Σφουγγάρι: ιδιότητα, μέθοδοι απόκτησης, εφαρμογή

2024 Συγγραφέας: Howard Calhoun | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-17 10:23

Ο σπογγώδης σίδηρος λαμβάνεται με τη μείωση των συμπυκνωμάτων ή των μεταλλευμάτων σιδήρου υψηλής ποιότητας υπό συνθήκες έκθεσης σε σχετικά χαμηλές θερμοκρασίες - λιγότερο από 1100 βαθμούς Κελσίου. Τέτοιες διεργασίες αποκλείουν την τήξη του μεταλλεύματος και τη σύντηξή του.

Ιστορία

Αποδείχθηκε εδώ και πολύ καιρό ότι είναι δυνατό να ληφθεί ο σίδηρος από το μετάλλευμα αμέσως. Υπό εργαστηριακές συνθήκες, αυτή η διαδικασία είναι εύκολο να εφαρμοστεί. Ως αποτέλεσμα, οι μεταλλουργοί αντιμετώπισαν το καθήκον να δημιουργήσουν τεχνολογικές μεθόδους για την εξόρυξη σιδήρου σε βιομηχανικούς όγκους απευθείας από το μετάλλευμα. Τώρα τέτοιες μέθοδοι έχουν βρεθεί και εισαχθεί στην παραγωγή.

Ο σίδηρος που λαμβάνεται απευθείας από μετάλλευμα ονομάζεται σπογγώδης. Και οι μέθοδοι ανάκτησης είναι μέθοδοι χωρίς τομέα ή άμεση επαναφορά.

Τα πρώτα πειράματα για την απόκτηση σπογγώδους σιδήρου χωρίς τη χρήση τήξης υψικαμίνου στη Σοβιετική Ένωση πραγματοποιήθηκαν στη δεκαετία του '50 του περασμένου αιώνα.

Η πρώτη παραγωγή αυτού του μετάλλου εισήχθη στη βιομηχανία τη δεκαετία του '70. Οι πρώτες τεχνολογικές μέθοδοι για την παραγωγή σπογγοσιδήρου χωρίς τη χρήση υψικάμινου διέφεραν ασήμαντα.εκτέλεση. Το προϊόν που προέκυψε περιείχε μεγάλη ποικιλία ακαθαρσιών.

Το φυσικό αέριο έδωσε νέα ώθηση σε αυτή την παραγωγή. Στη δεκαετία του '80 του ΧΧ αιώνα, άρχισε να χρησιμοποιείται ευρέως στην εξόρυξη και τη μεταλλουργική παραγωγή. Στη συνέχεια διαπιστώθηκε ότι είναι ιδανικό για την υλοποίηση της άμεσης αναγωγής του σιδήρου από μετάλλευμα. Επιπλέον, άλλα μη φυσικά αέρια έχουν επίσης αρχίσει να χρησιμοποιούνται ευρέως (σχετιζόμενο αέριο από την παραγωγή πετρελαίου, κλάσματα αερίου κατά την αεριοποίηση διαφόρων κάρβουνων κ.λπ.).

Η βελτίωση των τεχνολογικών διαδικασιών και η εισαγωγή τους στη δεκαετία του '90 οδήγησε στο γεγονός ότι η ενεργειακή ένταση και το κόστος κεφαλαίου της άμεσης μείωσης του σιδήρου έχουν μειωθεί σημαντικά. Ξεκίνησε μια σημαντική αύξηση στην παραγωγή μη βλαστικού σιδήρου.

Άμεση παραγωγή σπογγώδους σιδήρου εκτός τομέα - διεργασίες κατά την ανάκτηση μετάλλου από μετάλλευμα με τη βοήθεια αερίων, στερεού άνθρακα. Και επίσης μαζί - στερεός άνθρακας και αέριο. Πραγματοποιείται σε θερμοκρασία περίπου 1000 βαθμών Κελσίου. Ταυτόχρονα, το φυσικό πέτρωμα δεν φέρεται σε σκωρία, οι ακαθαρσίες σε αυτό δεν αποκαθίστανται, με αποτέλεσμα το μέταλλο να είναι επαρκώς καθαρό. Οι ειδικοί αποκαλούν αυτή τη διαδικασία και άλλους όρους:

• άμεση παραγωγή σπογγοσιδήρου;
• μεταλλουργία χωρίς κοκ;
• μεταλλουργία χωρίς τομέα;
• μερική επιμετάλλωση μεταλλεύματος.

