Svampejern: egenskab, metoder til opnåelse, anvendelse

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-17 10:22

Svampejern opnås ved at reducere koncentrater eller jernmalme af høj kvalitet under forhold med udsættelse for relativt lave temperaturer - mindre end 1100 grader Celsius. Sådanne processer udelukker smeltning af malmen og dens sintring.

Historie

Det er bevist for lang tid siden, at det er muligt at få jern fra malm med det samme. Under laboratorieforhold er denne proces let at implementere. Som et resultat blev metallurger stillet over for opgaven med at skabe teknologiske metoder til at udvinde jern i industrielle mængder direkte fra malm. Nu er sådanne metoder blevet fundet og introduceret i produktionen.

Jern opnået direkte fra malm kaldes svampet. Og hentningsmetoderne er domæneløse eller direkte gendannelsesmetoder.

De første eksperimenter med at skaffe jernsvamp uden brug af højovnssmeltning i Sovjetunionen blev udført i 50'erne af forrige århundrede.

Den første produktion af dette metal blev introduceret i industrien i 70'erne. De første teknologiske metoder til fremstilling af jernsvamp uden brug af højovn adskilte sig ubetydeligt.ydeevne. Det resulterende produkt indeholdt en lang række urenheder.

Naturgas gav en ny impuls til denne produktion. I 80'erne af det XX århundrede begyndte det at blive meget brugt i minedrift og metallurgisk produktion. Så blev det fundet, at det er ideelt til gennemførelse af den direkte reduktion af jern fra malm. Desuden er andre ikke-naturlige gasser også begyndt at blive meget brugt (associeret gas fra olieproduktion, gasfraktioner under forgasning af forskellige kul osv.).

Forbedring af teknologiske processer og deres introduktion i 90'erne førte til, at energiintensiteten og kapitalomkostningerne ved den direkte reduktion af jern er faldet betydeligt. En betydelig stigning i produktionen af ikke-blæsejern begyndte.

Direkte ikke-domæneproduktion af jernsvamp - processer, når metal genvindes fra malm ved hjælp af gasser, fast kulstof. Og også sammen - fast kulstof og gas. Det udføres ved en temperatur på omkring 1000 grader Celsius. Samtidig bringes den naturlige sten ikke til slaggdannelse, urenheder i den genoprettes ikke, hvilket resulterer i, at metallet er tilstrækkeligt rent. Eksperter kalder denne proces og andre udtryk:

• direkte produktion af jernsvamp;
• koksfri metallurgi;
• domæneløs metallurgi;
• delvis metallisering af malm.

I øjeblikket praktiseres metoder til metaludvinding ved sådanne metoder i industriel skala i Rusland, Kina, Sverige, Tyskland, Storbritannien, Norge ogandre lande.

Alle kendte metoder er opdelt i to grupper:

• jern dannes, når malmen udsættes for et gasformigt reduktionsmiddel;
• under påvirkning af et fast reduktionsmiddel på jernmalm.

Metoder til fremstilling af jernsvamp ved hjælp af en domæneløs metode er patenteret for næsten fem hundrede.

Genvinding af jern med et gasformigt stof

Brint og kulilte bruges til gasformig reduktion. Norm alt bruges en metode, når jernmalm knuses og opvarmes til 850 grader, efterfulgt af ristning. Derefter sendes det til en roterende rørovn. Der reduceres metallet under påvirkning af reducerende gasser, der bevæger sig mod malmmassen. Før den forlader ovnen, kommer den ind i kølebeholderen. Det endelige produkt males derefter ved hjælp af en kuglemølle.

Efterfølgende passerer massen gennem en speciel magnetisk separator. Jernet sorteret af separatoren går så under pressen, som danner jernsvamp til briketter.

