Sponge iron: ari-arian, paraan ng pagkuha, aplikasyon

2024 May -akda: Howard Calhoun | [email protected]. Huling binago: 2023-12-17 10:43

Ang sponge iron ay nakukuha sa pamamagitan ng pagbabawas ng concentrates o mataas na kalidad na iron ores sa ilalim ng mga kondisyon ng pagkakalantad sa medyo mababang temperatura - mas mababa sa 1100 degrees Celsius. Ang mga naturang proseso ay hindi kasama ang pagtunaw ng mineral at ang sintering nito.

Kasaysayan

Matagal nang napatunayan na posibleng makakuha kaagad ng bakal mula sa ore. Sa ilalim ng mga kondisyon ng laboratoryo, ang prosesong ito ay madaling ipatupad. Bilang isang resulta, ang mga metalurgist ay nahaharap sa gawain ng paglikha ng mga teknolohikal na pamamaraan para sa pagkuha ng bakal sa mga volume na pang-industriya nang direkta mula sa ore. Ngayon ang mga ganitong paraan ay natagpuan at ipinakilala sa produksyon.

Ang bakal na direktang nakuha mula sa ore ay tinatawag na spongy. At ang mga paraan ng pagkuha ay walang domain o direktang paraan ng pagpapanumbalik.

Ang mga unang eksperimento sa pagkuha ng sponge iron nang hindi gumagamit ng blast-furnace melting sa Soviet Union ay isinagawa noong 50s ng huling siglo.

Ang unang produksyon ng metal na ito ay ipinakilala sa industriya noong dekada 70. Ang mga unang teknolohikal na pamamaraan para sa paggawa ng sponge iron nang walang paggamit ng blast furnace ay hindi gaanong naiiba.pagganap. Ang resultang produkto ay naglalaman ng maraming uri ng mga dumi.

Natural gas ang nagbigay ng bagong impetus sa produksyon na ito. Noong 80s ng XX century, nagsimula itong malawakang ginagamit sa paggawa ng pagmimina at metalurhiko. Pagkatapos ay natagpuan na ito ay perpekto para sa pagpapatupad ng direktang pagbawas ng bakal mula sa ore. Bukod dito, nagsimula na ring malawakang gamitin ang iba pang hindi natural na gas (kaugnay na gas mula sa produksyon ng langis, mga gas fraction sa panahon ng gasification ng iba't ibang uling, atbp.).

Ang pagpapabuti ng mga teknolohikal na proseso at ang kanilang pagpapakilala noong dekada 90 ay humantong sa katotohanan na ang intensity ng enerhiya at mga gastos sa kapital ng direktang pagbawas ng bakal ay nabawasan nang malaki. Nagsimula ang makabuluhang pagtaas sa non-blast iron production.

Direktang non-domain na produksyon ng sponge iron - mga proseso kapag ang metal ay nakuhang muli mula sa ore sa tulong ng mga gas, solid carbon. At magkasama din - solid carbon at gas. Isinasagawa ito sa temperatura na humigit-kumulang 1000 degrees Celsius. Kasabay nito, ang natural na bato ay hindi dinadala sa slagging, ang mga impurities dito ay hindi naibalik, bilang isang resulta kung saan ang metal ay sapat na dalisay. Tinatawag ng mga eksperto ang prosesong ito at iba pang termino:

• direktang paggawa ng sponge iron;
• coke-free metalurgy;
• domainless metalurgy;
• partial metallization ng ore.

Sa kasalukuyan, ang mga pamamaraan ng pagmimina ng metal sa pamamagitan ng mga ganitong pamamaraan sa antas ng industriya ay ginagawa sa Russia, China, Sweden, Germany, Great Britain, Norway atibang bansa.

Lahat ng kilalang pamamaraan ay nahahati sa dalawang pangkat:

• nabubuo ang bakal kapag ang mineral ay nalantad sa isang gaseous reducing agent;
• sa ilalim ng impluwensya ng isang solidong reducing agent sa iron ore.

Ang mga paraan para sa paggawa ng sponge iron gamit ang isang domainless method ay na-patent sa halos limang daan.

Pagbawi ng bakal na may gaseous substance

Hydrogen at carbon monoxide ay ginagamit para sa pagbabawas ng gas. Karaniwan, ang isang paraan ay ginagamit kapag ang iron ore ay dinurog at pinainit sa 850 degrees, na sinusundan ng litson. Pagkatapos ay ipinadala ito sa isang rotary tube furnace. Doon, ang metal ay nabawasan sa ilalim ng impluwensya ng pagbabawas ng mga gas na lumilipat patungo sa mass ng ore. Bago umalis sa pugon, pumapasok ito sa lalagyan ng paglamig. Ang huling produkto ay dinidikdik gamit ang ball mill.

Pagkatapos, ang masa ay dumadaan sa isang espesyal na magnetic separator. Ang bakal na pinagsunod-sunod ng separator pagkatapos ay napupunta sa ilalim ng pinindot, na bumubuo ng sponge iron sa mga briquette.

