ฟองน้ำเหล็ก สมบัติ วิธีการได้มา การสมัคร

2024 ผู้เขียน: Howard Calhoun | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-17 10:42

เหล็กฟองน้ำได้มาจากการลดความเข้มข้นหรือแร่เหล็กคุณภาพสูงภายใต้สภาวะที่สัมผัสกับอุณหภูมิที่ค่อนข้างต่ำ - น้อยกว่า 1100 องศาเซลเซียส กระบวนการดังกล่าวไม่รวมถึงการถลุงแร่และการเผาผนึก

ประวัติศาสตร์

ได้รับการพิสูจน์เมื่อนานมาแล้วว่าสามารถรับเหล็กจากแร่ได้ทันที ภายใต้สภาวะของห้องปฏิบัติการ กระบวนการนี้ดำเนินการได้ง่าย เป็นผลให้นักโลหะวิทยาต้องเผชิญกับงานในการสร้างวิธีการทางเทคโนโลยีสำหรับการสกัดเหล็กในปริมาณอุตสาหกรรมโดยตรงจากแร่ ตอนนี้ได้ค้นพบวิธีการดังกล่าวและนำมาใช้ในการผลิตแล้ว

เหล็กที่ได้จากแร่โดยตรงเรียกว่าเป็นรูพรุน และวิธีการดึงข้อมูลเป็นวิธีการกู้คืนแบบไร้โดเมนหรือโดยตรง

การทดลองครั้งแรกในการได้เหล็กฟองน้ำโดยไม่ต้องใช้การหลอมของเตาหลอมระเบิดในสหภาพโซเวียตได้ดำเนินการในช่วงทศวรรษที่ 50 ของศตวรรษที่ผ่านมา

การผลิตโลหะชนิดนี้ครั้งแรกเปิดตัวสู่อุตสาหกรรมในยุค 70 วิธีการทางเทคโนโลยีวิธีแรกในการผลิตเหล็กฟองน้ำโดยไม่ต้องใช้เตาหลอมโลหะแตกต่างกันอย่างไม่มีนัยสำคัญประสิทธิภาพ. ผลลัพธ์ที่ได้มีสิ่งสกปรกมากมาย

ก๊าซธรรมชาติเป็นแรงผลักดันใหม่ให้กับการผลิตครั้งนี้ ในยุค 80 ของศตวรรษที่ XX เริ่มมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการขุดและการผลิตทางโลหะวิทยา จากนั้นจึงพบว่าเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการดำเนินการลดปริมาณธาตุเหล็กจากแร่โดยตรง นอกจากนี้ ก๊าซที่ไม่ใช่ธรรมชาติอื่นๆ ก็เริ่มมีการใช้กันอย่างแพร่หลาย (ก๊าซที่เกี่ยวข้องกับการผลิตน้ำมัน เศษส่วนของก๊าซในระหว่างการแปรสภาพเป็นแก๊สของถ่านหินต่างๆ เป็นต้น)

การปรับปรุงกระบวนการทางเทคโนโลยีและการแนะนำในยุค 90 ทำให้ความเข้มของพลังงานและต้นทุนเงินทุนของการลดธาตุเหล็กโดยตรงลดลงอย่างมาก การผลิตเหล็กที่ไม่ใช่เหล็กระเบิดเริ่มเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ

การผลิตเหล็กฟองน้ำโดยตรงที่ไม่ใช่โดเมน - ดำเนินการเมื่อนำโลหะกลับมาจากแร่ด้วยความช่วยเหลือของก๊าซ คาร์บอนที่เป็นของแข็ง และยังร่วมกัน - ของแข็งคาร์บอนและก๊าซ ดำเนินการที่อุณหภูมิประมาณ 1,000 องศาเซลเซียส ในเวลาเดียวกันหินธรรมชาติไม่ได้ถูกทำให้เป็นตะกรันสิ่งสกปรกในนั้นไม่ได้รับการฟื้นฟูอันเป็นผลมาจากโลหะที่บริสุทธิ์เพียงพอ ผู้เชี่ยวชาญเรียกกระบวนการนี้และข้อกำหนดอื่นๆ:

• ผลิตเหล็กฟองน้ำโดยตรง
• โลหะวิทยาปลอดโค้ก;
• โลหกรรมไร้โดเมน
• ทำให้แร่เป็นโลหะบางส่วน

