|
Бескоксовая металлургия железа - Кожевников И.Ю.Скачать (прямая ссылка):  плавляемом металле процесса Любатти затруденно случайным развитием реакций восстановления и науглероживания в локаль- ных участках угольно-шлакового слоя. Основные недостатки процесса Любатти — отсутствие необ- ходимых условий для полного дожигания выделяющейся окиси углерода и утилизации тепла отходящих газов, а также возмож- ные потери мелких частиц руды и угля с технологическими газами, весьма высокий расход электроэнергии. Поэтому можно полагать, что процесс Любатти не найдет широкого промышленного приме- нения. Способ Института черной металлургии (ФРГ) По этому способу [458] тонкоизмельченная железная руда или колошниковая пыль восстанавливается в электропечи сопро- тивления в угольно-рудном кипящем слое. Угольные электроды погружают в слой твердой рудно-угольной шихты так, что их концы находятся вблизи поверхности шлака (рис. 53). Восстано- вительный процесс сопровождается выделением газов и интенсив- ным перемешиванием частиц твердой шихты, состоящей из руды и угля, пропитанных жидким шлаком. Так образуется гетерогенный угольно-рудный кипящий слой, который имеет ряд преимуществ. Благодаря интенсивному перемешиванию взвешенных твердых частиц температура восстанавливаемого слоя быстро выравнивается и облегчается подвод тепла к различным участкам зоны реакций восстановления. Вследствие низкой плотности пенистого шлака, появляющегося в угольно-рудном кипящем слое, его электросо- противление в несколько раз превышает сопротивление слоя обыч- ного жидкого шлака. Поэтому падение напряжения между элек- тродами значительно повышается и, согласно измерениям, при- мерно равно падению напряжения в кипящем слое, состоящем исключительно из угля. Кроме того, при погружении электродов в пенистый шлак расход их значительно ниже, чем при обычном жидком шлаке. Расплавленные частицы восстановленного железа и шлака объединяются в крупные капли, которые выпадают из кипящего слоя, собираясь на подине восстановительного агрегата. Указанный способ был реализован в лабораторных условиях в Институте черной металлургии в Аахене (ФРГ) на печи сопро- тивления мощностью до 40 ква. В дальнейшем была построена по- лупромышленная печь шахтного типа мощностью 200 ква с макси- мальным рабочим напряжением 380 в (рис. 55). 162 ' >; . . Три графитовых электрода погружены на 200 мм в кипя- щий слой, общая высота кото- рого вместе со слоем шлака со- ставляет 500 мм. Печь работает на трехфазном токе. Отходящий газ по газопроводам отводится в пылеуловительную камеру с водяным затвором и далее сжигается. Процесс в угольно-рудном кипящем слое осуществляется непрерывно и регулировался скоростью подачи угля и руды. Глубиной погружения электро- дов регулировали при заданном напряжении силу тока и, сле- довательно, потребляемую мощ- ность. Расход электроэнергии при получении жидкого металла из гематитовой руды составлял 2500 кет-ч/т, что примерно соответствует расходу электро- энергии на обычной электриче- ской низкошахтной печи. При работе на кислых шла- ках без добавки флюса произво- дительность опытной печи соста- вляла 160 кг/(мг-ч), что превы- шает производительность низкошахтных печей [Ш кг!{мг -ч)\. При использовании предварительно восстановленной руды удельная производительность опытной печи, по расчетам В. Венцеля, может быть увеличена до 190 кг/(м2-ч). По-видимому, в данном случае переоценивается влияние предварительного восстановления руды, так как при этом снизятся количество и скорость выделения технологических газов, интенсивность кипения и, следовательно, ухудшатся условия массо- и теплообмена. Проведенные опыты позволили установить значительные коле- бания содержания углерода (0,5—4,0%) и кремния (0,1 — 13,0%) в металле, причем эти изменения имели случайный характер. При выплавке металла с высокой концентрацией кремния в шла- ках почти не содержалось окислов железа. Однако при содержа- нии кремния в металле менее 1 % в шлаке присутствовало 2,4— 10% железа. В опытах было опробовано восстановление руд различных типов: гематитовых, магнетитовых и бурого железняка с исноль- 11 * 163 Рис. 55. Электропечь сопротивления Ин- ститута черной металлургии (ФРГ) для восстановления руд твердым углеродом в угольно-рудном кипящем слое: / — крышка печи; 2 — электрододержа- телн; 3 — бункера для руды и угля; 4 — шнек; .5 — бункер для флюса; 6 — гра- фитовый электрод; 7 — газоотвод зованием кокса, битуминозного и бурого угля. Установлено, что оптимальный размер частиц шихты составляет около 0,5 мм. При применении бурого угля, по-видимому, целесообразно исполь- зовать более крупные фракции, так как в печи при прокаливании угля происходит его растрескивание и измельчение.
Авторские права © 2011 BooksOnChemistry. Все права защищены. |
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
