Технологии

Описание
Реализованные проекты

EPOS-process - процесс прямого восстановления. НПП электроплазменного оборудования и систем «ЭПОС» разработало технологию и оборудование рудовосстановительной плавки, названной технология EPOS-process, с высокими техническими и экономическими показателями. Процесс реализован на плазменной шахтной рудовосстановительной печи.

Использование плазменных горелок, позволяющих работать под шихтой, с изменяемой геометрией плазменного факела. Плазмотроны работают на горячих, неочищенных газах из печи, без ограничений по температуре, и рассматриваются как один из важных инструментов для управления технологическим процессом;

В качестве основных восстановителей работают контролируемая и управляемая водород – и оксидуглеродная среда;

Используется высокая шахта, в которой проходят процессы сушки, предварительного подогрева и твердофазного восстановления, созданы условия для правильного протекания восстановительных процессов в твердой фазе;

Применение рециркуляции горячих газов по максимально короткому контуру печи, через плазмотрон и специально организованную систему рециркуляции, обеспечивающую рециклинг компонентов колошниковых газов, полное использование восстановительных и тепловых возможностей плазмообразующих газов из атмосферы печи;

EPOS-process проходит при отсутствии дополнительного избыточного окислителя, на выходе из печи  СО2  и пары Н2О;

Используется специальной формы управляемая реакционная зона, в которой происходит восстановление и расплавление полученного металла и шлаков, завершаются химические  реакции;

Используется “самодостаточный” брикет, содержащий рудный материал, углеродистый восстановитель в соотношениях, сбалансированных для полного восстановления компонентов руды для данного процесса и конструкции рабочей зоны.

Совокупность решений EPOS-process дает извлечение полезных компонентов из руды до 95% и экономию энергии до 2х и более раз в сравнении с действующими РВП.

 

Конструкция плазмотрона и печи защищена патентами.
Плазмотрон проверен в работе на плазменных печах и имеет уникальные, недостижимые другими способами технологические возможности, а именно:

  • расход плазмообразующего газа через плазмотрон может быть изменен от 0% до 100% от требуемого расхода (возможна работа от нескольких тысяч килограммов газа в час до 0, т. е.- без расхода газа через плазмотрон). При этом энергетические характеристики дуги, в частности, мощность, могут сохраняться, или, по желанию технолога, изменяться в желаемом интервале значений;
  • ток плазмотрона может изменяться во всем диапазоне – от десятков ампер до 10- 20 тыс.А.;
  • мощность плазмотрона может изменяться плавно во всем интервале, от десятков киловатт - до мощности 10000 кВт и более;
  • плазмообразующие газы могут быть как восстановительными, так и окислительными, а также защитными. В качестве плазмообразующих газов мы можем использовать газы из рабочего пространства печи без ограничений по температуре;
  • плазмотрон устанавливается в плавильном пространстве в заданной области, на необходимой глубине. КПД плазмотрона равен 98-99%; Применение плазмотронов указанной конструкции позволяет широко изменять направление плазменной струи и дуги, менять форму рабочей зоны вблизи плазмотрона, работать плазмотроном в режиме кратковременного погружения в расплав, в режиме завалки (прикрытого электропроводящей рудой, как в руднотермической печи) работающего плазмотрона. При этом в конструкции печи отсутствуют нижние (подовые) электроды;
  • важнейшее для плазменной печи шахтного типа свойство: технолог сам задает и в широких интервалах управляет размерами и формой зоны (области) выделения мощности. Таким образом, технолог располагает гибко и в широком интервале управляемым плазменным источником воздействия на обрабатываемый материал в пределах всей рабочей зоны печи, без ограничений, что недостижимо никакими другими плазменными системами.


Ограничений по мощности плазмотронов данной схемы нет. Плазмотрон специальной конструкции выполнен с графитовыми наконечниками, и в состоянии работать в зоне восстановления и плавления даже в контакте с шихтой. Графитовые электроды при соблюдении правил эксплуатации исключают попадание воды в расплав при нарушении герметичности плазменного узла.

Применение плазмотронов другой конструкции, например, медных, охлаждаемых, возможно в плазменных шахтных печах (плазмотроны у нас имеются), но - нецелесообразно по ряду существенных причин.

Впервые реализована схема процесса и печи с конструкцией плазмотрона, работающего под слоем шихты в контакте с ней, с дугой, каскадом горящей на руду, без подового электрода, схема замкнутой рециркуляции запыленного горячего неочищенного газа с его подачей дымососами в плазмотрон. Плазмотроны не имеют ограничений по ресурсу.

Есть три действующих печи, работающие по EPOS - process, мощностью 70 КВт, 250 КВт и 1500 КВт.

В плазменной шахтной руднотермической печи в процессе плавки полностью используется химическая и тепловая энергия восстановителя, с малыми выбросами газа и пыли в систему газоочистки. Выброс газа и пыли меньше в сотни раз по сравнению с обычной руднотермической печью за счет улавливания их шахтой и рециркуляции газов по контуру печи. Коэффициент извлечения металла достигает 95% от содержания исходного металла в сырье, удельный расход энергии снижается до 2,0-2,5 раз.

По оценкам независимых специалистов, в российской металлургии подобная конструктивная схема печи и технология руднотермической плавки применяется впервые, и пока EPOS - process не имеет аналогов.