Železná huba: vlastnosť, spôsoby získavania, aplikácia

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-17 10:39

Železo z huby sa získava redukciou koncentrátov alebo vysokokvalitných železných rúd v podmienkach vystavenia relatívne nízkym teplotám – menej ako 1100 stupňov Celzia. Takéto procesy vylučujú tavenie rudy a jej spekanie.

História

Už dávno sa dokázalo, že železo je možné z rudy získať hneď. V laboratórnych podmienkach je tento proces ľahko realizovateľný. V dôsledku toho stáli hutníci pred úlohou vytvoriť technologické metódy na ťažbu železa v priemyselných objemoch priamo z rudy. Teraz boli takéto metódy nájdené a zavedené do výroby.

Železo získané priamo z rudy sa nazýva hubovité. A metódy získavania sú bezdoménové alebo priame metódy obnovenia.

Prvé experimenty so získavaním železnej huby bez použitia vysokopecného tavenia sa v Sovietskom zväze uskutočnili v 50. rokoch minulého storočia.

Prvá výroba tohto kovu bola zavedená do priemyslu v 70. rokoch. Prvé technologické postupy výroby železnej huby bez použitia vysokej pece sa líšili len nepatrne.výkon. Výsledný produkt obsahoval širokú škálu nečistôt.

Zemný plyn dal tejto výrobe nový impulz. V 80-tych rokoch XX storočia sa začal široko používať v banskej a hutníckej výrobe. Potom sa zistilo, že je ideálny na realizáciu priamej redukcie železa z rudy. Okrem toho sa začali vo veľkej miere využívať aj iné neprírodné plyny (pridružený plyn z ťažby ropy, plynové frakcie pri splyňovaní rôznych uhlia atď.).

Zlepšenie technologických procesov a ich zavedenie v 90. rokoch viedlo k tomu, že energetická náročnosť a kapitálové náklady priamej redukcie železa výrazne klesli. Začal sa významný nárast výroby nevýbušného železa.

Priama nedoménová výroba železnej huby - procesy, kedy sa kov získava z rudy pomocou plynov, pevného uhlíka. A tiež spolu – pevný uhlík a plyn. Vykonáva sa pri teplote okolo 1000 stupňov Celzia. Zároveň sa prírodná hornina neprivádza do trosky, nečistoty v nej nie sú obnovené, v dôsledku čoho je kov dostatočne čistý. Odborníci tento proces a ďalšie výrazy nazývajú:

• priama výroba železnej huby;
• bezkoksová metalurgia;
• bezdoménová metalurgia;
• čiastočná metalizácia rudy.

V súčasnosti sa metódy ťažby kovov takýmito metódami v priemyselnom meradle praktizujú v Rusku, Číne, Švédsku, Nemecku, Veľkej Británii, Nórsku ainé krajiny.

Všetky známe metódy sú rozdelené do dvoch skupín:

• železo vzniká, keď je ruda vystavená plynnému redukčnému činidlu;
• pod vplyvom pevného redukčného činidla na železnú rudu.

Metódy na výrobu železnej huby bezdoménovou metódou bolo patentovaných takmer päťsto.

Získanie železa pomocou plynnej látky

Na redukciu plynov sa používa vodík a oxid uhoľnatý. Zvyčajne sa používa metóda, keď sa železná ruda rozdrví a zahreje na 850 stupňov, po čom nasleduje praženie. Potom sa odošle do rotačnej rúrkovej pece. Tam sa kov redukuje pod vplyvom redukčných plynov pohybujúcich sa smerom k rudnej hmote. Pred opustením pece vstupuje do chladiacej nádoby. Konečný produkt sa potom melie pomocou guľového mlyna.

Následne hmota prechádza cez špeciálny magnetický separátor. Železo triedené v separátore potom prechádza pod lis, ktorý formuje železnú hubu do brikiet.

Získanie železa pomocou pevného redukčného činidla

Ak sa pri výrobe používa technológia výroby železnej huby redukciou v tuhom stave, potom táto metóda zahŕňa nasledujúce operácie:

• drvenie a mletie rudy;
• na dosiahnutie vysokej koncentrácie železa, nie viac ako 3% hlušiny, sa vykonáva magnetické obohatenie;
• obohatená ruda sa mieša s organickým palivom, ktoré zahŕňa piliny a iné podobné organickéštruktúry;
• vytvorenie výslednej hmoty brikiet s následným presunom do pece na vypálenie.

