугуном использовать для плавки легированных сталей в электропечи.
Особое положение процесс ЛП и его модификации, сочетающие производство чугуна в процессе Ромелт и металлизацию железорудного сырья, могут занять при проектировании мини-заводов.
Эти заводы, как правило, частного сектора для выплавки стали используют дуговые электропечи, работающие на шихте из лома. Использование металлолома создаёт две главные проблемы:
- конъюнктурное колебание цен на лом с негативными последствиями для экономики фирмы;
- появление в стали из лома вредных примесей цветных металлов, количество которых непрерывно увеличивается из-за многократных переплавов лома. Особенно наличие этих примесей отрицательно сказывается на качестве листового проката.
Эти проблемы частично решаются за счёт использования в шихте, наряду с ломом, металлизованного сырья. Однако возникают ограничения по уровню цен, увеличению при этом расхода электроэнергии и снижению производительности электропечей.
Стремлению ряда мини-заводов, наряду с сортовым прокатом, производить более дорогой листовой прокат препятствует содержание в стали цветных металлов выше существующих требований.
Выходом является использование в шихте электропечей первородного жидкого чугуна из агрегата Г1ЖВ. Это снизит зависимость завода от поставок лома и колебаний цен на него, уменьшит содержание в стали примесей цветных металлов. Железорудное сырьё может поставляться по долгосрочным контрактам. Подобный завод уже ряд лет действует в ЮАР на фирме «Искор», где электропечь снабжается жидким чугуном от установки Корекс.
Преимуществом чугуна жидкофазного восстановления в процессе Ромелт, как указывалось, является низкое содержание в нём кремния и марганца, что облегчает его переработку в сталь. Использование жидкого чугуна в шихте получает распространение. В процессе ЛП использование лома в принципе может быть исключено. Отметим, что МИСиС разработал способ дожигания выделяющихся в электропечи оксида углерода до диоксида углерода. Используется сводовый инжектор специальной конструкции, который запатентован и успешно испытан на НЛМК. В результате углерод чугуна служит источником сокращения расхода электроэнергии и повышения производительности, а также обеспечивает кипение ванны, необходимое для удаления азота. Совместно с фирмой «Эр Продакс» (США) этот инжектор начал продвигаться на мировой рынок.