Fier cu burete: proprietate, metode de obținere, aplicare

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-17 10:39

Fierul burete se obține prin reducerea concentratelor sau a minereurilor de fier de în altă calitate în condiții de expunere la temperaturi relativ scăzute - mai puțin de 1100 de grade Celsius. Astfel de procese exclud topirea minereului și sinterizarea acestuia.

Istorie

S-a dovedit cu mult timp în urmă că este posibil să obțineți fier din minereu imediat. În condiții de laborator, acest proces este ușor de implementat. Drept urmare, metalurgiștii s-au confruntat cu sarcina de a crea metode tehnologice pentru extragerea fierului în volume industriale direct din minereu. Acum astfel de metode au fost găsite și introduse în producție.

Fierul obținut direct din minereu se numește spongios. Și metodele de recuperare sunt metode fără domeniu sau de restaurare directă.

Primele experimente de obținere a fierului din burete fără utilizarea topirii în furnal în Uniunea Sovietică au fost întreprinse în anii '50 ai secolului trecut.

Prima producție a acestui metal a fost introdusă în industrie în anii 70. Primele metode tehnologice de producere a fierului burete fără utilizarea unui furnal au diferit nesemnificativ.performanţă. Produsul rezultat conținea o mare varietate de impurități.

Gazul natural a dat un nou impuls acestei producții. În anii 80 ai secolului XX, a început să fie utilizat pe scară largă în producția minieră și metalurgică. Apoi s-a constatat că este ideal pentru implementarea reducerii directe a fierului din minereu. Mai mult, au început să fie utilizate pe scară largă și alte gaze nenaturale (gaz asociat din producția de petrol, fracțiuni de gaze în timpul gazificării diverșilor cărbuni etc.).

Îmbunătățirea proceselor tehnologice și introducerea lor în anii 90 a dus la faptul că intensitatea energetică și costurile de capital ale reducerii directe a fierului au scăzut semnificativ. A început o creștere semnificativă a producției de fier non-sablă.

Producție directă în afara domeniului fierului burete - procese când metalul este recuperat din minereu cu ajutorul gazelor, carbon solid. Și, de asemenea, împreună - carbon solid și gaz. Se efectuează la o temperatură de aproximativ 1000 de grade Celsius. În același timp, roca naturală nu este adusă la zgură, impuritățile din ea nu sunt restaurate, drept urmare metalul este suficient de pur. Experții numesc acest proces și alți termeni:

• producție directă de fier cu burete;
• metalurgie fără cocs;
• metalurgie fără domeniu;
• metalizare parțială a minereului.

În prezent, metode de extragere a metalelor prin astfel de metode la scară industrială sunt practicate în Rusia, China, Suedia, Germania, Marea Britanie, Norvegia și alte țări.

Toate metodele cunoscute sunt împărțite în două grupuri:

• fierul se formează atunci când minereul este expus la un agent reducător gazos;
• sub influența unui agent reducător solid asupra minereului de fier.

Metode pentru producerea fierului burete folosind o metodă fără domeniu au fost brevetate pentru aproape cinci sute.

Recuperarea fierului cu o substanță gazoasă

Hidrogenul și monoxidul de carbon sunt utilizați pentru reducerea gazoasă. De obicei, se folosește o metodă când minereul de fier este zdrobit și încălzit la 850 de grade, urmat de prăjire. Apoi este trimis la un cuptor cu tub rotativ. Acolo, metalul este redus sub influența gazelor reducătoare care se deplasează spre masa minereului. Înainte de a părăsi cuptorul, acesta intră în recipientul de răcire. Produsul final este apoi măcinat folosind o moară cu bile.

Ulterior, masa trece printr-un separator magnetic special. Fierul de călcat sortat de separator trece apoi sub presă, care transformă fierul burete în brichete.

