|
Бескоксовая металлургия железа - Кожевников И.Ю.Скачать (прямая ссылка):  ния этот процесс характеризуется весьма низкой работой газа, ограниченностью степени металлизации руды в факеле, что в свою очередь приводит к большому удельному расходу газа и большим потерям тепла (—80%). Условия описанного процесса устраняют технологические зат- руднения, которые не позволили осуществить восстановление руд- ного расплава продувкой его газом даже на укрупненных лабора- торных установках. Поэтому следует признать, что струйный процесс — это единственно возможный путь реализации процес- сов подобного типа. Судя по литературным данным [387], предварительный подо- грев шихты, природного газа и кислорода продуктами сгорания, а также рециркуляция газа позволят снизить расход природного газа до 990—1130 м3/т. Фирма «Онтарио Рисерч Фаундейшн» 127 рекомендует Джет-процесс для производства относительно не- большого количества металла в литейных и сталеплавильных цехах. Однако есть основания полагать, что в описанном варианте струйный процесс не сможет найти промышленного применения. 3. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ВОССТАНОВЛЕНИЯ РАСПЛАВЛЕННЫХ РУД ТВЕРДЫМ УГЛЕРОДОМ Термодинамические и кинетические условия восстановления расплавленных руд газами и твердым углеродом существенно разли- чаются, причем в случае использования твердого углерода возни- кает ряд особых технологических условий реализации восстанови- тельного процесса, которые заслуживают специального рассмот- рения. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПРОЦЕССА Процессы восстановления руд твердым углеродом при высоких температурах могут осуществляться по частным реакциям, пре- дусмотренным общей схемой I 4-* Г7етОП(ТП) /;С(Т11) [ ! 1 1 «¦ (Ре,„0„,) + п [С] = тРеж + лСО, ДЯ? = >0 (26) и сопровождаются значительным потреблением тепла как в микро- объемах, так и по всей реакционной зоне. Высокие температуры и недостаточно тесный, случайный контакт восстановителя и кусковых рудных материалов могут приводить к значительному развитию процесса их плавления, а также растворению углерода в жидком железе. В случае восстановления железа из окисного расплава твердым углеродом протекает суммарный процесс [379] (РеО) + СО = Ре(ж) + С02 (22) СОг + С(тв) = 2СО (11) (РеО) + С(Т11) = Ре(ж) + СО, К-п = ^. (27) При высоких температурах (более 1500° С) равновесие реакции (11) сдвинуто в сторону практически чистой окиси углерода. Необходимо отметить условность оценки степени приближения к равновесию реакций восстановления окислов металлов твердым углеродом в процессах, осуществляемых при атмосферном давле- нии и достаточно высоких температурах, когда Дг° < 0. При избытке углерода в системе Ме—О—С и непрерывном удалении газообразных продуктов реакции прямого восстановления всех типов I. /ИеО(тв.ж) + С = Л1е(тв.ж) + СО(С02), Дг? = —41575Т^рсо+со,- II . {Ме0) + С = [Me] + СО, Дг„ = - 4,575Т lg III. (МеО)+[С]=Ше] + СО, ^n = -W5rig^^- необратимы и протекают только в прямом направлении. Рассмат- ривая реакцию типа МеО 4- С как суммарную Рсо % С(^2 IV. MeO(IB.>K)4-CO = iWe(IB.«) + C02l Kiv = V. С02+С = 2СО Peo % Cu I. /ИеО(тв. Ж) + С = Me (ТВ. ж) СО, К\ = pio (% CO)2/?o-?-co, Peo, (о/0 С02) 100 о и решая совместно уравнения К\м и Км относительно рсо+со2> получаем Рсо+со, = Ягу/Су 0 л-Ягу). (28) Аналогичные уравнения могут быть получены и для реакций с участием растворов. ^ о Для случая восстановления чистых окислов при /> 1600 С и атмосферном давлении в реакционном объеме возникает соот- ношение р{10 » р, - 1 ат (рис. 38), которое свидетельствует 1 1000 100 §i ^ 10,0 <§ 0,10 0.01 == = --- -Fe30i, —7@ *c/ tVLIUI rL ?2 /_ ~J__ al ' Fe tr tlnO+C (Si0?+C? JLftn *C =fu - ?y 5-/ -H 500 700 900 1100 1300 1500 1700 : Температура °C Рис. 38. Зависимость равновесного парциального давления газов Рсо+С02 0Т темпеРа" туры для реакций прямого восстановления окислов железа (/, 2, 3), закиси "^РГДИГЧД,И' и кремнезема (5); треугольники — экспериментальные данные для реакции MnO + C L388J; кружки — для реакции Si02 + С [389 ] Q ,, ^ 129 У И. Ю. Кожевников 128 о направленности процессов МеО -f С и характеризует удаление от состояния равновесия. Положения точек а, а' и а" определяет температуры начал вос- становления чистых окислов: iFeo, с ^ 680° С, ?Mno, с ^ 1410° С
Авторские права © 2011 BooksOnChemistry. Все права защищены. |
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
