Sponsijzer: eigenschap, methoden om te verkrijgen, toepassing

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2023-12-17 10:36

Sponsijzer wordt verkregen door concentraten of ijzererts van hoge kwaliteit te verminderen onder omstandigheden van blootstelling aan relatief lage temperaturen - minder dan 1100 graden Celsius. Dergelijke processen sluiten het smelten van het erts en het sinteren ervan uit.

Geschiedenis

Het is al heel lang geleden bewezen dat het mogelijk is om meteen ijzer uit erts te halen. Onder laboratoriumomstandigheden is dit proces eenvoudig te implementeren. Als gevolg hiervan werden metaalbewerkers geconfronteerd met de taak om technologische methoden te creëren om ijzer in industriële volumes rechtstreeks uit erts te winnen. Nu zijn dergelijke methoden gevonden en in productie genomen.

IJzer dat rechtstreeks uit erts wordt gewonnen, wordt sponsachtig genoemd. En de ophaalmethoden zijn domeinloze of directe herstelmethoden.

De eerste experimenten om sponsijzer te verkrijgen zonder het gebruik van hoogovensmelten in de Sovjet-Unie werden uitgevoerd in de jaren 50 van de vorige eeuw.

De eerste productie van dit metaal werd in de jaren 70 in de industrie geïntroduceerd. De eerste technologische methoden om sponsijzer te produceren zonder het gebruik van een hoogoven verschilden onbeduidend.prestatie. Het resulterende product bevatte een grote verscheidenheid aan onzuiverheden.

Aardgas gaf een nieuwe impuls aan deze productie. In de jaren 80 van de twintigste eeuw begon het op grote schaal te worden gebruikt in de mijnbouw en metallurgische productie. Toen bleek dat het ideaal is voor de implementatie van de directe reductie van ijzer uit erts. Bovendien worden ook andere niet-natuurlijke gassen op grote schaal gebruikt (geassocieerd gas uit de olieproductie, gasfracties tijdens de vergassing van verschillende kolen, enz.).

Verbetering van technologische processen en hun introductie in de jaren '90 hebben ertoe geleid dat de energie-intensiteit en kapitaalkosten van de directe reductie van ijzer aanzienlijk zijn gedaald. Er begon een aanzienlijke toename van de productie van niet-gestraald ijzer.

Directe niet-domeinproductie van sponsijzer - processen waarbij metaal wordt teruggewonnen uit erts met behulp van gassen, vaste koolstof. En ook samen - vaste koolstof en gas. Het wordt uitgevoerd bij een temperatuur van ongeveer 1000 graden Celsius. Tegelijkertijd wordt het natuurlijke gesteente niet tot slakken gebracht, onzuiverheden erin worden niet hersteld, waardoor het metaal voldoende zuiver is. Experts noemen dit proces en andere termen:

• directe productie van sponsijzer;
• cokesvrije metallurgie;
• domeinloze metallurgie;
• gedeeltelijke metallisatie van erts.

Momenteel worden methoden van metaalwinning met dergelijke methoden op industriële schaal toegepast in Rusland, China, Zweden, Duitsland, Groot-Brittannië, Noorwegen enandere landen.

Alle bekende methoden zijn verdeeld in twee groepen:

• ijzer wordt gevormd wanneer het erts wordt blootgesteld aan een gasvormig reductiemiddel;
• onder invloed van een vast reductiemiddel op ijzererts.

Methoden voor het produceren van sponsijzer met behulp van een domeinloze methode zijn al bijna vijfhonderd jaar gepatenteerd.

Terugwinning van ijzer met een gasvormige substantie

Waterstof en koolmonoxide worden gebruikt voor gasreductie. Meestal wordt een methode gebruikt waarbij ijzererts wordt vermalen en verwarmd tot 850 graden, gevolgd door roosteren. Vervolgens wordt het naar een roterende buisoven gestuurd. Daar wordt het metaal gereduceerd onder invloed van reducerende gassen die naar de ertsmassa toe bewegen. Voordat het de oven verlaat, gaat het de koelcontainer binnen. Het eindproduct wordt vervolgens gemalen met behulp van een kogelmolen.

Vervolgens gaat de massa door een speciale magnetische scheider. Het door de separator gesorteerde ijzer gaat vervolgens onder de pers, die sponsijzer tot briketten vormt.

