kémiai elemzésekből
-2 -
8 c. - 8. a. 6. ábra A fázisstabilitás területei a Fe-O-C parciális rendszerben a Pcoz/Pco -100O-ban!
A Fe-O-C-H rendszer termodinamikai számításainak eredményeit az Ellingham-Richardson ábra mutatja be. 7. Minden számítást abból indítottunk ki, hogy a vizsgált kémiai reakciókban lévő reagensek és termékek standard állapotban vannak. A 7. ábra diagramját nomográfiai skálák egészítik ki, amelyekből kiolvashatjuk az oxigén egyensúlyi disszociációs nyomását és a szén-monoxid és a szén-dioxid egyensúlyi résznyomásainak arányát, ha szén-dioxidot vagy szén-monoxidot használunk a redukcióhoz, vagy az egyensúlyi részleges arányt a hidrogén és a vízgőz nyomása. A redukcióhoz hidrogént használnak. ÁBRA. 7 A Fe-O-C-H rendszer Ellingham-Richardson diagramja
A 6. és 7. ábra diagramjai azt mutatják, hogy a vas-oxidok redukciója a séma szerint fokozatosan halad:
Az ábra szerinti diagram segítségével a koncentrátum csökkentheti ezt az aktivitást, és ezáltal megnövelheti a vas-oxid fémvassá történő redukciójának minimális hőmérsékletét. Például feltételezve, hogy a rendszerben a vas-oxid aktivitás 0,35, a redukcióhoz szükséges minimális hőmérséklet
a vas, amelyet a 6. ábra d és c " egyenesének metszéspontjaként határozunk meg, 838 ° C-kal nőtt. A 6. ábra diagramjából és a 7. ábra Ellingharn-Richardson diagramjából az következik, hogy egy minimális meghatározott redukciós hőmérséklet 727 ° C, a PCO 2/PCO = 0,8, ami azt jelenti, hogy a redukáló atmoszférában a szén-monoxid koncentrációja lesz túlsúlyban, amelyet a kemence munkaterületén kívül szén-dioxiddá kell égetni, ábrán látható Ellingharn-Richardson diagram.
3.0 Kísérleti rész
A kísérleti munka célja a termodinamikai számítások és feltételezések laboratóriumi méretben történő igazolása, valamint a Fe-koncentrátum redukció technológiai paramétereinek optimalizálása volt, hogy acélgyártásra alkalmas metallizált agglomerátumot vagy fémezett pelletet kapjunk. Az 1.1. Fejezet 1. táblázata azt mutatja, hogy a Fe koncentrátum nagyon finom szemcsés anyag, amelynek frakcióinak körülbelül 97% -a 0,1 mm alatt van. Ez azt jelenti, hogy az ilyen anyag nem használható töltetként kohókban vagy ívkemencékben, és agglomerációval vagy pelletezéssel kell vizsgálni. A legelőnyösebb módszer a pelletezés. A pelletek vastartalmának és alaposságának növelése érdekében az acél, mészkő és koksz gyártásából és feldolgozásából származó különféle vastartalmú hulladékokat adtak a Sereda Fe-koncentrátumához a pelletek gyártása során, amint azt a A 12. táblázat a kémiai összetétellel együtt az alábbiak szerint: előállított pelletek. A valós redukció minimális hőmérsékletének meghatározása céljából a valós Fe-koncentrátum rendszerben az 5. számú minta röntgenanalízisét végeztük MON derivatográfon.
A mikropellet 86,70% Fe koncentrátumot és 13,30% kokszot tartalmazó mintáját egy fedéllel zárt oxál tégelyben, levegővel fedve, 10 ° C/min-1 sebességgel szobahőmérsékletről 1200 ° C-ra melegítettük. A DTA elemzési rekordot a 2. ábra mutatja. 8. értékelése a fülön található.13. A léghűtéses mikropellet kémiai összetétele 12,5% -os teljes tömegveszteséggel: 49,49% Fe, 41,26% FeO, 18,53% Fe 2 O 3 és 4,46% Fe fém. bc: o
Az elv az volt, hogy állandó áramlási sebességgel hidrogént juttattak a kívánt hőmérsékletre melegített reakciócsőbe, ahol a vas-oxidok redukálódtak. A reagálatlan hidrogént és a vasoxidok redukciójából származó vízgőzt szilikagél oszlopon keresztül távolítottuk el a reakciócsőből, ahol a vízgőzt összegyűjtöttük, és a következő áramlásmérőben csak a reagálatlan hidrogén áramlási sebességét mértük.
