|
Бескоксовая металлургия железа - Кожевников И.Ю.Скачать (прямая ссылка):  20 до 70% с уменьшением их размеров в указанных пределах [44]. Отмечается также, что в связи с большей пористостью агло- мерата степень восстановления в меньшей степени зависит от размеров кусков, чем для руды. В работе [46] установлено снижение восстановимости окаты- шей с увеличением их диаметра от 5,5 до 13 мм. При этом процесс находится в переходной области, контролируемой как диффузион- ными звеньями, так и кристаллохимическими превращениями. Аналогичное влияние размера частиц руды от 2 до 15 мм на скорость процесса их восстановления смесью газов СО -(- Н2 установлено в работе [47 и др.] В ряде экспериментальных работ [19, 48—50] указывается на независимость восстановимости руд различного типа от раз- меров сферического куска при диаметре менее 0,6—1,0 мм. Ниже 1 По данным [45], достигаемая степень восстановления руды газами прямо пропорциональна ее пористости. 2* 19 о со Содержание Н2, СО, % Рис. 4. Зависимость продолжи- тельности восстановления (до 95%) железорудных окатышей диаметром 30 мм от состава газа-восстановителя при 900° С [80, 82] определенного критического предела крупности рудного материала реакция восстановления газами начинается одно- временно во всех точках зерна и ско- рость реакций уже не зависит от даль- нейшего измельчения частиц [51 ]. В ча- стности, установлено, что более или менее равномерное восстановление водо- родом происходит в слое зерен руды ,0^'п размером 1—2 мм [52]. Из этого следует практический вывод о критическом размере кусков руды, ограничивающем предел эффективности ее дробления с точки зрения кинетики процесса вос- становления. Понятие «восстановимость руд» имеет смысл только для условий восстановления, когда лимитирующими звеньями являются процессы диффузии, т. е. для куско- вых руд. В случае растрескивания частиц руды и изменения «эффективной» поверхности, на которой протекает реакция, скорость процесса оказывается мало зависящей от исходного размера частиц. Спекание мелких частиц, наоборот, может при- вести к уменьшению скорости и снижению степени восстановле- ния [53]. Скорость восстановления руд при прочих равных условиях зависит также от состава газовых смесей СО—Н2, увеличиваясь с повышением концентрации водорода (рис. 4). При применении смеси, содержащей около 50% Н2, достигается скорость процесса, близкая к максимальной. Этот вывод приобретает большое прак- тическое значение. В случае применения водорода процесс вос- становления протекает с большой скоростью в начальной стадии, а затем замедляется [54]. При использовании окиси углерода скорость восстановления, наоборот, вначале ниже, а на конечных стадиях процесс протекает более интенсивно. Снижение работы газа и скорости процесса восстановления на последней стадии превращения РеО - > Ре в связи с накопле- нием газообразных продуктов (Н20) и металлического железа заставляет расчленять промышленные процессы на несколько ступеней. В таких условиях значительно усложняются техноло- гические схемы процессов. Несмотря на ряд преимуществ восстановления руд газами, осуществление этих процессов в промышленных условиях встре- чает большие затруднения по следующим причинам: низкая работа газа-восстановителя и, как следствие, необхо- димость проводить процесс с участием огромных объемов рецир- кулирующего газа и расчленять процесс восстановления па 2—3 ступени; 20 необходимость использования 'только очень богатых руд опти- мального гранулометрического состава; необходимость проведения процессов при температурах ниже 1000—1100° С. Эта группа процессов основана, таким образом, на весьма неблагоприятных термодинамических и кинетических параметрах и не имеет поэтому объективных предпосылок и перспектив ДЛЯ коренного улучшения. 2. ВОССТАНОВЛЕНИЕ РУД ТВЕРДЫМ УГЛЕРОДОМ Анализируя недостатки восстановления руд газами, А. А. Бай- ков пришел к заключению, что «... с точки зрения практического выполнения восстановление руд твердым углеродом является более целесообразным». В этом случае нет необходимости в под- воде газа извне «. . . так как смесь руды и угля является гене- ратором газа ...» [21 ]. Углерод обладает большим сродством к кислороду, особенно при высоких температурах, когда прочность его низшего окисла с повышением температуры все более возрастает. Это вытекает из анализа функций Аг° = / (7) для реакций горения углерода
Авторские права © 2011 BooksOnChemistry. Все права защищены. |
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