Obținerea fierului printr-un agent reducător solid

Dacă producția folosește tehnologia de producere a fierului burete prin reducere solidă, atunci această metodă presupune următoarele operații:

• concasarea și măcinarea minereului;
• pentru a obține o concentrație mare de fier, nu mai mult de 3% gangă, se efectuează îmbogățirea magnetică;
• minereul îmbogățit este amestecat cu combustibil organic, care include rumeguș și alte substanțe organice similarestructuri;
• crearea masei rezultate de brichete, urmată de transferul acestora în cuptor pentru ardere.

Recuperarea fierului are loc din cauza arderii carbonului conținut în brichete.

Fierul burete obținut, atât în reducerea solidă, cât și în cea gazoasă, este ulterior trimis la procesare standard pentru a obține oțel.

Retopirea se realizează de obicei în cuptoare electrice, în timp ce cantitatea necesară de carbon și alte impurități sunt introduse în metal.

Clasificarea proceselor

Metalurgiștii clasifică procesele de producție a fierului în furnal în funcție de tipul produsului final și anume:

• producție de materiale pentru furnal cu metalizare parțială (de la 30 la 50 la sută);
• producția de fier spongios, un produs solid, puternic metalizat (de la 85 la 95 la sută), pentru prelucrarea ulterioară în oțel;
• producție de fier înflorit, produs metalizat din plastic;
• producție de fier semifabricat sau lichid pentru procesul de topire ulterioară.

Produse de restaurare directă

Patru tipuri sunt de obicei clasificate ca produse de reducere directă a fierului:

• spongios;
• taxă metalizată;
• folositor;
• fontă sau intermediar de carbon.

Fier de călcat spongios

Se obține în urma unor procese când reducerea metalelor are loc fără topire, la o temperatură mai mică de 1000-1200 de grade Celsius. procedurădin ceea ce a fost materia primă inițială, fier din burete solid - structuri poroase, sau peleți. În anumite cazuri, este o pulbere metalică. Când acest metal se caracterizează și prin faptul că are o porozitate destul de mare (în formă de burete) datorită faptului că în timpul restaurării, caracteristicile volumetrice ale materiei prime au suferit modificări minore.

Suprafața poroasă a unui astfel de fier duce la un grad ridicat de oxidare în timpul depozitării și transportului, atunci când este expusă la un mediu nefavorabil (umiditate ridicată).

Compoziția chimică a acestui metal își datorează compoziția materiei prime inițiale (minereul). În comparație cu deșeurile, fierul cu burete este mai curat. Are o prezență minimă de impurități ale altor metale.

De asemenea, fierul burete obținut prin reducere directă se remarcă și prin prezența rocilor sterpe în el. Datorită faptului că materialul sursă este bogat în concentrate și minereuri, acesta nu este supus unei epurări suplimentare. Drept urmare, fierul conține toate incluziunile rocii sterile ale minereului original.

Fierul burete și-a găsit drum în fabricarea oțelului, în fabricarea pulberii de fier și în cementarea cuprului.

Taxă metalizată

Fierul parțial redus se numește sarcină metalizată. Este folosit pentru răcirea procesului de topire, precum și pentru topirea ulterioară în furnalele în alte. Nivelul de recuperare al sarcinii metalizate este sub 80%. Fierul burete este mult mai curat, gradrecuperarea sa este de peste 90%.

Scream fier

Fierul fierbinte al naibii este produs în cuptoare tubulare rotative. Temperatura sa de recuperare variază de la 1100 la 1200 de grade Celsius. Acest produs este o particule mici de metal în care impurități de zgură. Volumul de zgură din fierul înflorit este mare, aproximativ 10-20 la sută. Acest fier se distinge prin impurități semnificative de sulf și fosfor.

Aplicați kritsu pentru topirea ulterioară în furnalele în alte. Tehnologii separate folosesc acest produs în fabricarea oțelului în cuptoare electrice.

Carbon intermediar sau fontă

Aceste produse sunt produse prin tehnologia de recuperare a combustibilului solid. După caracteristicile lor, sunt asemănătoare cu cele topite în furnalele în alte. În plus, fonta semicarbonică sau fontă se obține uneori cu mult mai puține materii străine.

Lucrările suplimentare cu aceste materiale pentru a obține oțel sunt efectuate în mod tradițional.