Regenerácia železa nastáva v dôsledku spaľovania uhlíka obsiahnutého v briketách.

Získaná železná huba, v pevnej aj plynnej redukcii, sa následne posiela na štandardné spracovanie na získanie ocele.

Pretavovanie sa zvyčajne vykonáva v elektrických peciach, pričom sa do kovu zavádza požadované množstvo uhlíka a iných nečistôt.

Klasifikácia procesov

Hutníci klasifikujú procesy výroby vysokopecného železa podľa typu finálneho produktu, a to:

• výroba materiálov pre vysoké pece s čiastočným pokovovaním (od 30 do 50 percent);
• výroba hubovitého železa, pevného produktu, vysoko metalizovaného (od 85 do 95 percent), na následné spracovanie na oceľ;
• výroba kvádrového železa, plastové metalizované výrobky;
• výroba polotovaru alebo tekutého železa pre ďalší proces tavenia.

Produkty na priamu obnovu

Štyri typy sa bežne klasifikujú ako produkty priamej redukcie železa:

• spongy;
• metalizovaný náboj;
• flashy;
• liatina alebo uhlíkový medziprodukt.

Hubovitá žehlička

Získava sa ako výsledok procesov, kedy redukcia kovov prebieha bez tavenia, pri teplote nižšej ako 1000-1200 stupňov Celzia. postupujez toho, aká bola počiatočná surovina, pevná železná huba - porézne štruktúry, alebo pelety. V určitých prípadoch ide o kovový prášok. Keď sa tento kov vyznačuje aj tým, že má dosť vysokú pórovitosť (v tvare špongie), pretože počas reštaurovania prešli objemové charakteristiky suroviny malými zmenami.

Pórovitý povrch takéhoto železa vedie k vysokému stupňu oxidácie počas skladovania a prepravy, keď je vystavený nepriaznivému prostrediu (vysoká vlhkosť).

Za chemické zloženie tohto kovu vďačí za svoje zloženie pôvodnej surovine (rude). V porovnaní so šrotom je špongia čistejšia. Má minimálny výskyt nečistôt iných kovov.

Železná huba získaná priamou redukciou sa tiež vyznačuje prítomnosťou neúrodných hornín. Vzhľadom na to, že východiskovým materiálom sú bohaté koncentráty a rudy, nepodlieha ďalšiemu čisteniu. Výsledkom je, že železo obsahuje všetky inklúzie odpadovej horniny pôvodnej rudy.

Železná huba si našla cestu do výroby ocele, železného prášku a nauhličovania medi.

Metalizovaný náboj

Čiastočne redukované železo sa nazýva metalizovaná náplň. Používa sa na chladenie taviaceho procesu, ako aj na následné tavenie vo vysokých peciach. Úroveň regenerácie metalizovanej náplne je pod 80 %. Špongia je oveľa čistejšia, stupeňjeho výťažnosť je viac ako 90 %.

Scream iron

Prekliate horúce železo sa vyrába v rúrkových rotačných peciach. Jeho regeneračná teplota sa pohybuje od 1100 do 1200 stupňov Celzia. Tento produkt sú malé kovové častice, v ktorých sú nečistoty trosky. Objem trosky v železiarstve je vysoký, okolo 10-20 percent. Toto železo sa vyznačuje významnými nečistotami síry a fosforu.

Použite kritsu na následné pretavenie vo vysokých peciach. Samostatné technológie používajú tento produkt pri výrobe ocele v elektrických peciach.

Uhlíkový medziprodukt alebo liatina

Tieto produkty sa vyrábajú technológiou regenerácie tuhého paliva. Podľa ich vlastností sú podobné tým, ktoré sa tavia vo vysokých peciach. Ba čo viac, polouhlík alebo liatina sa niekedy získava s oveľa menším množstvom cudzích látok.

Ďalšia práca s týmito materiálmi na získanie ocele sa vykonáva tradičnými spôsobmi.