Процесс - восстановление - железо
Cтраница 3
Железо получают из руд путем восстановления его углеродом и окисью углерода. Процесс ведут в специальных печах, называемых доменными печами, или д о м и а м и, откуда и сам процесс восстановления железа в этих печах получил название доменного процесса. [31]
Сплавы железа с углеродом, содержащие свыше 2 14 % углерода, называют чугунами. Их получают путем восстановления железа из оксидов, содержащихся в рудах. Процесс восстановления железа ведут в доменных печах. В зависимости от назначения и места дальнейшей переработки различают чугуны передельные ( примерно 80 % от всего выпуска), предназначенные для переработки в сталь, и литейные, поступающие на машиностроительные заводы и используемые в качестве исходного материала для изготовления литых заготовок. [32]
Сверху ( через колошниковое отверстие) в домну послойно загружают железную руду, кокс и флюсы. Снизу поднимаются газообразные продукты горения кокса, в частности восстановитель - оксид углерода ( II) СО. Чтобы ускорить процесс восстановления железа и поддержать высокую температуру, в нижнюю часть домны через отверстия ( фурмы) вдувают горячий воздух, обогащенный кислородом. [33]
Сверху ( через колошниковое отверстие) в домну послойно загружают железную руду, кокс и флюсы. Снизу поднимаются газообразные продукты горения кокса, в частности восстановитель оксид углерода ( II) СО. Чтобы ускорить процесс восстановления железа и поддержать высокую температуру, в нижнюю часть домны через отверстия ( фурмы) вдувают горячий воздух, обогащенный кислородом. [34]
Обжиг производят в рудообжигательных печах при темпера-туре-400 - 500 С. Назначение его - удаление из руды влаги, углекислого газа и частичного выжигания серы, вследствие чего повышается пористость и чистота руды. Увеличение пористости облегчает процесс восстановления железа, а чистота повышает качество металла. [35]
Если в вытекающем шлаке находится восстановленное железо, то в гранулирующем резервуаре может произойти взрыв гремучего газа. В этот момент к резервуару никто не должен приближаться. Необходимо тотчас же воспрепятствовать процессу восстановления железа в шлаке, например улучшением тонкости помола сжигаемой пыли. [36]
Ее развитие вправо требует еще более высокой температуры и высокой концентрации СО в газовой фазе. Но, как показывают исследования, в печи для этого есть необходимые условия, так как выше температуры 950 С в газовой фазе присутствует только СО. Наряду с СО в процессах восстановления железа из окислов значительную роль играет и твердый углерод. Это взаимодействие происходит за счет непосредственных контактов окислов руды с восстановителем во время перемещения руды в печи, а также в горячей зоне печи за счет соприкосновения кусков кокса с жидкими шлаками, содержащими закись железа. [37]
 |
Доменная печь. [38] |
При помощи засыпного аппарата 1 шихту загружают в колошник каждые 10 - 15 мин. Из колошника через газоотводы 2 отводят газ. Сырьевая шихта движется вниз по шахте, имеющей вид усеченного конуса, подогревается, после чего происходят процессы восстановления железа. В горн через фурмы 11 вдувают горячий воздух для горения топлива. В области фурм температура достигает 1600 - 1800 С. Восстановленное в области распара ( 900 С) и заплечиков ( 1000 С) металлическое железо проходит зону высоких температур, плавится, насыщается углеродом и стекает в горн в виде чугуна. [39]
При помощи засыпного аппарата в колошник каждые 5 - 10 мин загружают шихту. Из колошника непрерывно отводят выделяющиеся доменные газы. Исходные материалы, двигаясь вниз по шахте, имеющей вид усеченного конуса, подогреваются, после чего происходят процессы восстановления железа. В гори через фурмы вдувают горячий воздух для горения топлива, в результате этого в районе фурм ( верхняя часть горна) температура достигает 1600 - 1800 С и более. Для интенсификации процесса на ряде заводов в дутье добавляют кислород и природный газ. Восстановленное в области распара ( 900 С) и заплечиков ( свыше 1000 С) металлическое железо, проходя зону высоких температур, плавится, насыщается углеродом и стекает в гори в виде чугуна. Заделку и пробивание чугунной летки выполняют пневматические или электрические машины с дистанционным управлением. Стальной кожух доменной печи внутри футеруется огнеупорным шамотным кирпичом. Кроме того, для уменьшения выгорания футеровка охлаждается специальными холодильниками, которые расположены внутри нее. [40]
Процесс восстановления окислов железа осуществляют в специальных доменных печах ( д о м и а х), работающих по принципу противотока. Сверху через колошниковое отверстие в домну послойно загружают железную руду, кокс и флюсы. Снизу вверх поднимаются газообразные продукты горения кокса и, в частности, восстановитель - одноокись углерода СО. Для ускорения процесса восстановления железа и поддержания высокой температуры в нижнюю часть домны через отверстия - фурмы - вдувают горячий воздух, обогащенный кислородом. [41]
Перспективы применения водорода универсальны. В черной металлургии уже известны методы прямого восстановления железа из руды смесью водорода и окиси углерода. Разрабатываются установки и исследуются процессы восстановления железа из руд чистым водородом. В цветной металлургии использование водорода в качестве восстановителя цветных металлов из руд может коренным образом преобразовать металлургическое производство, сделать его более эффективным. В химической промышленности водород необходим при синтезе аммиака, метанола, гидрогенезации жиров, значительные количества водорода потребуются для синтеза ряда органических продуктов. Жидкий водород может быть использован как автомобильное и авиационное топливо. [42]
При увеличении высоты печи температура верхних и нижних ее частей значительно различалась. При определенной высоте печи в верхних частях ее на большом протяжении температура становилась ниже той, которая необходима для шлакования закиси железа. Однако температура все же достаточна для восстановления железа из его окислов. Поэтому в высоких шахтных печах процессы восстановления железа и шлакования совершаются на различных горизонтах и в различные периоды: сначала в верхних частях печи происходит восстановление, а в нижних горизонтах идет шлакование. Если загруженные материалы ( шихта) будут опускаться медленно, то значительная часть окислов успеет восстановиться прежде, чем шихта достигнет горизонта с высокой температурой, где происходит шлакование. [43]
Страницы: 1 2 3