|
Бескоксовая металлургия железа - Кожевников И.Ю.Скачать (прямая ссылка):  0.7 ? 0,8 0,9 1,0 О 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 Рис. 34. Составы равновесной газовой фазы при восстановлении расплавов системы ИеО — ЗЮ2 окисью углерода и водородом При понижении концентрации за- киси железа может наступить рас- слоение расплава с выделением твердого кремнезема. Восстановление чистых распла- вленных окислов железа (aFe0 = = 1) сопровождается весьма низ- кой работой газа: выход С03 при 1600° С не превышает 16%. По мере восстановления окислов железа из расплава их активность снижает- ся, так как постепенно возрастает концентрация кремнезема. Поэтому выход С09 понижается, достигая 6% при NFeQ 0,5 (рис. 34). Выход H20(l.) при восстановлении чистой закиси железа водо- родом достигает более высоких значений — около 51%. Однако выход Н20 также существенно снижается по ходу процесса в ре- зультате «накопления» кремнезема в расплаве и составляет всего 26% при АРе0 = 0,5. Исходное содержание кремнезема в рудном расплаве будет определять характер изменения концентраций FeO и Si02 и ра- боту газа в ходе процесса восстановления. Как следует из рис. 35, при постоянной температуре с повышением концентрации кремне- зема в исходном рудном материале скорость снижения содержа- ния FeO возрастает и область расслоения достигается при относи- тельно меньшей степени восстановления. Из этого следует, что восстановление рудных расплавов газом вообще не может быть полным; в зависимости от содержания Si02 степень восстановле- ния железа составляет 86—97%. При высоком исходном содер- жании кремнезема работа газа, например СО, изменяется незна- чительно, но характеризуется очень низким выходом С02: от 8 до 6% при содержании SiO 2 около 12%. При исходном со- держании Si02 около 2% выход С02 изменяется от 14 до 6% (рис. 36). По данным [356], при 1400г С равновесный состав газа при восстановлении железа из фая- литового расплава (Fe2Si04) окисью углерода также свиде- тельствует о низкой работе газа: 85% СО и 15% С02*. /00 80 60 1>0 \!600°с\*\\\ Выделение Si0,(meil700°c\ \ \\,] i о 20 иоф 60 100 * См. также работы [24, 26]. 0 20 1,0 60 80 100 Степень восстановления,'/. Рис. 35. Изменение состава расплава си- стемы РеО — вЮг в ходе процесса восстано- вления окислов железа при различном ис- ходном содержании кремнезема-. / - 2%; 2 - 5%; 3 - 8%; 4 - 12% 122 Низкий выход С02, а также постепенное снижение восстанови- тельной работы газа в ходе про- цесса приводят к большому рас- ходу окиси углерода, причем для поддержания постоянной скорости извлечения железа из расплава окислов необходимо постепенно увеличивать расход газа. В против- ном случае процесс восстановления будет затухающим. Итак, для восстановления 1 т железа из железистосиликатного расплава необходимо пропускать (продувать) через него огромное количество окиси углерода (от 3000 до 6000 м3)**. Учитывая, что фактический объем газа при 1600° С увеличивается в шесть-семь раз, практическое осуществление подобного процесса представ- ляется маловероятным. Удельный расход водорода также весьма велик. Согласно рас- чету, при 1600° С и а 20 1,0 60 80 100 Степень восстановления, % Рис. 36. Зависимость выхода С02 при восстановлении окислов железа из же- лезосиликатных расплавов с различ- ными исходными концентрациями крем- незема: / - 2%; 2 - 5%; 3 - 8%; 4 - 12% FeO 0,9 удельный расход водорода * со- ставляет 835 м31т, а при aFM = 0,34—1525 м3/т. По данным экспериментального исследования [2951, восстановительная спо- собность водорода при взаимодействии с железистосиликатным расплавом в 6,5—7 раз выше, чем окиси углерода. Рассмотренные закономерности восстановления железистосили- катных расплавов в первом приближении можно распространить и на процесс восстановления рудных расплавов. А. Н. Вольский и Р. А. Аграчева [356] сделали первую попытку эксперименталь- ного определения равновесного состава газовой фазы при восста- новлении расплавов системы СаО—FeO—SiO 2 окисью углерода при 1150° С. Результаты опытов при ps = 1 ат N FeO 0,5 0,4 0,3 Содержание СО в смеси СО — С02, 90 92 подтверждают весьма низкую работу СО в этих условиях и ее дальнейшее уменьшение с понижением содержания окислов же- леза в расплаве. Необходимо учитывать, что в сложной гетерогенной системе, состоящей из расплава окислов, твердых частиц руды и огнеупор-
Авторские права © 2011 BooksOnChemistry. Все права защищены. |
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
