|
Бескоксовая металлургия железа - Кожевников И.Ю.Скачать (прямая ссылка):  ной футеровки, жидких капель железа и газовых пузырьков, воз- можно, не будет достигаться равновесие реакций восстановления, несмотря на интенсивное перемешивание и высокие температуры. При нормальных условиях. 123 Таким образом, процесс восстановления расплавленных руд газами характеризуется очень большим их удельным расходом и не может обеспечить высокой степени извлечения железа, при- чем постепенное накопление окислов пустой породы руды делает процесс восстановления цикличным, т. е. прерывным, с периоди- ческим выпуском частично восстановленного рудного рас- плава. В большинстве работ, выполненных в лабораторных условиях, основное внимание уделяли изучению скорости процесса восста- новления железорудных расплавов газами. В этом проявилась очевидная переоценка положительного влияния высоких темпера- тур на кинетику без соответствующего учета термодинамических условий протекания подобных процессов. Кинетика процессов плавления и восстановления окислов же- леза в условиях, когда их ход не лимитируется подводом реагентов и тепла и обеспечивается турбулентное перемешивание рудного расплава, рассматривалась Р. Руммелем [353]. Расчеты показы- вают, что для частиц менее 0,1 мм продолжительность всего про- цесса измеряется величинами не более 0,08 сек, а для частиц раз- мером 1—3 мм составляет 5—90 сек. Принципиальная возможность восстановления железа из руд- ного расплава при продувке водородом через полый графитовый электрод показана С. Мадорским [375]. После весьма длительной продувки (около 2,5 ч) получен низкоуглеродистый металл, со- держащий 0,008% С, 0,033% Мп, 0,024% Б, 0,010% Р, а также 0,026% [О] и 0,009% [N1. Степень участия водорода в смешанном процессе восстановле- ния (Но + графит), по-видимому, значительно ниже 87,5%, как полагаете. Мадорский. По крайней мере, перемешивание расплава при диффузионном характере восстановления твердым углеродом должно оказывать значительное влияние на его скорость. В работе [376] продувку железистых кислых ^^^ = 0,019^ и основных ^^^ = 2,11^-2,30^ расплавов осуществляли нагретым водородом и смесью 25% СО +75% Н2 при температурах выше 1500° С. В этих опытах установлено существенное влияние тем- пературы (точнее эффективной вязкости расплава) на скорость процесса. Наличие окислительной атмосферы над расплавом и применение холодного газа увеличивали длительность восстанов- ления приблизительно в 1,5 раза. Удельный расход газа-восстановителя, изменялся в пределах 840—2320 м3/т железа при степени использования его восстанови- тельной способности на 50—100%. Если учесть предельную работу газа по данным равновесия реакций в этих условиях, то получен- ные результаты удовлетворительно согласуются с термодинамичес- кими расчетами. 124 А. И. Строганов [377], изучая взаимодействие окиси углерода при 1350 и 1450° С с окислами железа жидких мартеновских, электропечных, синтетических шлаков и окалины, помещенных в фарфоровую лодочку, отмечает весьма низкую ее восстановитель- ную способность и значительное влияние состава расплава на скорость и полноту восстановления. Максимальная скорость про- цесса восстановления отмечена при относительно более высокой температуре и более высоком содержании окислов железа в рас- плаве, особенно Ре.203. С ростом основности расплава и концен- траций окислов материала фарфоровой лодочки скорость пони- жалась. Состав расплава оказывает аналогичное влияние также и на полноту восстановления. В этом отношении полученные ре- зультаты качественно согласуются с влиянием изменения актив- ностей окислов в расплаве на показатели процесса восстанов- ления. Низкая эффективность и малая скорость процесса восстановле- СаО . ния железа из рудного расплава основностью §.0 1 при его обдувке водородом при 1470—1650° С отмечены и в другой работе [378]. Лабораторные исследования процесса восстановления рудных расплавов различного состава окисью углерода, водородом и их смесями позволили установить лишь качественное влияние раз- личных условий (состава, температуры, скорости продувки) на кинетику процесса. Судя по весьма продолжительному протека- нию лабораторных опытов (от 10—20 мин до 2,5 ч), процесс вос- становления окислов железа из рудных расплавов при продувке газами далеко не «мгновенный», как это определил Р. Руммель [353] для идеальных условий. Даже при проведении лабораторных экспериментов во всех случаях отмечаются большие затруднения, обусловленные быст- рым разъеданием материала тиглей и сопел. Наиболее полно эти вопросы изложены в работах [373, 374], в которых исследовалось восстановление водородом расплавов богатой гематитовой руды, основных и кислых железистых расплавов. Технологическое оформление процессов подобного типа тре-
Авторские права © 2011 BooksOnChemistry. Все права защищены. |
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