Få jern med et fast reduktionsmiddel

Hvis produktionen bruger teknologien til fremstilling af jernsvamp ved fast reduktion, involverer denne metode følgende operationer:

• knusning og formaling af malm;
• for at opnå en høj koncentration af jern, ikke mere end 3 % gang, udføres magnetisk berigelse;
• beriget malm er blandet med organisk brændsel, som inkluderer savsmuld og andre lignende organiskestrukturer;
• oprettelse af den resulterende masse af briketter, efterfulgt af deres overførsel til ovnen til brænding.

Genvinding af jern sker på grund af forbrænding af kulstof indeholdt i briketter.

Det opnåede jernsvamp, både i fast og gasformig reduktion, sendes efterfølgende til standardbehandling for at opnå stål.

Omsmeltning udføres norm alt i elektriske ovne, mens den nødvendige mængde kulstof og andre urenheder indføres i metallet.

Klassificering af processer

Metallurger klassificerer processerne ved højovnsjernproduktion efter typen af slutprodukt, nemlig:

• produktion af materialer til højovn med delvis metallisering (fra 30 til 50 procent);
• produktion af svampet jern, et solidt produkt, meget metalliseret (fra 85 til 95 procent), til efterfølgende forarbejdning til stål;
• produktion af blomstrende jern, plastmetalliseret produkt;
• produktion af halvfabrikata eller flydende jern til yderligere smelteproces.

Direkte gendannelsesprodukter

Fire typer klassificeres almindeligvis som direkte jernreduktionsprodukter:

• svampet;
• metalliseret ladning;
• prangende;
• støbejern eller kulstof mellem.

svampet jern

Det opnås som et resultat af processer, hvor reduktionen af metaller sker uden smeltning, ved en temperatur på mindre end 1000-1200 grader Celsius. fortsætterfra hvad det oprindelige råmateriale var, fast jernsvamp - porøse strukturer eller pellets. I visse tilfælde er det et metalpulver. Når dette metal også er kendetegnet ved, at det har en ret høj porøsitet (formet som en svamp) på grund af, at råmaterialets volumetriske egenskaber under restaureringen har undergået mindre ændringer.

Den porøse overflade af sådant jern fører til en høj grad af oxidation under opbevaring og transport, når de udsættes for et ugunstigt miljø (høj luftfugtighed).

Den kemiske sammensætning af dette metal skyldes dets sammensætning til det originale råmateriale (malm). Sammenlignet med skrot er jernsvamp renere. Den har en minimal tilstedeværelse af urenheder af andre metaller.

Svampejern opnået ved direkte reduktion er også kendetegnet ved tilstedeværelsen af golde sten i det. På grund af det faktum, at kildematerialet er rige koncentrater og malme, udsættes det ikke for yderligere oprensning. Som et resultat heraf indeholder jern alle indeslutninger af gråklippen fra den oprindelige malm.

Svampejern har fundet vej til stålfremstilling, jernpulverfremstilling og kobberkarburering.

Metaliseret ladning

Delvist reduceret jern kaldes metalliseret ladning. Det bruges til at afkøle smelteprocessen, samt til efterfølgende smeltning i højovne. Genvindingsniveauet for den metalliserede ladning er under 80%. Svampejern er meget renere, graddens genopretning er over 90%.

Skrigejern

Forbandet varmt jern produceres i rørformede roterovne. Dens genvindingstemperatur varierer fra 1100 til 1200 grader Celsius. Dette produkt er en lille metalpartikler, hvori slagger urenheder. Mængden af slagger i blomstrende jern er høj, omkring 10-20 procent. Dette jern er kendetegnet ved betydelige urenheder af svovl og fosfor.

Anvend kritsu til efterfølgende omsmeltning i højovne. Separate teknologier bruger dette produkt til stålfremstilling i elektriske ovne.

Carbon mellem eller støbejern

Disse produkter er produceret med teknologi til genvinding af fast brændsel. Ifølge deres egenskaber ligner de dem, der smeltes i højovne. Derudover opnås semi-carbon eller støbejern nogle gange med meget mindre fremmedlegemer.

Yderligere arbejde med disse materialer for at opnå stål udføres på traditionelle måder.