Исследователи НИТУ МИСИС предложили способ снижения выбросов CO₂ при производстве чугуна

Новости проекта

Специалисты НИТУ МИСИС доказали, что выбросы углекислого газа в процессе выплавки чугуна можно значительно сократить без модернизации доменных печей и внедрения дорогостоящих технологий. Решение заключается в изменении состава шихты за счёт добавления в неё специальных рудоугольных брикетов.

Согласно докладу Межправительственной группы экспертов по изменению климата, для сдерживания глобального потепления на уровне 1,5°C необходимо существенно сократить выбросы парниковых газов. Производство чугуна остаётся одним из ключевых источников таких выбросов, при этом потенциал снижения загрязнений в рамках традиционных технологий практически исчерпан. Переход на водородные домны требует значительных капитальных затрат и полной реконструкции инфраструктуры.

Альтернативу предложили учёные НИТУ МИСИС: использование в доменных печах рудоугольных брикетов, произведённых методом экструзионного окускования. Эта технология активно внедряется с 2010-х годов и уже применяется на ряде промышленных предприятий в России и за рубежом — в частности, в Липецке (до 700 тыс. тонн брикетов в год), Казахстане, Малайзии, ЮАР и Индии. В последней ряде случаев микродоменные печи функционируют исключительно на таких брикетах.

Как отметил к.т.н. Айтбер Бижанов, ведущий эксперт проекта на кафедре функциональных наносистем и высокотемпературных материалов НИТУ МИСИС, результаты промышленного применения подтвердили эффективность предложенного подхода как с точки зрения устойчивости, так и по критерию производственной надёжности.

Экспериментальные исследования показали, что структура брикетов обеспечивает плотный контакт частиц углерода и железной руды, что способствует более активному протеканию восстановительных реакций. При этом, в отличие от традиционных окатышей, брикеты не требуют стадии обжига, что дополнительно снижает энергозатраты.

Комплексное термодинамическое моделирование, а также данные промышленной практики показали: при замене до 10% рудной составляющей шихты на рудоугольные брикеты достигается снижение расхода кокса на 52 кг и агломерата — на 101 кг на каждую тонну произведённого чугуна. Это позволяет одновременно сократить выбросы парниковых газов и снизить затраты на топливо и подготовку сырья.