Ijzer verkrijgen door een vast reductiemiddel

Als de productie de technologie gebruikt om sponsijzer te produceren door middel van vaste reductie, dan omvat deze methode de volgende bewerkingen:

• vermalen en vermalen van erts;
• om een hoge ijzerconcentratie te bereiken, niet meer dan 3% ganggesteente, wordt magnetische verrijking uitgevoerd;
• verrijkt erts wordt gemengd met organische brandstof, waaronder zaagsel en andere soortgelijke organischestructuren;
• creatie van de resulterende massa briketten, gevolgd door hun overdracht naar de oven om te worden gebakken.

Terugwinning van ijzer vindt plaats door de verbranding van koolstof in briketten.

Het verkregen sponsijzer, zowel in vaste als gasvormige reductie, wordt vervolgens naar standaardverwerking gestuurd om staal te verkrijgen.

Omsmelten wordt meestal uitgevoerd in elektrische ovens, terwijl de benodigde hoeveelheid koolstof en andere onzuiverheden in het metaal worden geïntroduceerd.

Classificatie van processen

Metallurgisten classificeren de processen van de productie van hoogovenijzer volgens het type eindproduct, namelijk:

• productie van materialen voor hoogoven met gedeeltelijke metallisatie (van 30 tot 50 procent);
• productie van sponsachtig ijzer, een vast product, sterk gemetalliseerd (van 85 tot 95 procent), voor latere verwerking tot staal;
• productie van bloeiijzer, gemetalliseerd plastic product;
• productie van halffabrikaat of vloeibaar ijzer voor verder smeltproces.

Directe herstelproducten

Vier soorten worden gewoonlijk geclassificeerd als producten voor directe ijzerreductie:

• sponsachtig;
• gemetalliseerde lading;
• flitsend;
• gietijzer of tussenproduct van koolstof.

Sponsachtig strijkijzer

Het wordt verkregen als resultaat van processen waarbij de reductie van metalen plaatsvindt zonder te smelten, bij een temperatuur van minder dan 1000-1200 graden Celsius. procedurevan wat de oorspronkelijke grondstof was, massief sponsijzer - poreuze structuren of pellets. In bepaalde gevallen is het een metaalpoeder. Wanneer dit metaal ook wordt gekenmerkt door het feit dat het een vrij hoge porositeit heeft (in de vorm van een spons) doordat tijdens de restauratie de volumetrische eigenschappen van de grondstof kleine veranderingen hebben ondergaan.

Het poreuze oppervlak van dergelijk ijzer leidt tot een hoge mate van oxidatie tijdens opslag en transport, wanneer het wordt blootgesteld aan een ongunstige omgeving (hoge luchtvochtigheid).

De chemische samenstelling van dit metaal dankt zijn samenstelling aan de oorspronkelijke grondstof (erts). In vergelijking met schroot is sponsijzer schoner. Het heeft een minimale aanwezigheid van onzuiverheden van andere metalen.

Sponsijzer verkregen door directe reductie onderscheidt zich ook door de aanwezigheid van kale rotsen erin. Omdat het bronmateriaal rijk is aan concentraten en ertsen, wordt het niet onderworpen aan extra zuivering. Als gevolg hiervan bevat ijzer alle insluitsels van het afvalgesteente van het oorspronkelijke erts.

Sponsijzer heeft zijn weg gevonden naar het maken van staal, het maken van ijzerpoeder en het carboneren van koper.

Gemetalliseerde lading

Gedeeltelijk gereduceerd ijzer wordt gemetalliseerde lading genoemd. Het wordt gebruikt om het smeltproces te koelen, maar ook om vervolgens te smelten in hoogovens. Het herstelniveau van de gemetalliseerde lading is lager dan 80%. Sponsijzer is veel schoner, matehet herstel is meer dan 90%.

Schreeuwijzer

Verdomd heet heet ijzer wordt geproduceerd in buisvormige draaitrommelovens. De hersteltemperatuur varieert van 1100 tot 1200 graden Celsius. Dit product is een kleine metaaldeeltjes waarin slakken onzuiverheden bevatten. Het slakvolume in bloeiijzer is hoog, ongeveer 10-20 procent. Dit ijzer onderscheidt zich door aanzienlijke onzuiverheden van zwavel en fosfor.

Kritsu toepassen voor latere hersmelting in hoogovens. Afzonderlijke technologieën gebruiken dit product bij de staalproductie in elektrische ovens.

Koolstof tussen- of gietijzer

Deze producten worden geproduceerd met behulp van technologie voor terugwinning van vaste brandstoffen. Volgens hun kenmerken zijn ze vergelijkbaar met die gesmolten in hoogovens. Bovendien wordt halfkoolstof of gietijzer soms verkregen met veel minder vreemde stoffen.

Verder werken met deze materialen om staal te verkrijgen wordt op traditionele manieren uitgevoerd.