Sünger demir: özellik, elde etme yöntemleri, uygulama

2024 Yazar: Howard Calhoun | [email protected]. Son düzenleme: 2023-12-17 10:43

Sünger demir, nispeten düşük sıcaklıklara - 1100 santigrat dereceden düşük - maruz kalma koşulları altında konsantrelerin veya yüksek kaliteli demir cevherlerinin indirgenmesiyle elde edilir. Bu tür işlemler cevherin eritilmesini ve sinterlenmesini içermez.

Tarih

Cevherden hemen demir elde etmenin mümkün olduğu çok uzun zaman önce kanıtlandı. Laboratuvar koşullarında bu işlemin uygulanması kolaydır. Sonuç olarak, metalürjistler, endüstriyel hacimlerde demiri doğrudan cevherden çıkarmak için teknolojik yöntemler oluşturma göreviyle karşı karşıya kaldılar. Şimdi bu tür yöntemler bulundu ve üretime girdi.

Doğrudan cevherden elde edilen demire süngerimsi denir. Ve alma yöntemleri, etki alanı olmayan veya doğrudan geri yükleme yöntemleridir.

Sovyetler Birliği'nde yüksek fırın eritme kullanılmadan sünger demir elde etme konusundaki ilk deneyler, geçen yüzyılın 50'li yıllarında yapıldı.

Bu metalin ilk üretimi 70'li yıllarda sektöre girmiştir. Yüksek fırın kullanılmadan sünger demir üretmek için ilk teknolojik yöntemler önemsiz derecede farklıydı.verim. Ortaya çıkan ürün çok çeşitli safsızlıklar içeriyordu.

Doğal gaz bu üretime yeni bir ivme kazandırdı. XX yüzyılın 80'lerinde madencilik ve metalurji üretiminde yaygın olarak kullanılmaya başlandı. Daha sonra, demirin cevherden doğrudan indirgenmesinin uygulanması için ideal olduğu bulundu. Ayrıca, diğer doğal olmayan gazlar da yaygın olarak kullanılmaya başlanmıştır (petrol üretiminden kaynaklanan gaz, çeşitli kömürlerin gazlaştırılması sırasındaki gaz fraksiyonları vb.).

Teknolojik süreçlerin iyileştirilmesi ve 90'larda tanıtılması, demirin doğrudan az altılmasının enerji yoğunluğunun ve sermaye maliyetlerinin önemli ölçüde azalmasına neden oldu. Yüksek olmayan demir üretiminde önemli bir artış başladı.

Doğrudan sünger demir üretimi - gazlar, katı karbon yardımıyla cevherden metalin geri kazanıldığı süreçler. Ve ayrıca birlikte - katı karbon ve gaz. Yaklaşık 1000 santigrat derece sıcaklıkta gerçekleştirilir. Aynı zamanda, doğal kaya cüruf haline getirilmez, içindeki safsızlıklar geri yüklenmez, bunun sonucunda metal yeterince saf olur. Uzmanlar bu süreci ve diğer terimleri şöyle adlandırır:

• doğrudan sünger demir üretimi;
• koksuz metalurji;
• alansız metalurji;
• cevherin kısmi metalizasyonu.

Şu anda, endüstriyel ölçekte bu tür yöntemlerle metal madenciliği yöntemleri Rusya, Çin, İsveç, Almanya, Büyük Britanya, Norveç vediğer ülkeler.

Bilinen tüm yöntemler iki gruba ayrılır:

• demir, cevher gaz halindeki indirgeyici bir maddeye maruz kaldığında oluşur;
• katı bir indirgeyici maddenin demir cevheri üzerindeki etkisi altında.

Alansız bir yöntem kullanarak sünger demir üretme yöntemleri, neredeyse beş yüz için patentlidir.

Gaz halindeki bir madde ile demirin geri kazanılması

Hidrojen ve karbon monoksit gaz halinde indirgeme için kullanılır. Genellikle, demir cevheri ezilip 850 dereceye kadar ısıtıldıktan sonra kavurma işlemi yapıldığında bir yöntem kullanılır. Daha sonra döner borulu fırına gönderilir. Orada metal, cevher kütlesine doğru hareket eden indirgeyici gazların etkisi altında indirgenir. Fırından çıkmadan önce soğutma kabına girer. Nihai ürün daha sonra bir bilyalı değirmen kullanılarak öğütülür.

Ardından kütle özel bir manyetik ayırıcıdan geçer. Ayırıcı tarafından ayrılan demir daha sonra presin altına girer ve sünger demiri briket haline getirir.

