| 2025 №03 (04) | 2025 №03 (06) |
Сучасна електрометалургія, 2025, #3, 59-63 pages
Промислові технології позадоменного відновлення заліза з рудної сировини та перспективи використання водню для відновлювальних процесів
В.О. Шаповалов1, В.Г. Могилатенко1,2, Д.М. Жиров1, В.Р. Бурнашев1
1ІЕЗ ім. Є.О. Патона НАН України. 03150, м. Київ, вул. Казимира Малевича, 11. E-mail: shapovalov@paton.kiev.ua2НТУУ «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського». 03056, м. Київ, Берестейський просп., 37. E-mail: vmogilatenko@gmail.com
Реферат
Суттєвого зниження викидів вуглекислого газу в металургії можна досягти використанням для відновлення заліза суміші монооксиду вуглецю та водню. Розглянуто промислові технології позадоменного відновлення заліза з рудної сировини. Проаналізовано реакції у відновлювальних процесах. Показано, що за температур понад 800 °С водень є більш ефективним відновником, ніж монооксид вуглецю. Продемонстровано шляхи підвищення енергетичної ефективності існуючих технологій. Показано, що на сьогодні основною технологією відновлення заліза з руди є відновлення у шахтних печах з використанням суміші вуглекислого газу і водню. Наведено узагальнену схему виробництва прямого відновлення заліза. Показано, що при виробництві заліза прямого відновлення завдяки використанню водню можна скоротити вдвічі викиди вуглекислого газу у порівнянні з використанням природного газу, за умови виробництва електроенергії з відновлювальних джерел або на атомних електростанціях. Зроблено висновок, що перспективним шляхом вилучення викидів вуглецю при відновленні заліза з руди чи котунів є використання плазмових технологій. Бібліогр. 14, табл. 2, рис. 1.
Ключові слова: пряме відновлення заліза, водень, шахтна піч, викиди вуглекислого газу
Отримано 26.05.2025
Отримано у переглянутому вигляді 25.06.2025
Прийнято 12.07.2025
Список літератури
1. Isnaldi, R. Souza Filho, Hauke Springer et al. (2022) Green steel at its crossroads: hybrid hydrogen-based reduction of iron ores. https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/2201/2201.13356.pdf2. Giovannini, S. (2020) 50 shades of (grey and blue and green) hydrogen puzzled by all the colours and argon? This article is for you. Energy Cities. https://energy-cities.eu
3. Kolisnichenko, V. (2023) Global production of cast iron grew by 1.1 % in 2023. https://gmk.center/ua/news/globalne-virobnictvo-chavunu-u-2023-roci-zroslo-na-1-1-r-r/
4. (2023) World Direct Reduction Statistics. https://www.midrex.com/wp-content/uploads/MidrexSTATSBook2023.pdf
5. The MIDREX Process — The world’s most reliable and productive Direct Reduction Technology. https://www.midrex.com/wp-content/uploads/MIdrex_Process_Brochure_4-12-18.pdf
6. Pauluzzi, D., Giraldo, A.H., Zugliano, A. et al. (2021) CFD Study of an Energiron Reactor Fed With Different Concentrations of Hydrogen. AISTech Iron & Steel Technology. https://www.energiron.com/wp-content/uploads/2021/09/MARCH-2021_AIST-IRON-STEEL-TECHNOLOGY.pdf
7. Pauluzzi, D., Martinis, A. Sustainable decrease of CO2 Emissions in the Steelmaking Industry by Means of the Fine Ore Direct Reduction Circored Energiron Direct Reduction Technology. https://www.researchgate.net/publication/329059091_SUSTAINABLE_DECREASE_OF_CO2_EMISSIONS_IN_THE_STEELMAKING_INDUSTRY_BY_MEANS_OF_THE_ENERGIRON_DIRECT_REDUCTION_TECHNOLOGY
8. https://www.metso.com/globalassets/pdfs-and-other-downloads/circored---fine-ore-direct-reduction.pdf
9. Pochtariov, O.V. (2024) Improvement of technological means of quality control of iron ore raw materials in underground mining: Syn. of Thesis for PhD. Kryvorizh. Nats. Un-t. Kryvyi Rig.
10. Bondarenko, B.I., Shapovalov, V.A., Garmash, N.I. (2003) Theory and technology of coke-free metallurgy. Kyiv, Naukova Dumka
11. Gubin, G.V., Piven, V.O. (2010) Modern commercial methods of iron coke-free metallurgy. Kryvyi Rig.
12. Hotlink System. Benefits of Charging Hot Dri (HDRI). https://www.midrex.com/wp-content/uploads/Hot_Transport_-_HOTLINK. pdf
13. Zhyrov, D.M. (2011) Peculiarities of the plasma-arc liquid-phase reduction of iron with gases: Syn. of Thesis for Cand. of Tech. Sci. Degree. Kyiv, PWI.
14. Mogylatenko, V.G., Shapovalov, V.O., Biktagirov, F.K., Kozin, R.V. (2023) Thermal decomposition of hematite pellets during plasma-arc smelting in argon atmosphere. In: Proc. of XVth Inter. Sci.-Tech. Conf. on New Materials and Technologies in Mechanical Engineering, 27–28 April 2023. Kyiv, KPI, 23–29.
15. https://foundry.kpi.ua/wp-content/uploads/2023/06/conferenziya_2023.pdf
Реклама в цьому номері:
Щоб замовити електронну версію статті:
В.О. Шаповалов, В.Г. Могилатенко, Д.М. Жиров, В.Р. БурнашевПромислові технології позадоменного відновлення заліза з рудної сировини та перспективи використання водню для відновлювальних процесів
Сучасна електрометалургія №03 2025 p.59-63
Вартість статті (pdf): 13 $, 12 €, 150 UAH (1 прим.)
заповніть форму:
Вартість передплати/замовлення на журнали або окремі статті
| журнал/валюта | річний комплект друкований |
1 прим. друкований |
1 прим. електронний |
одна стаття (pdf) |
| AS/UAH | 1800 грн. | 300 грн. | 300 грн. | 150 грн. |
| AS/USD | 192 $ | 32 $ | 26 $ | 13 $ |
| AS/EUR | 180 € | 30 € | 25 € | 12 € |
| TPWJ/UAH | 7200 грн. | 600 грн. | 600 грн. | 280 грн. |
| TPWJ/USD | 384 $ | 32 $ | 26 $ | 13 $ |
| TPWJ/EUR | 348 € | 29 € | 24 € | 12 € |
| SEM/UAH | 1200 грн. | 300 грн. | 300 грн. | 150 грн. |
| SEM/USD | 128 $ | 32 $ | 26 $ | 13 $ |
| SEM/EUR | 120 € | 30 € | 25 € | 12 € |
| TDNK/UAH | 1200 грн. | 300 грн. | 300 грн. | 150 грн. |
| TDNK/USD | 128 $ | 32 $ | 26 $ | 13 $ |
| TDNK/EUR | 120 € | 30 € | 25 € | 12 € |
AS = «Автоматичне зварювання» - 6 накладів на рік;
TPWJ = «PATON WELDING JOURNAL» - 12 накладів на рік;
SEM = «Сучасна електрометалургія» - 4 наклада на рік;
TDNK = «Технічна діагностика та неруйнівний контроль» - 4 наклада на рік.