|
Бескоксовая металлургия железа - Кожевников И.Ю.Скачать (прямая ссылка):  по существу генератором газа, диф- фузия газа в мельчайшие рудные частицы (порядка 0,045—0,075 мм) не лимитирует процесс. Напри- мер, установлено [528], что ско- рость реакций восстановления ру- ды газами снижается до тех пор, V у. '— ¦х- Al f * При d> а" всегда i^> а также (d — d')>x'. 1/ "1 IS' ?7 1200 1300 14001500 1600 7700 1800 Tennepomypa/C Рис. 71. Зависимость продолжительно- сти восстановления рудно-угольных окатышей (фСр до ~90%) различного диаметра от температуры [цифры у кри- вых — диаметр окатышей; для окаты- шей d — 6 мм зависимость рассчитана по уравнению (77)] 211 . о I340°C Л/420 ' • /500 --- 4 8 12 16 20 Диапетр окатьіша,ґт 24 Рис. 72. Зависимость продолжи- тельности восстановления рудно- угольных окатышей (до ~90%) от диаметра при различных тем- пературах (штриховые линии — продолжительность восстано- вления окатышей, размер кото- рых менее критического йг < < 5 мм) пока частицы руды не станут меньше расстояния микродиф- фузии. Подобные условия возникают в сферическом реакционном слое рудно-угольных окатышей, когда <i > а"', и по всему объему ока- тыша, когда d = а". В последнем случае весь объем окатыша бу- дет одновременно участвовать в восстановительном процессе. Экспериментальные данные в координатах lg (т — т') — lg I удовлетворительно укладываются на прямые линии lg (т — т') - lg А' — a lg /, где п ---- 5. Следовательно, уравнение (74) принимает вид T = ^(d-d')H-157r. (76) Анализ этого соотношения при t = const позволил определить коэффициент Л' : lg А' = 15,094. Из зависимости продолжитель- ности восстановления от размера окатыша (рис. 72) следует, что критический диаметр а" =-- 5 мм, а толщина сферического реак- ционного слоя, где совершается превращение FeO —> Fe, состав- ляет около 2—3 мм. Итак, экспериментальные данные описываются уравнением | J Ш15,094 1 j т = —рг-(d-5)+-60/Г- (77) При этом для комков диаметром d > 5 мм, восстановление которых осуществляется при 1400—1500° С и выше, вторым чле- ном уравнения (77) можно пренебречь. Величина т' -щ- при 1340 и 1420 и 1500° С соответственно равна 0,67; 0,28 и 0,14 мин. Продолжительность восстановления окатышей критического размера (d =sc 5 мм) до фсР ~ 90% при высоких температурах, рассчитанная по уравнению (75), приведена ниже: Температура, °С т', сек .... 1400 1500 1600 1800 20 9 4,2 1,2 Согласно опытным данным, окатыши диаметром 4—5 мм прак- тически полностью металлизируются (фсР — 90%) при 1400 и 1480° С за 22 и 13 сек соответственно. Это подтверждает примени- мость уравнения (75) для практических расчетов. ВЛИЯНИЕ ТИПА РУД И ВОССТАНОВИТЕЛЕЙ НА КИНЕТИКУ ПРОЦЕССА Использование магнетитовых концентратов или окалины в шихте окатышей и брикетов не изменяет основных кинетических закономерностей (рис. 73, 74). Концентрация закиси железа про- ходит через максимум, а содержание окиси железа весьма быстро снижается. Это подтверждает сохранение соотношения скоростей Уре3о4 > Урео, в результате чего до определенного момента вос- становления происходит «накопление» закиси железа, хотя пре- вращения Ре304 —> РеО и РеО —^ Ре и в этом случае совершаются одновременно. Действительно, при полном превращении Ре304 —> —> ЗРеС |- 1/202, что соответствует истинной степени восстановле- ния Ч'ср 25%, значительное количество закиси железа металли- зируется. Например, для рудно-угольных брикетов из концен- трата КМА (см. табл. 31, 32), восстановленных при 1500° С, получены следующие соотношения для 4% и срср: Восстановитель Сажа доменный Полукокс Антрацит литейный 1|Ъ..... 17,77 22,73 25,52 25,85 27,88 ФС)......13,15 18,04 16,38 17,67 14,81 О 2 4 0 2 4 0 2 и ,', Продолжительность 6осстанодления,тн *' Рис. 73. Изменение степени восстановления Фср и концентраций РеО, Ре203 и С в Рудно- топливных окатышах диаметрюм 18 мм пРи 1420° С: а — рудно-угольные окатыши шихты 1 (гематитовая руда синька + ленинск-кузнецкий полукокс); б — окалино-угольные окатышн шихты 4 (окалина + ленинск-кузнецкий полукокс); в — рудно-антрацнтовые окатыши шихты З (гематитовая руда синька + ли- ствянский антрацит), см, табл. 32 213 212 100 80 60 40 20, «о Полу КОКС \FfiOj ^FeO /с 2 4 Кокс доменный ( Гег03 hep FeO /с JxJ 80 60 ?0 20 - Антрацит / - -Fe203 г/ / (% FeO 0 2 4 Продолжи телонасть восстановления, мин
Авторские права © 2011 BooksOnChemistry. Все права защищены. |
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