Katı bir indirgeyici madde ile demir elde edilmesi

Üretim, katı indirgeme ile sünger demir üretme teknolojisini kullanıyorsa, bu yöntem aşağıdaki işlemleri içerir:

• kırma ve öğütme cevheri;
• yüksek bir demir konsantrasyonu elde etmek için, en fazla %3 gang, manyetik zenginleştirme gerçekleştirilir;
• zenginleştirilmiş cevher, talaş ve diğer benzer organik maddeleri içeren organik yakıtla karıştırılır.yapılar;
• Sonuçta elde edilen briket kütlesinin oluşturulması, ardından bunların ateşleme için fırına aktarılması.

Demir geri kazanımı, briketlerde bulunan karbonun yanması nedeniyle gerçekleşir.

Hem katı hem de gaz halinde indirgemede elde edilen sünger demir, daha sonra çelik elde etmek için standart işlemeye gönderilir.

Yeniden eritme genellikle elektrikli fırınlarda yapılırken gerekli miktarda karbon ve diğer safsızlıklar metale verilir.

Süreçlerin sınıflandırılması

Metalurji uzmanları, yüksek fırın demiri üretim süreçlerini nihai ürünün türüne göre sınıflandırır, yani:

• kısmi metalizasyonlu yüksek fırın malzemeleri üretimi (yüzde 30'dan yüzde 50'ye);
• sonradan çeliğe dönüştürülmek üzere yüksek oranda metalize edilmiş (yüzde 85'ten 95'e kadar) katı bir ürün olan süngerimsi demir üretimi;
• Global demir, plastik metalize ürün üretimi;
• Daha ileri ergitme işlemi için yarı mamul veya sıvı demir üretimi.

Doğrudan Geri Yükleme Ürünleri

Dört tür genellikle doğrudan demir az altma ürünleri olarak sınıflandırılır:

• süngerimsi;
• metalize yük;
• gösterişli;
• dökme demir veya karbon ara maddesi.

Süngerimsi demir

Metallerin indirgenmesinin erimeden, 1000-1200 santigrat derecenin altındaki bir sıcaklıkta gerçekleştiği işlemler sonucunda elde edilir. devam ediyorilk hammaddeden, katı sünger demir - gözenekli yapılar veya peletler. Bazı durumlarda, bir metal tozudur. Bu metal, restorasyon sırasında hammaddenin hacimsel özelliklerinin küçük değişikliklere uğraması nedeniyle oldukça yüksek bir gözenekliliğe (sünger şeklinde) sahip olmasıyla da karakterize edildiğinde.

Bu tür demirin gözenekli yüzeyi, uygun olmayan bir ortama (yüksek nem) maruz kaldığında, depolama ve nakliye sırasında yüksek derecede oksidasyona yol açar.

Bu metalin kimyasal bileşimi, bileşimini orijinal hammaddeye (cevhere) borçludur. Hurda ile karşılaştırıldığında sünger demir daha temizdir. Diğer metallerin safsızlıklarının minimum varlığına sahiptir.

Ayrıca, doğrudan indirgeme ile elde edilen sünger demir, içindeki çorak kayaların varlığı ile de ayırt edilir. Kaynak materyalin zengin konsantreler ve cevherler olması nedeniyle ek arıtmaya tabi tutulmaz. Sonuç olarak demir, orijinal cevherin atık kayasının tüm kapanımlarını içerir.

Sünger demir, çelik yapımında, demir tozu yapımında ve bakır karbonlamada kendine yer buldu.

Metalize şarj

Kısmen indirgenmiş demire metalize yük denir. Eritme işlemini soğutmak ve ayrıca yüksek fırınlarda daha sonra eritmek için kullanılır. Metalize yükün geri kazanım seviyesi %80'in altındadır. Sünger demir çok daha temiz, dereceiyileşmesi %90'ın üzerinde.

Çığlık demir

Lanetsiz sıcak demir borulu döner fırınlarda üretilir. Kurtarma sıcaklığı 1100 ila 1200 santigrat derece arasında değişir. Bu ürün, cüruf safsızlıklarının olduğu küçük bir metal parçacıktır. Kabarık demirdeki cüruf hacmi yüksektir, yaklaşık yüzde 10-20. Bu demir, önemli miktarda kükürt ve fosfor safsızlıkları ile ayırt edilir.

Yüksek fırınlarda sonraki yeniden eritme için kritsu uygulayın. Ayrı teknolojiler bu ürünü elektrikli fırınlarda çelik üretiminde kullanır.

Karbon ara veya dökme demir

Bu ürünler katı yakıt geri kazanım teknolojisi ile üretilmiştir. Özelliklerine göre yüksek fırınlarda eritilenlere benzerler. Üstelik yarı karbon veya dökme demir bazen çok daha az yabancı madde ile elde edilir.

Çelik elde etmek için bu malzemelerle daha fazla çalışma geleneksel yöntemlerle gerçekleştirilir.