В НИУ «МЭИ» разработали энергоэффективный способ производства стали
07.12.2023
Ученые НИУ «МЭИ» разработали способ прямого жидкофазного
восстановления стали из руд, отличающийся сниженной энергоёмкостью.
В результате выполненных исследований, ученые НИУ «МЭИ» создали
конструкцию перспективного реактора по непрерывному восстановлению железа углерод-водородной
смесью без применения угля и кокса. Источником энергии для восстановительных реакций
является природный газ. Разработанный способ исключает коксохимическое,
агломерационное и доменное производство и существенно сокращает технологический
процесс выплавки стали. Реализация данной разработки предусматривает построение
принципиального нового металлургического предприятия.
«Внедрение
технологии, разработанной учеными НИУ «МЭИ», позволит практически вдвое
сократить энергоёмкость производства стали и выбросы загрязняющих веществ в
окружающую среду. Данный эффект достигается за счёт реализации непрерывного и
одностадийного процесса прямого восстановления железа», — прокомментировал разработку Николай Рогалев, ректор НИУ
«МЭИ».
Одним из трендов развития сталелитейной промышленности на
мировом уровне является внедрение технологий внедоменного восстановления железа.
Наиболее известным примером такой технологии является Midrex, а среди
отечественных разработок – РОМЕЛТ. Разработанный в НИУ «МЭИ» способ исключает
дополнительное оборудование для получения восстановительного газа, как это
реализовано в Midrex и не используется уголь, который
необходим в РОМЕЛТ.
Работа выполнена в рамках проекта «Разработка и
исследование конструктивных решений для использования водорода и повышения
эффективности процесса восстановления железа при производстве стали» при
поддержке гранта НИУ «МЭИ» на реализацию программы научных исследований
«Приоритет 2030: Технологии будущего» в 2022—2024 гг. руководителем проекта
к.т.н., доцентом кафедры инновационных технологий наукоёмких отраслей
Константином Строгоновым.
Уже известными способами — такими, как Corex, Midrex, HyL; жидкофазными процессами HiSmelt, РОМЕЛТ, DIOS и др., — ежегодное производство восстановленной стали составляет более 100 млн. тонн. Между тем названные технологии принципиально отличаются от разрабатываемой в НИУ «МЭИ» технологии по конструктивным решениям.
В НИУ «МЭИ» разрабатывается способ жидкофазного восстановления железа из руд с применением углерод-водородной смеси, которая получается путём нагрева метана в перфорированном ограждении восстановительного реактора. Это целиком самостоятельная методика, запатентована как научная разработка отдельными патентами (Патент на производства стали, одной из стадий которого является жидкофазное восстановление, получен МЭИ в 2021 году (Пат. № 2760199 РФ Агрегат непрерывного получения стали / Строгонов К.В., Корнилова Л.В.; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ". – № 2020144107; опубл. 22.11.2021, Бюл.№ 33.).
В рамках данной методики численные исследования, проведенные научной группой под руководством доцента кафедры ИТНО НИУ «МЭИ» К.В. Строгонова, показали возможность получения расплава железа с содержанием углерода менее 0,01 %.
Фактов применения аналогичной технологии нет. Сама разработанная технология является итогом уникальной научной разработки, подтвержденной патентами РФ и апробированная численными экспериментами.