Επί του παρόντος, μέθοδοι εξόρυξης μετάλλων με τέτοιες μεθόδους σε βιομηχανική κλίμακα εφαρμόζονται στη Ρωσία, την Κίνα, τη Σουηδία, τη Γερμανία, τη Μεγάλη Βρετανία, τη Νορβηγία καιάλλες χώρες.

Όλες οι γνωστές μέθοδοι χωρίζονται σε δύο ομάδες:

• σίδηρος σχηματίζεται όταν το μετάλλευμα εκτεθεί σε αέριο αναγωγικό παράγοντα.
• υπό την επίδραση ενός στερεού αναγωγικού παράγοντα στο σιδηρομετάλλευμα.

Μέθοδοι για την παραγωγή σπογγώδους σιδήρου με χρήση μεθόδου χωρίς τομέα έχουν κατοχυρωθεί με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για σχεδόν πεντακόσιες.

Ανάκτηση σιδήρου με αέρια ουσία

Το υδρογόνο και το μονοξείδιο του άνθρακα χρησιμοποιούνται για την αναγωγή αερίων. Συνήθως, μια μέθοδος χρησιμοποιείται όταν το σιδηρομετάλλευμα συνθλίβεται και θερμαίνεται στους 850 βαθμούς, ακολουθούμενο από ψήσιμο. Στη συνέχεια αποστέλλεται σε φούρνο περιστροφικού σωλήνα. Εκεί, το μέταλλο μειώνεται υπό την επίδραση των αναγωγικών αερίων που κινούνται προς τη μάζα του μεταλλεύματος. Πριν φύγει από τον κλίβανο, εισέρχεται στο δοχείο ψύξης. Το τελικό προϊόν στη συνέχεια αλέθεται χρησιμοποιώντας μύλο με σφαιρίδια.

Στη συνέχεια, η μάζα διέρχεται από έναν ειδικό μαγνητικό διαχωριστή. Το σίδερο που ταξινομείται από το διαχωριστικό περνάει κάτω από την πρέσα, η οποία σχηματίζει το σφουγγάρι σε μπρικέτες.

Λήψη σιδήρου με στερεό αναγωγικό παράγοντα

Εάν η παραγωγή χρησιμοποιεί την τεχνολογία παραγωγής σφουγγαριού με αναγωγή στερεού, τότε αυτή η μέθοδος περιλαμβάνει τις ακόλουθες λειτουργίες:

• θρυμματισμός και άλεση μεταλλεύματος;
• για να επιτευχθεί υψηλή συγκέντρωση σιδήρου, όχι περισσότερο από 3% γάγγα, πραγματοποιείται μαγνητικός εμπλουτισμός.
• το εμπλουτισμένο μετάλλευμα αναμιγνύεται με οργανικό καύσιμο, το οποίο περιλαμβάνει πριονίδι και άλλα παρόμοια οργανικάδομές;
• δημιουργία της προκύπτουσας μάζας μπρικέτες, ακολουθούμενη από μεταφορά τους στον κλίβανο για ψήσιμο.

Η ανάκτηση του σιδήρου συμβαίνει λόγω της καύσης του άνθρακα που περιέχεται στις μπρικέτες.

Ο λαμβανόμενος σπογγώδης σίδηρος, τόσο σε στερεά όσο και σε αέρια αναγωγή, αποστέλλεται στη συνέχεια σε τυπική επεξεργασία για να ληφθεί χάλυβα.

Η επανατήξη πραγματοποιείται συνήθως σε ηλεκτρικούς κλιβάνους, ενώ η απαιτούμενη ποσότητα άνθρακα και άλλων ακαθαρσιών εισάγεται στο μέταλλο.

Ταξινόμηση διεργασιών

Οι μεταλλουργοί ταξινομούν τις διαδικασίες παραγωγής σιδήρου υψικαμίνου ανάλογα με τον τύπο του τελικού προϊόντος, και συγκεκριμένα:

• παραγωγή υλικών για υψικάμινους με μερική επιμετάλλωση (από 30 έως 50 τοις εκατό);
• παραγωγή σπογγώδους σιδήρου, στερεού προϊόντος, υψηλής επιμετάλλωσης (από 85 έως 95 τοις εκατό), για μεταγενέστερη επεξεργασία σε χάλυβα,
• παραγωγή ανθισμένου σιδήρου, πλαστικού επιμεταλλωμένου προϊόντος;
• παραγωγή ημικατεργασμένου ή υγρού σιδήρου για περαιτέρω διαδικασία τήξης.

Άμεση επαναφορά προϊόντων

Τέσσερις τύποι ταξινομούνται συνήθως ως προϊόντα άμεσης μείωσης σιδήρου:

• σπογγώδης;
• μεταλλωμένη φόρτιση;
• flashy;
• ενδιάμεσο χυτοσίδηρο ή άνθρακα.

