Železná houba: vlastnosti, způsoby získávání, aplikace

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-17 10:22

Železo houby se získává redukcí koncentrátů nebo vysoce kvalitních železných rud za podmínek vystavení relativně nízkým teplotám - méně než 1100 stupňů Celsia. Takové procesy vylučují tavení rudy a její spékání.

Historie

Už dávno bylo prokázáno, že železo je možné z rudy získat hned. V laboratorních podmínkách je tento proces snadno proveditelný. V důsledku toho byli metalurgové postaveni před úkol vytvořit technologické postupy pro získávání železa v průmyslových objemech přímo z rudy. Nyní byly takové metody nalezeny a zavedeny do výroby.

Železo získané přímo z rudy se nazývá houbovité. A metody získávání jsou bezdoménové nebo přímé metody obnovy.

První experimenty se získáváním železné houby bez použití vysokopecního tavení v Sovětském svazu byly provedeny v 50. letech minulého století.

První výroba tohoto kovu byla zavedena do průmyslu v 70. letech. První technologické postupy výroby železné houby bez použití vysoké pece se nelišily.výkon. Výsledný produkt obsahoval širokou škálu nečistot.

Zemní plyn dal této výrobě nový impuls. V 80. letech 20. století se začal široce používat v hornictví a hutní výrobě. Poté bylo zjištěno, že je ideální pro realizaci přímé redukce železa z rudy. Kromě toho se začaly široce využívat i jiné než zemní plyny (sdružený plyn z těžby ropy, plynové frakce při zplyňování různých druhů uhlí atd.).

Zlepšování technologických postupů a jejich zavádění v 90. letech vedlo k výraznému snížení energetické náročnosti a kapitálových nákladů na přímou redukci železa. Začal významný nárůst výroby netryskaného železa.

Přímá nedoménová výroba železné houby - procesy, kdy se kov získává z rudy pomocí plynů, pevného uhlíku. A také dohromady – pevný uhlík a plyn. Provádí se při teplotě kolem 1000 stupňů Celsia. Současně není přírodní hornina přivedena ke struskování, nečistoty v ní nejsou obnoveny, v důsledku čehož je kov dostatečně čistý. Odborníci tento proces a další termíny nazývají:

• přímá výroba železné houby;
• bezkoksová metalurgie;
• bezdoménová metalurgie;
• částečná metalizace rudy.

V současné době se metody těžby kovů těmito metodami v průmyslovém měřítku praktikují v Rusku, Číně, Švédsku, Německu, Velké Británii, Norsku aostatní země.

Všechny známé metody jsou rozděleny do dvou skupin:

• železo vzniká, když je ruda vystavena plynnému redukčnímu činidlu;
• pod vlivem pevného redukčního činidla na železnou rudu.

Metody výroby železné houby pomocí bezdoménové metody bylo patentováno téměř pět set.

Rekuperace železa pomocí plynné látky

K plynné redukci se používá vodík a oxid uhelnatý. Obvykle se používá metoda, kdy se železná ruda rozdrtí a zahřeje na 850 stupňů s následným pražením. Poté se posílá do rotační trubkové pece. Tam se kov redukuje pod vlivem redukčních plynů pohybujících se směrem k rudné hmotě. Před opuštěním pece vstupuje do chladicí nádoby. Konečný produkt se poté mele pomocí kulového mlýna.

Následně hmota prochází speciálním magnetickým separátorem. Železo vytříděné separátorem jde pod lis, který formuje železnou houbu do briket.

Získávání železa pevným redukčním činidlem

Pokud se při výrobě používá technologie výroby železné houby redukcí v tuhém stavu, pak tato metoda zahrnuje následující operace:

• drcení a mletí rudy;
• pro dosažení vysoké koncentrace železa, ne více než 3% hlušiny, se provádí magnetické obohacení;
• obohacená ruda se mísí s organickým palivem, které zahrnuje piliny a další podobné organickéstruktury;
• vytvoření výsledné hmoty briket s následným přesunem do pece k vypálení.

Rekuperace železa nastává v důsledku spalování uhlíku obsaženého v briketách.

Získaná železná houba, v pevné i plynné redukci, je následně odeslána ke standardnímu zpracování za účelem získání oceli.

Přetavování se obvykle provádí v elektrických pecích, přičemž se do kovu zavádí požadované množství uhlíku a dalších nečistot.

Klasifikace procesů

Metalurgové klasifikují procesy výroby vysokopecního železa podle typu finálního produktu, a to:

• výroba materiálů pro vysokou pec s částečnou metalizací (od 30 do 50 procent);
• výroba houbovitého železa, pevného produktu, vysoce metalizovaného (z 85 až 95 procent), pro následné zpracování na ocel;
• výroba kvádrového železa, plastové pokovené výrobky;
• výroba polotovaru nebo tekutého železa pro další proces tavení.

Produkty pro přímou obnovu

Čtyři typy jsou běžně klasifikovány jako produkty přímé redukce železa:

• spongy;
• metalizovaný náboj;
• flashy;
• litina nebo uhlíkový meziprodukt.

Houbovitá žehlička

Získává se jako výsledek procesů, kdy redukce kovů probíhá bez tavení, při teplotě nižší než 1000-1200 stupňů Celsia. řízeníz toho, co byla výchozí surovina, pevná železná houba - porézní struktury, nebo pelety. V určitých případech se jedná o kovový prášek. Když se tento kov vyznačuje také tím, že má dosti vysokou pórovitost (ve tvaru houby), protože během restaurování doznaly objemové charakteristiky suroviny drobné změny.

Pórovitý povrch takového železa vede k vysokému stupni oxidace během skladování a přepravy, když je vystaven nepříznivému prostředí (vysoká vlhkost).

Chemické složení tohoto kovu vděčí za své složení původní surovině (rudě). Ve srovnání se šrotem je houba čistší. Má minimální přítomnost nečistot jiných kovů.

Železná houba získaná přímou redukcí se také vyznačuje přítomností neúrodných hornin. Vzhledem k tomu, že výchozím materiálem jsou bohaté koncentráty a rudy, nepodléhá dodatečnému čištění. Výsledkem je, že železo obsahuje všechny inkluze hlušiny původní rudy.

Houba si našla cestu do výroby oceli, železného prášku a nauhličování mědi.

Metalizovaný náboj

Částečně redukované železo se nazývá metalizovaná vsázka. Používá se k chlazení tavícího procesu i k následnému tavení ve vysokých pecích. Úroveň výtěžnosti metalizované náplně je pod 80 %. Houba železo je mnohem čistší, stupeňjeho výtěžnost je více než 90 %.

Scream iron

Zatraceně čisté horké železo se vyrábí v trubkových rotačních pecích. Jeho regenerační teplota se pohybuje od 1100 do 1200 stupňů Celsia. Tento produkt jsou malé kovové částice, ve kterých jsou nečistoty strusky. Objem strusky v litinovém železe je vysoký, asi 10-20 procent. Toto železo se vyznačuje významnými nečistotami síry a fosforu.

Použijte kritsu pro následné přetavení ve vysokých pecích. Samostatné technologie používají tento produkt při výrobě oceli v elektrických pecích.

Uhlíkový meziprodukt nebo litina

Tyto produkty jsou vyráběny technologií zpětného získávání pevných paliv. Podle svých vlastností jsou podobné těm, které se taví ve vysokých pecích. A co víc, polouhlík nebo litina se někdy získávají s mnohem menším množstvím cizích látek.

Další práce s těmito materiály k získání oceli se provádí tradičními způsoby.