|
Бескоксовая металлургия железа - Кожевников И.Ю.Скачать (прямая ссылка):  железе, увеличение активностей (концентраций) соответствующих окислов в шлаке и углерода в жидком железе, а также снижение содержания окислов железа в шлаке. Последнее условие, отражая в основном термодинамические параметры, свидетельствует также о подчиненном значении кинетики, влияние которой проявляется лишь только на конечной стадии процесса. По мере извлечения железа и обогащения расплава окислами кремния и марганца повышается потенциальный предел восстановления и поэтому возрастает роль кинетики. Возможны и другие условия оконча- ния процесса. В случае образования основных железистых шла- ков восстановлением кремния можно пренебречь как вследствие снижения термодинамического потенциала, так и уменьшения скорости процесса. Принципиально возможны многочисленные пути, позволяющие регулировать полноту и скорость протекания реакций восстановле- ния кремния, марганца, хрома и других элементов из окисного расплава твердым углеродом и углеродом, растворенным в жидком железе. Важно подчеркнуть возможность его предумышленного направления в желаемую сторону, причем кинетические условия восстановления окисных расплавов твердым углеродом будут в зна- чительной мере определять степень реализации термодинамичес- кой возможности процесса только на конечной его стадии. Технологические условия промышленного процесса можно выбрать с таким расчетом, чтобы обеспечить в итоге селектив- ное извлечение железа. В доменной печи при наличии маложелезистых шлаков ней- трального типа и длительном взаимодействии реагентов одновре- менно с железом восстанавливаются кремний, марганец и фосфор и происходит науглероживание металла. Однако если в процессе восстановления руд твердым углеродом создать условия для не- полного, но стабильного извлечения железа в пределах 95—97%, то появляется возможность избежать науглероживания металла, обеспечить селективное восстановление железа и его частичное рафинирование. Следовательно, альтернатива технологических решений процессов восстановления сводится либо к практически полному извлечению железа при одновременном восстановлении кремния, марганца, фосфора и науглероживанию металла, либо к недостаточно полному восстановлению железа, но исключающему науглероживание, переход кремния, марганца и фосфора в металл. 143 142 Последний путь безусловно предпочтительнее, так как потеря 3—5% железа руды на первой стадии может устранить целый металлургический передел. 4. ПРОЦЕССЫ ВОССТАНОВЛЕНИЯ РАСПЛАВЛЕННЫХ РУД ТВЕРДЫМ УГЛЕРОДОМ Процессы подобного типа можно осуществлять в циклонной камере, электропечи, реакторе или ванне-копильнике по различ- ным технологическим схемам: продувка окисного расплава угле- воздушной или угле-газовой смесью; восстановление в газо-воз- душной струе содержащей частицы угля и расплавленной руды, а также растворенным в металле углеродом. Однако лишь незна- чительная часть предложенных схем восстановления расплавленных руд твердым углеродом была опробована в лабораторных и опытно- промышленных установках. Это объясняется исключительной сложностью технологической разработки таких процессов. ПРОДУВКА окисных РАСПЛАВОВ УГОЛЬНОЙ пылью Восстановление металлов путем продувки окисного расплава угле-воздушной смесью лежит в основе фьюминг-процессов про- изводства цинка, свинца и олова. Стабилизация технологического режима процессов типа (МеО) 4- С1И = Ме{л} 4- аСО 4- (1 — а) СО, (57) с целью наиболее полного извлечения металла встречает большие затруднения [420, 4211. Изменение состава шлака, значительные колебания температур, случайное течение гетерогенных эндо- и экзотермических реакций и ряд других непрерывно изменяющихся факторов делают необходимым применять сложные методы для регулировки суммарного процесса в наиболее выгодной области с оптимальным соотношением параметров технологического ре- жима [4221. Особенной сложностью отличается взаимосвязь температуры процесса с расходом угля и воздуха (в дутье), опре- деляющими в итоге состав газовой фазы. Исходя их теоретических расчетов теплообменных процессов и оценки кинетики реакций восстановления окислов железа тон- коизмельченным углем при высоких температурах*, Р. Руммель [3531 предложил установку для получения жидкого полупро- дукта из руды (рис. 43). Установка состоит из двух секций, где стадии предваритель- ного и окончательного восстановления разделяются. В первой секции предполагается осуществлять плавление руды с флюсом и восстановление окислов железа углеродом угля, вду- ваемого в расплав воздухом через тангенциально расположенные фурмы. В результате в кольцевом пространстве ванны между * См. параграф 3 этой главы. 20 Рис. 43. Принципиальная схема установки Руммеля:
Авторские права © 2011 BooksOnChemistry. Все права защищены. |
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