Az eszközt laboratóriumi vizsgálatokban is alkalmazták a pelletek közvetlen redukciójára szilárd redukálószerrel, redukálószerként a pelletekben lévő kokszport használták, és a redukciót semleges argonatmoszférában hajtották végre. A redukciós hatékonyság növelése érdekében a szilárd redukálószer-pelletek egy részét hidrogénatmoszférában is redukálták. A redukált, fémfényes felülettel ellátott pelleteket metallográfiai elemzéshez vagy hidrogén- vagy argonatmoszférában történő lehűtés után őröltük, a mintákat röntgen- és kémiai elemzéshez. A redukált pelletek kémiai összetétele és a redukált vas (11Fe) számított hatékonysága a következők szerint:
11Fe = (tömeg% Fe/tömeg% Fe fém). 100-at a 14. táblázat foglalja össze. A minták R TG elemzésének feljegyzése az 5. számú minta közvetlen redukálása után 11 ° C-on
30, 60, 120 és 180 perc redukciós idő alatt. ábrán. 10. A hidrogénatmoszférában redukált, kiválasztott pelletminták metallográfiai metszeteinek makrofotográfiáját és mikroszkópos felvételeit a 2. ábra mutatja. A szilárd redukálószerrel argon atmoszférában redukált kiválasztott pelletminták metszeteinek makrofotográfiája és fotomikrográfiája a 3. és 11. ábrán látható. 14., 15. és 16. . ”:
A 2. számú mintában, amely 9,3% mészkövet tartalmazott, a fémvas redukciójának hatékonysága 96,74% volt (SP 23 minta, 14. táblázat), míg az 1. számú minta redukciójában (SP 17 minta, 14. fül). )), ahol a kötés miatt mészkövet nem adtak hozzá
, a vasoxid részei szilícium-dioxiddal fayalite formájában csak 93,92 r
% Vas. t
A vas redukciós hatékonyságának függését a hidrogén atmoszférában történő redukció idejétől és hőmérsékletétől a 17. ábra, a vas redukciós hatékonyságának függését az 1100 ° C hőmérsékleten alkalmazott redukálószer idejétől és típusától a 18. ábra mutatja. A 17. ábra és a 14. táblázat diagramjából az következik, hogy amikor a pelletet hidrogénatmoszférában redukáljuk 1000-110 ° C hőmérsékleten és 180 percnél magasabb redukciós idő alatt. A vas-oxidok a Fe-koncentrátumból 83,29-ről 93,92% -os hatékonysággal redukálódnak, míg a pelletek vas-tartalma az eredeti 53,05% -ról 66,38% -ra, míg a redukált pelletek króm-oxidtartalmánál 68,28% Fe-re emelkedett, 1,73-2,68%. Magasabb hőmérsékleten (1000 ° C) magasabb a vas-redukció hatékonysága a Fe-koncentrátumtól, mint alacsonyabb hőmérsékleten (1000 ° C). A pelletszelvények makroszkopikus megfigyeléséből (a pelletek makrofotográfiája látható a 11. és 12. ábrán), hogy a pelletek hidrogénatmoszférában történő redukciója
-26. -
.0 Következtetés
A Serede-ből származó Fe-koncentrátum nagyon finom szemcsés anyag, amelynek vontatási tartalma kb. 97% 0,1 mm alatt, ami azt jelenti, hogy az ilyen anyag nem használható töltetként kohókban vagy elektromos ívkemencékben, és agglomerációval vagy pelletizálással kell vizsgálni. . Termodinamikai elemzések és a Fe-redukció laboratóriumi vizsgálatai alapján-
a Serede-koncentrátum azt mutatja, hogy a vas-oxidok közvetlen redukálása szilárd belső redukálószerrel a legelőnyösebb. A vas-oxidok közvetlen redukciója a Fe-koncentrátumból 956 ° C hőmérsékleten kezdődik, de a laboratóriumi vizsgálatok szerint az optimális redukciós hőmérséklet 1000 és 1100 ° C között lehet. A vas koncentrációjának Fe-koncentrátumból történő nagyfokú 94–96% -os hatékonysága lehetséges
szilárd és gáznemű redukálószerekkel történő kombinált redukciós módszer alkalmazásával érhető el. A Serede-ből származó Fe-koncentrátum közvetlen és közvetett redukciójában 1000 ° C-on
11 Az OOoC nem redukálja a króm-oxidokat.
A seredai Fe-koncentrátumban a CaO, SiO2 és A1203 reaktív komponensek magas tartalma miatt a redukált agglomerátum vagy pelletek fémtartalma a korlátozott elméleti 68% Fe koncentráció fölé növelhető csak vas hulladékok hozzáadásával vagy konverter szennyvíz vagy iszap Fe-koncentrátumká. Ily módon a redukált agglomerátum vagy pelletek vastartalma akár 86% Fe-re is növelhető. -30-