ปัจจุบันวิธีการขุดโลหะด้วยวิธีการดังกล่าวในระดับอุตสาหกรรมมีการปฏิบัติในรัสเซีย จีน สวีเดน เยอรมนี บริเตนใหญ่ นอร์เวย์ และประเทศอื่นๆ

วิธีที่รู้จักทั้งหมดแบ่งออกเป็นสองกลุ่ม:

• เหล็กเกิดขึ้นเมื่อแร่สัมผัสกับสารรีดิวซ์ที่เป็นก๊าซ
• ภายใต้อิทธิพลของตัวรีดิวซ์ที่เป็นของแข็งบนแร่เหล็ก

วิธีการผลิตเหล็กฟองน้ำแบบไม่ใช้โดเมนได้รับการจดสิทธิบัตรมาเกือบห้าร้อยครั้งแล้ว

คืนสภาพธาตุเหล็กด้วยสารที่เป็นก๊าซ

ใช้ไฮโดรเจนและคาร์บอนมอนอกไซด์เพื่อลดก๊าซ โดยปกติ วิธีการจะใช้เมื่อแร่เหล็กถูกบดและให้ความร้อนถึง 850 องศา ตามด้วยการคั่ว จากนั้นจะถูกส่งไปยังเตาเผาแบบโรตารี่ ที่นั่น โลหะจะลดลงภายใต้อิทธิพลของการลดก๊าซที่เคลื่อนเข้าหามวลแร่ ก่อนออกจากเตาจะเข้าสู่ภาชนะทำความเย็น ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายจะถูกบดโดยใช้โรงสีลูก

ต่อมามวลผ่านตัวคั่นแม่เหล็กพิเศษ เหล็กที่คัดแยกโดยตัวคั่นแล้วจะกดเข้าไปใต้แท่นกด ซึ่งจะสร้างเหล็กฟองน้ำให้เป็นก้อน

การได้ธาตุเหล็กโดยตัวรีดิวซ์ที่เป็นของแข็ง

หากการผลิตใช้เทคโนโลยีการผลิตเหล็กฟองน้ำโดยการลดขนาดของแข็ง วิธีการนี้จะเกี่ยวข้องกับการดำเนินการดังต่อไปนี้:

• การบดและบดแร่;
• เพื่อให้ได้ธาตุเหล็กที่มีความเข้มข้นสูง ไม่เกิน 3% gangue เสริมพลังแม่เหล็ก
• แร่เสริมสมรรถนะผสมกับเชื้อเพลิงอินทรีย์ ซึ่งรวมถึงขี้เลื่อยและสารอินทรีย์อื่นๆ ที่คล้ายคลึงกันโครงสร้าง;
• การสร้างก้อนก้อนที่เกิดขึ้น ตามด้วยการถ่ายโอนไปยังเตาเผาเพื่อเผา

การนำเหล็กกลับมาใช้ใหม่เกิดขึ้นจากการเผาไหม้ของคาร์บอนที่บรรจุอยู่ในก้อนก้อน

เหล็กฟองน้ำที่ได้รับ ทั้งแบบลดขนาดของแข็งและก๊าซ ถูกส่งไปยังกระบวนการมาตรฐานเพื่อให้ได้เหล็ก

การหลอมมักจะดำเนินการในเตาหลอมไฟฟ้า ในขณะที่ปริมาณคาร์บอนและสิ่งเจือปนตามที่ต้องการจะถูกนำเข้าสู่โลหะ

การจำแนกกระบวนการ

ช่างโลหะจำแนกกระบวนการผลิตเหล็กจากเตาหลอมเหล็กตามประเภทของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย ได้แก่:

• การผลิตวัสดุสำหรับเตาหลอมโลหะด้วยโลหะบางส่วน (จาก 30 ถึง 50 เปอร์เซ็นต์);
• การผลิตเหล็กเป็นรูพรุน ผลิตภัณฑ์ที่เป็นของแข็ง ผ่านกระบวนการโลหะอย่างสูง (จาก 85 ถึง 95 เปอร์เซ็นต์) สำหรับการแปรรูปเป็นเหล็กในภายหลัง
• การผลิตเหล็กบานเฟี้ยม ผลิตภัณฑ์เคลือบพลาสติก
• การผลิตเหล็กกึ่งสำเร็จรูปหรือเหล็กเหลวสำหรับกระบวนการถลุงต่อไป

ผลิตภัณฑ์คืนสภาพโดยตรง

สี่ประเภทโดยทั่วไปจัดเป็นผลิตภัณฑ์ลดธาตุเหล็กโดยตรง:

