Железо за три секунды

Китайские ученые создали революционную технологию выплавки металла.

Molten Steel Stock photos by Vecteezy

Команда китайских исследователей разработала принципиально новый способ выплавки железа, способный привести к технологическому прорыву в мировой металлургии. Согласно публикации в журнале Nonferrous Metals и данным издания Interesting Engineering, процесс, предложенный профессором Чжан Вэньхаем и его коллегами, позволяет совершить плавку за всего три секунды — это в 3 600 раз быстрее, чем при использовании традиционных доменных печей.

Обычная доменная плавка занимает от пяти до шести часов и требует больших энергозатрат, главным образом из-за использования угля в качестве топлива и восстановителя. Новая технология основана на флеш-процессе — методе мгновенного восстановления железа из руды. В реактор высокого давления впрыскивается тонкоизмельченный порошок железной руды, где при сверхвысокой температуре происходит «взрывная химическая реакция», превращающая твердую руду в поток жидкого металла.

Получающийся расплав имеет высокую степень чистоты и может напрямую использоваться для последующего сталеплавильного цикла или литья. По словам профессора Чжана, лабораторные и пилотные испытания подтвердили полную техническую реализуемость процесса. Патент на технологию был получен еще в 2013 году, и более десяти лет команда занималась ее совершенствованием.

Особенно перспективным флеш-метод является для переработки руд среднего и низкого качества, которых в Китае предостаточно. Это способно снизить зависимость страны от импортных высокосортных руд из Австралии, Бразилии и Африки.

Разработчики утверждают, что новая технология может повысить энергоэффективность производства более чем на треть и полностью исключить использование угля, обеспечивая практически нулевой уровень выбросов CO₂.

Ключевым элементом установки является вихревая форсунка, распыляющая руду в реакционную камеру. Одна такая форсунка способна подавать до 450 тонн руды в час, а реактор с тремя форсунками способен производить до 7,11 млн тонн железа в год. По заявлению представителей команды разработчиков, форсунка уже запущена в промышленное производство.

Китай, производящий больше стали, чем все остальные страны вместе взятые, до сих пор во многом опирается на традиционные доменные печи. Если новая технология будет масштабирована, она может стать не только прорывом в энергетической эффективности, но и важным шагом на пути к декарбонизации металлургии, что соответствует глобальным климатическим целям и новым стандартам устойчивого производства.