Svampjärn: egendom, metoder för att erhålla, applicering

2024 Författare: Howard Calhoun | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-17 10:41

Svampjärn erhålls genom att reducera koncentrat eller högkvalitativa järnmalmer under förhållanden med relativt låga temperaturer - mindre än 1100 grader Celsius. Sådana processer utesluter smältning av malmen och dess sintring.

Historia

Det bevisades för ganska länge sedan att det går att få järn från malm direkt. Under laboratorieförhållanden är denna process lätt att implementera. Som ett resultat ställdes metallurger inför uppgiften att skapa tekniska metoder för att utvinna järn i industriella volymer direkt från malm. Nu har sådana metoder hittats och introducerats i produktionen.

Järn som erhålls direkt från malm kallas svampigt. Och hämtningsmetoderna är domänlösa eller direktåterställningsmetoder.

De första experimenten med att få järnsvamp utan användning av masugnssmältning i Sovjetunionen genomfördes på 50-talet av förra seklet.

Den första produktionen av denna metall introducerades i branschen på 70-talet. De första tekniska metoderna för att tillverka järnsvamp utan användning av en masugn skilde sig obetydligt.prestanda. Den resulterande produkten innehöll en mängd olika föroreningar.

Naturgas gav en ny impuls till denna produktion. På 80-talet av XX-talet började det användas i stor utsträckning i gruvdrift och metallurgisk produktion. Sedan visade det sig att det är idealiskt för genomförandet av direkt reduktion av järn från malm. Dessutom har andra icke-naturliga gaser också börjat användas i stor utsträckning (associerad gas från oljeproduktion, gasfraktioner under förgasning av olika kol, etc.).

Förbättring av tekniska processer och deras införande på 90-talet ledde till att energiintensiteten och kapitalkostnaderna för den direkta minskningen av järn har minskat avsevärt. En betydande ökning av produktionen av icke-blästerjärn började.

Direkt icke-domänproduktion av järnsvamp - processer när metall återvinns från malm med hjälp av gaser, fast kol. Och även tillsammans - fast kol och gas. Det utförs vid en temperatur på cirka 1000 grader Celsius. Samtidigt förs den naturliga stenen inte till slaggbildning, föroreningar i den återställs inte, vilket resulterar i att metallen är tillräckligt ren. Experter kallar denna process och andra termer:

• direkt produktion av järnsvamp;
• koksfri metallurgi;
• domänlös metallurgi;
• partiell metallisering av malm.

För närvarande tillämpas metoder för metallbrytning med sådana metoder i industriell skala i Ryssland, Kina, Sverige, Tyskland, Storbritannien, Norge ochandra länder.

Alla kända metoder är uppdelade i två grupper:

• järn bildas när malmen utsätts för ett gasformigt reduktionsmedel;
• under påverkan av ett fast reduktionsmedel på järnmalm.

Metoder för att tillverka järnsvamp med en domänfri metod har patenterats för nästan femhundra.

Återvinning av järn med en gasformig substans

Väte och kolmonoxid används för gasreduktion. Vanligtvis används en metod när järnmalm krossas och värms till 850 grader, följt av rostning. Sedan skickas den till en roterande rörugn. Där reduceras metallen under påverkan av reducerande gaser som rör sig mot malmmassan. Innan den lämnar ugnen går den in i kylbehållaren. Slutprodukten mals sedan med en kulkvarn.

Därefter passerar massan genom en speciell magnetisk separator. Järnet som sorteras av separatorn går sedan under pressen som formar järnsvamp till briketter.

Få järn med ett fast reduktionsmedel

Om produktionen använder tekniken att framställa järnsvamp genom fast reduktion, innebär denna metod följande operationer:

• krossning och malning av malm;
• för att uppnå en hög koncentration av järn, inte mer än 3% gånggas, utförs magnetisk anrikning;
• berikad malm blandas med organiskt bränsle, vilket inkluderar sågspån och annat liknande organisktstrukturer;
• skapande av den resulterande massan av briketter, följt av att de överförs till ugnen för bränning.

Återvinning av järn sker på grund av förbränning av kol som finns i briketter.

Det erhållna järnsvampen, både i fast och gasformig reduktion, skickas därefter till standardbearbetning för att erhålla stål.

Omsmältning utförs vanligtvis i elektriska ugnar, medan den erforderliga mängden kol och andra föroreningar förs in i metallen.

Klassificering av processer

Metallurger klassificerar processerna för tillverkning av masugnsjärn efter typen av slutprodukt, nämligen:

• produktion av material för masugn med partiell metallisering (från 30 till 50 procent);
• produktion av svampigt järn, en solid produkt, högmetalliserad (från 85 till 95 procent), för efterföljande bearbetning till stål;
• tillverkning av blommigt järn, metalliserad plastprodukt;
• produktion av halvfabrikat eller flytande järn för vidare smältprocess.

Direktåterställningsprodukter

Fyra typer klassificeras vanligtvis som produkter för direkt järnreduktion:

• svampigt;
• metalliserad laddning;
• flaskig;
• gjutjärn eller kolmellanprodukt.

Svampigt järn

Det erhålls som ett resultat av processer när reduktionen av metaller sker utan smältning, vid en temperatur på mindre än 1000-1200 grader Celsius. förfarandefrån vad det ursprungliga råmaterialet var, fast järnsvamp - porösa strukturer eller pellets. I vissa fall är det ett metallpulver. När denna metall dessutom kännetecknas av att den har en ganska hög porositet (formad som en svamp) på grund av att under restaureringen har råvarans volymetriska egenskaper genomgått mindre förändringar.

Den porösa ytan på sådant järn leder till en hög grad av oxidation under lagring och transport, när de utsätts för en ogynnsam miljö (hög luftfuktighet).

Den kemiska sammansättningen av denna metall beror på dess sammansättning till det ursprungliga råmaterialet (malmen). Jämfört med skrot är järnsvamp renare. Den har en minimal närvaro av föroreningar av andra metaller.

Också järnsvamp som erhålls genom direkt reduktion kännetecknas också av närvaron av karga stenar i det. På grund av att källmaterialet är rika koncentrat och malmer, utsätts det inte för ytterligare rening. Som ett resultat av detta innehåller järn alla inneslutningar av gråberget från den ursprungliga malmen.

Järnsvamp har hittat sin väg till ståltillverkning, järnpulvertillverkning och kopparförkolning.

Metaliserad laddning

Delvis reducerat järn kallas metalliserad laddning. Den används för att kyla smältprocessen, såväl som för efterföljande smältning i masugnar. Återvinningsnivån för den metalliserade laddningen är under 80 %. Svampjärn är mycket renare, gradåterhämtningen är över 90%.

Scream iron

Fantastiskt varmt järn tillverkas i rörformade roterugnar. Dess återvinningstemperatur sträcker sig från 1100 till 1200 grader Celsius. Denna produkt är en liten metallpartiklar där slaggföroreningar. Volymen slagg i blomstrande järn är hög, cirka 10-20 procent. Detta järn kännetecknas av betydande föroreningar av svavel och fosfor.

Applicera kritsu för efterföljande omsmältning i masugnar. Separata teknologier använder denna produkt vid ståltillverkning i elektriska ugnar.

Carbon intermediate eller gjutjärn

Dessa produkter tillverkas med teknik för återvinning av fast bränsle. Enligt deras egenskaper liknar de de som smälts i masugnar. Dessutom erhålls halvkol eller gjutjärn ibland med mycket mindre främmande material.

Vidare arbete med dessa material för att få fram stål utförs på traditionella sätt.