• เป็นรูพรุน;
• ประจุโลหะ;
• ฉูดฉาด;
• เหล็กหล่อหรือตัวกลางคาร์บอน

เหล็กเป็นรู

ได้มาจากกระบวนการเมื่อโลหะลดลงโดยไม่ละลายที่อุณหภูมิต่ำกว่า 1,000-1200 องศาเซลเซียส กำลังดำเนินการจากสิ่งที่วัตถุดิบเริ่มต้นคือ เหล็กฟองน้ำที่เป็นของแข็ง - โครงสร้างที่มีรูพรุนหรือเม็ด ในบางกรณีอาจเป็นผงโลหะ เมื่อโลหะนี้มีลักษณะเฉพาะด้วยความจริงที่ว่ามีความพรุนค่อนข้างสูง (มีรูปร่างเหมือนฟองน้ำ) เนื่องจากในระหว่างการบูรณะ ลักษณะเชิงปริมาตรของวัตถุดิบมีการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อย

พื้นผิวที่มีรูพรุนของเหล็กดังกล่าวทำให้เกิดออกซิเดชันในระดับสูงระหว่างการเก็บรักษาและการขนส่ง เมื่อสัมผัสกับสภาพแวดล้อมที่ไม่เอื้ออำนวย (ความชื้นสูง)

องค์ประกอบทางเคมีของโลหะนี้เป็นหนี้องค์ประกอบที่เป็นวัตถุดิบดั้งเดิม (แร่) เมื่อเทียบกับเศษเหล็ก เหล็กฟองน้ำจะสะอาดกว่า มีสิ่งเจือปนของโลหะอื่นเล็กน้อย

นอกจากนี้ เหล็กฟองน้ำที่ได้จากการรีดิวซ์โดยตรงยังโดดเด่นด้วยการปรากฏตัวของหินแห้งแล้งในนั้น เนื่องจากวัสดุต้นทางมีความเข้มข้นและแร่ที่เข้มข้น จึงไม่ต้องผ่านการทำให้บริสุทธิ์เพิ่มเติม เป็นผลให้เหล็กมีการรวมทั้งหมดของหินเสียของแร่ดั้งเดิม

เหล็กฟองน้ำได้เข้าสู่กระบวนการผลิตเหล็ก การทำผงเหล็ก และการทำให้เป็นคาร์บอนเป็นทองแดงแล้ว

โลหะชาร์จ

เหล็กลดระดับบางส่วนเรียกว่าประจุที่เป็นโลหะ ใช้เพื่อทำให้กระบวนการหลอมเย็นลง เช่นเดียวกับการหลอมละลายในเตาหลอมถลุงถลุงในภายหลัง ระดับการกู้คืนของประจุที่เป็นโลหะนั้นต่ำกว่า 80% เตารีดฟองน้ำสะอาดกว่ามาก ดีกรีการฟื้นตัวมากกว่า 90%

เหล็กกรี๊ด

เตารีดร้อนไร้สารผลิตในเตาโรตารี่แบบท่อ อุณหภูมิการกู้คืนอยู่ในช่วง 1100 ถึง 1200 องศาเซลเซียส ผลิตภัณฑ์นี้เป็นอนุภาคโลหะขนาดเล็กที่มีสิ่งสกปรกจากตะกรัน ปริมาณตะกรันในเหล็กบานมีสูงประมาณ 10-20 เปอร์เซ็นต์ ธาตุเหล็กนี้มีความโดดเด่นด้วยสิ่งสกปรกที่มีนัยสำคัญของกำมะถันและฟอสฟอรัส

ใช้ kritsu สำหรับการหลอมใหม่ในเตาหลอมถลุง เทคโนโลยีที่แยกจากกันใช้ผลิตภัณฑ์นี้ในการผลิตเหล็กในเตาไฟฟ้า

คาร์บอนขั้นกลางหรือเหล็กหล่อ

ผลิตภัณฑ์เหล่านี้ผลิตโดยเทคโนโลยีการกู้คืนเชื้อเพลิงแข็ง ตามลักษณะของพวกมัน พวกมันคล้ายกับที่หลอมในเตาหลอมถลุง ยิ่งไปกว่านั้น เหล็กกึ่งคาร์บอนหรือเหล็กหล่อบางครั้งได้รับสิ่งแปลกปลอมน้อยกว่ามาก

การทำงานเพิ่มเติมกับวัสดุเหล่านี้เพื่อให้ได้เหล็กนั้นใช้วิธีดั้งเดิม