Σπογγώδες σίδερο

Παραλαμβάνεται ως αποτέλεσμα διεργασιών όταν η αναγωγή των μετάλλων γίνεται χωρίς τήξη, σε θερμοκρασία μικρότερη από 1000-1200 βαθμούς Κελσίου. ενέργειααπό ό,τι ήταν η αρχική πρώτη ύλη, συμπαγής σπογγώδης σίδηρος - πορώδεις κατασκευές, ή πέλλετ. Σε ορισμένες περιπτώσεις, είναι σκόνη μετάλλου. Όταν αυτό το μέταλλο χαρακτηρίζεται επίσης από το γεγονός ότι έχει αρκετά υψηλό πορώδες (σε σχήμα σφουγγαριού) λόγω του ότι κατά την αποκατάσταση, τα ογκομετρικά χαρακτηριστικά της πρώτης ύλης έχουν υποστεί μικρές αλλαγές.

Η πορώδης επιφάνεια αυτού του σιδήρου οδηγεί σε υψηλό βαθμό οξείδωσης κατά την αποθήκευση και τη μεταφορά, όταν εκτίθεται σε δυσμενές περιβάλλον (υψηλή υγρασία).

Η χημική σύσταση αυτού του μετάλλου οφείλει τη σύστασή του στην αρχική πρώτη ύλη (μετάλλευμα). Σε σύγκριση με το σκραπ, το σφουγγάρι είναι πιο καθαρό. Έχει ελάχιστη παρουσία ακαθαρσιών άλλων μετάλλων.

Επίσης, ο σπογγώδης σίδηρος που λαμβάνεται με άμεση αναγωγή διακρίνεται επίσης από την παρουσία άγονων πετρωμάτων σε αυτόν. Λόγω του γεγονότος ότι το αρχικό υλικό είναι πλούσια συμπυκνώματα και μεταλλεύματα, δεν υπόκειται σε πρόσθετο καθαρισμό. Ως αποτέλεσμα, ο σίδηρος περιέχει όλα τα εγκλείσματα των απορριμμάτων πετρωμάτων του αρχικού μεταλλεύματος.

Ο σπογγώδης σίδηρος έχει βρει το δρόμο του στην κατασκευή χάλυβα, στην κατασκευή σκόνης σιδήρου και στην ενανθράκωση χαλκού.

Μεταλλική χρέωση

Ο μερικώς μειωμένος σίδηρος ονομάζεται επιμεταλλωμένο φορτίο. Χρησιμοποιείται για την ψύξη της διαδικασίας τήξης, καθώς και για την επακόλουθη τήξη σε υψικάμινους. Το επίπεδο ανάκτησης του επιμεταλλωμένου φορτίου είναι κάτω του 80%. Το σφουγγάρι είναι πολύ πιο καθαρό, βαθμόη ανάκτησή του είναι πάνω από 90%.

Scream iron

Ο καυτός σίδηρος χωρίς βλασφημία παράγεται σε σωληνωτούς περιστροφικούς κλιβάνους. Η θερμοκρασία ανάκτησής του κυμαίνεται από 1100 έως 1200 βαθμούς Κελσίου. Αυτό το προϊόν είναι ένα μικρό μεταλλικό σωματίδιο στα οποία σκωρία ακαθαρσίες. Ο όγκος της σκωρίας στον ανθισμένο σίδηρο είναι υψηλός, περίπου 10-20 τοις εκατό. Αυτός ο σίδηρος διακρίνεται από σημαντικές ακαθαρσίες θείου και φωσφόρου.

Εφαρμόστε το kritsu για μετέπειτα επανατήξη σε υψικάμινους. Ξεχωριστές τεχνολογίες χρησιμοποιούν αυτό το προϊόν στη χαλυβουργία σε ηλεκτρικούς φούρνους.

Ενδιάμεσος άνθρακας ή χυτοσίδηρος

Αυτά τα προϊόντα παράγονται με τεχνολογία ανάκτησης στερεών καυσίμων. Σύμφωνα με τα χαρακτηριστικά τους, μοιάζουν με αυτά που λιώνουν σε υψικάμινους. Επιπλέον, ο ημιάνθρακας ή ο χυτοσίδηρος μερικές φορές λαμβάνεται με πολύ λιγότερα ξένα σώματα.

Περαιτέρω εργασία με αυτά τα υλικά για την απόκτηση χάλυβα πραγματοποιείται με παραδοσιακούς τρόπους.