Pagkuha ng bakal sa pamamagitan ng solidong reducing agent

Kung ang produksyon ay gumagamit ng teknolohiya ng paggawa ng sponge iron sa pamamagitan ng solid reduction, ang paraang ito ay kinabibilangan ng mga sumusunod na operasyon:

• pagdurog at paggiling ng mineral;
• upang makamit ang mataas na konsentrasyon ng iron, hindi hihigit sa 3% gangue, isinasagawa ang magnetic enrichment;
• Ang enriched ore ay hinaluan ng organic fuel, na kinabibilangan ng sawdust at iba pang katulad na organicistruktura;
• paglikha ng nagresultang masa ng briquettes, na sinusundan ng paglipat ng mga ito sa tapahan para sa pagpapaputok.

Nangyayari ang pagbawi ng bakal dahil sa pagkasunog ng carbon na nasa briquette.

Ang nakuhang sponge iron, parehong nasa solid at gaseous reduction, ay kasunod na ipapadala sa standard processing para makakuha ng bakal.

Ang muling pagtunaw ay karaniwang ginagawa sa mga electric furnace, habang ang kinakailangang dami ng carbon at iba pang dumi ay ipinapasok sa metal.

Pag-uuri ng mga proseso

Inuuri ng mga metallurgist ang mga proseso ng paggawa ng blast-furnace iron ayon sa uri ng panghuling produkto, ibig sabihin:

• produksyon ng mga materyales para sa blast furnace na may bahagyang metallization (mula 30 hanggang 50 porsiyento);
• produksyon ng spongy iron, isang solidong produkto, napaka-metal (mula 85 hanggang 95 porsiyento), para sa kasunod na pagproseso sa bakal;
• produksyon ng bloomery iron, plastic metallized na produkto;
• produksyon ng semi-finished o likidong bakal para sa karagdagang proseso ng pagtunaw.

Direct Restore Products

Apat na uri ang karaniwang inuuri bilang direktang mga produktong pagbabawas ng bakal:

• spongy;
• metalized charge;
• flashy;
• cast iron o carbon intermediate.

Spongy na bakal

Nakukuha ito bilang resulta ng mga proseso kapag ang pagbabawas ng mga metal ay nangyayari nang hindi natutunaw, sa temperaturang mas mababa sa 1000-1200 degrees Celsius. nagpapatuloymula sa kung ano ang paunang hilaw na materyal, solidong bakal na espongha - mga buhaghag na istruktura, o mga pellet. Sa ilang mga kaso, ito ay isang metal na pulbos. Kapag ang metal na ito ay nailalarawan din sa katotohanan na mayroon itong medyo mataas na porosity (hugis tulad ng isang espongha) dahil sa katotohanan na sa panahon ng pagpapanumbalik, ang mga volumetric na katangian ng hilaw na materyal ay sumailalim sa mga maliliit na pagbabago.

Ang buhaghag na ibabaw ng naturang bakal ay humahantong sa mataas na antas ng oksihenasyon sa panahon ng pag-iimbak at transportasyon, kapag nalantad sa hindi magandang kapaligiran (mataas na kahalumigmigan).

Ang kemikal na komposisyon ng metal na ito ay may utang sa komposisyon nito sa orihinal na hilaw na materyal (ore). Kung ikukumpara sa scrap, mas malinis ang sponge iron. Mayroon itong kaunting presensya ng mga dumi ng iba pang mga metal.

Gayundin, ang sponge iron na nakuha sa pamamagitan ng direktang pagbabawas ay nakikilala rin sa pagkakaroon ng mga baog na bato sa loob nito. Dahil sa ang katunayan na ang pinagmumulan ng materyal ay mayaman na concentrates at ores, hindi ito napapailalim sa karagdagang paglilinis. Bilang resulta, ang bakal ay naglalaman ng lahat ng mga inklusyon ng waste rock ng orihinal na ore.

Nakahanap na ng paraan ang sponge iron sa paggawa ng bakal, paggawa ng iron powder at copper carburizing.

Metallized na singil

Partially reduced iron ay tinatawag na metallized charge. Ginagamit ito upang palamig ang proseso ng smelting, gayundin para sa kasunod na pagtunaw sa mga blast furnace. Ang antas ng pagbawi ng metallized charge ay mas mababa sa 80%. Ang sponge iron ay mas malinis, degreeang pagbawi nito ay higit sa 90%.

Scream plants

Damn-free hot iron ay ginawa sa tubular rotary kiln. Ang temperatura ng pagbawi nito ay mula 1100 hanggang 1200 degrees Celsius. Ang produktong ito ay isang maliit na particle ng metal kung saan ang mga dumi ng slag. Ang dami ng slag sa bloomery iron ay mataas, mga 10-20 porsyento. Ang bakal na ito ay nakikilala sa pamamagitan ng malalaking dumi ng sulfur at phosphorus.

Ilapat ang kritsu para sa kasunod na muling pagtunaw sa mga blast furnace. Ginagamit ng magkakahiwalay na teknolohiya ang produktong ito sa paggawa ng bakal sa mga electric furnace.

Carbon intermediate o cast iron

Ang mga produktong ito ay ginawa ng solid fuel recovery technology. Ayon sa kanilang mga katangian, sila ay katulad ng mga natunaw sa mga blast furnace. Higit pa rito, kung minsan ay nakukuha ang semi-carbon o cast iron na may mas kaunting banyagang bagay.

Ang karagdagang gawain sa mga materyales na ito upang makakuha ng bakal ay isinasagawa sa mga tradisyonal na paraan.