|
Бескоксовая металлургия железа - Кожевников И.Ю.Скачать (прямая ссылка):  Различные отклонения От оптимальной крупности Шихты при- водят обычно к развитию явлений сегрегации, недостаточно тес- ному контакту руды и восстановителя или выносу материалов газами, что в конечном счете увеличивает их удельный расход и снижает скорость и степень извлечения железа. Печь по длине может быть разделена на три зоны, отражающие различные физико-химические условия процесса. В зоне нагрева, занимающей по длине около 20%, происходят сушка и нагрев шихтовых материалов до 600—650° С. В зоне частичного восста- новления, составляющей около 50% длины печи, идут разложение карбонатов, восстановление окислов железа твердым углеродом до степени металлизации порядка 30—50% и нагрев материалов до 1100° С. В этой зоне интенсивно выделяется окись углерода, которая создает защитный газовый слой, и, сгорая, способствует передаче тепла шихтовым материалам от факела и стен печи. В зоне крицеобразования при 1200—1330° С происходят вос- становление значительной части закиси железа из шлака твердым углеродом и сваривание зерен железа в крицы размером 0,5— 20 мм. Состав и свойства кричного шлака определяют ход процесса крицеобразования. Оптимальная вязкость шлака, достигаемая обычно в результате подбора шихты и регулирования температуры процесса, изменяется в пределах 100—2000 пз [3, 15, 254, 256]. При очень жидких шлаках крица накапливается в нижней части слоя, что может приводить к образованию металлических насты- лей; вязкие шлаки способствуют образованию шлаковых настылей и ухудшают условия восстановления закиси железа. Наиболее полное извлечение железа достигается при шлаках с отношением (СаО—Л^О)/5Ю2 в пределах 0,15—0,32 13, 15, 17, 257, 258]. При работе на шлаках, близких по составу к эвтекти- ческому (23,3% СаО, 14,7% А1а03 и 62,2% БЮ,), опасность насты- . леобразования уменьшается 12551. Образование железистых шлаков приводит к усилению смачи- ваемости железа, и процесс крицеобразования ухудшается; кроме того, ускоряется износ футеровки кричной зоны. Для устранения этих недостатков и обеспечения условий наи- более полного извлечения железа из шлаков увеличивают расход восстановителя в два раза против теоретического. Содержание ле- тучих в угле (полукоксе, антраците) не должно превышать 10% *. При таких условиях ведения процесса происходит науглеро- живание крицы до 0,5—2,0% С (табл. 13), а в конечном шлаке присутствует 3—6% углерода, иногда до 10% в виде механической примеси остатков кокса [261]. Количество шлака при работе на бедных рудах составляет 1,5—2,0 т/т крицы. * В древнеяпонском способе «Татара» в качестве восстановителя при про- изводстве крицы использовали древесный уголь [309]. 84 Таблица 14 Фаза Количество элемента, перешедшего в фазу от его содержания в шихте, % Ие Р 31 Мп Сг N1 Металл . . . Шлак .... Газ..... 80—95 5—20 20—30 10—30 50—60 70—85 — 15 6—10 <5 95—100 <5 95—100 20 80 80—97 3—20 60—70 — 10 20—30 Фаза Количество элемента, перешедшего в крицу от его содержания в шихте, % Си Со Ли Р1 2п | РЬ Металл . . . Шлак .... Газ..... 100 96—100 0-4 100 97—100 0-3 99—100 0-1 100 — 100 — 100 Таким образом, крично-рудный процесс предъявляет ряд тре- бований к крупности частиц шихтовых материалов, составу и кон- систенции шлаков, требует очень высокого расхода восстанови- теля и связан с необходимостью регулировать температуру на определенном низком уровне, ограниченном, кроме того, довольно узкими пределами. В таких условиях исключено форсирование восстановительного процесса в тепловом отношении. Продолжительность процесса крицеобразования * составляет 5—6 ч, а суммарное время пребывания шихтовых материалов в печи 6—8 ч [3, 171, в некоторых случаях 13—16 ч (Чендин, КНДР). Степень извлечения железа обычно изменяется в пределах 80— 90%, иногда достигает 92—95% и зависит от восстановительной способности угля. При крично-рудном процессе в металл переходит 20—30% серы (табл. 14), а основная масса серы (50—60%) удаляется с техноло- гическими газами. При увеличении основности и кратности шлака содержание серы в крице снижается [289]. Основное влияние на содержание серы в крице оказывает концентрация серы в восста- новителе. Только на заводах Японии при использовании малосер- нистого антрацита (менее 0,4% Б) содержание серы в крице не превышает 0,050%; на заводах ГДР, ФРГ, ЧССР, ПНР эта вели- чина достигает 1—2%. В условиях крично-рудного процесса основное количество фос- фора (70—85%) переходит в металл, и при применении фосфори- * Механизм образования крицы рассматривается в работах [3, 15, 254, 258, 261 ]. 85 РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЖЕЛЕЗА, СЕРЫ, ФОСФОРА И ДРУГИХ ЭЛЕМЕНТОВ ПРИ КРИЧНО-РУДНОМ ПРОЦЕССЕ стых руд его концентрация может достигать величин порядка 1—
Авторские права © 2011 BooksOnChemistry. Все права защищены. |
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
