56
Mirosław Cholewa, Józef Gawroński, Marian |
Tablicami
Charakterystyka żelaza gąbczastego i surówki żelaza w stanie stałym [wg L. Króla]
Cecha |
Żelazo gąbczaste |
Surówka żelaza |
Skład chemiczny Zawartość skały płonnej i zanieczyszczeń Zawartość pierwiastków śladowych (P,S) Zawirtość węgla Zawartość tlenu i wodoru Porowatość i rozwinięcie powierzchni |
stały niska łub średnia bardzo niska średnia niska wysoka |
stały po wymieszaniu w mieszalnflaT brak niska wysoka brak brak |
Duża czystość żelaza gąbczastego stwarza lepsze warunki produkcji stali stopowych, nh ma to miejsce w warunkach wykorzystywania złomu stali węglowych i stopowyck
0 bardzo zróżnicowanym składzie chemicznym.
Według wybitnego wielkopiecownika z Politechniki Śląskiej prof. L. Króla prognozy światowe do 2020 roku przewidują, że wraz ze wzrostem cen węgli koksujących i koksu metalurgicznego oraz ograniczeniem powszechnego wykorzystania energii atomowy produkcja stali oparta będzie na następujących procesach i paliwach:
- wielki piec (z paliwem koksowym) — konwertor tlenowy,
- redukcja bezpośrednia rud (żelazo gąbczaste otrzymane za pomocą paliw gazowych)-piec elektryczny łukowy,
- redukcja bezpośrednia rud (żelazo gąbczaste otrzymane za pomocą paliw stałych, np. węgiel) - piec elektryczny łukowy,
- redukcja bezpośrednia rud (żelazo gąbczaste lub ciekłe otrzymane za pomocą energii cieplnej lub elektrycznej ze zgazowanego węgla lub wodoru z elektrolizy wody)* piec elektryczny łukowy.
Tak więc w najbliższych latach stal ciągle będzie wytwarzana w procesach dupler wielki piec - konwertor tlenowy, agregat redukcji bezpośredniej - piec elektryczny łukowy. Redukcja tlenków żelaza (rud) jest procesem przebiegającym zarówno w wielkim piecu, jat
1 w agregatach poza wielkim piecem - od tlenków o wyższym stopniu utleniania do tlenków
o niższym stopniu utlenienia aż do żelaza metalicznego, a więc: J
<*FerOj —> y FejOr —> Fes04 —•> FeO —> Fe
gdzie: a i y- różne sieci krystalograficzne tlenków żelaza.
Podstawy |
procesów metalurgicznych |
57 |
Redukcja tlenków żelaza tlenkiem węgla znana z procesu przebiegać wg reakcji (dla temperatury powyżej 572°C): |
wielkopiecowego może | |
3F©20j + CO - 2Fe304 + COz |
(2-1) | |
Fe304 + CO = 3FeO + COz |
(23) | |
FeO + CO = Fe + CO2 |
(23) |
r
Redukcja tlenków żelaza wodorem przebiega podobnie (t > 572°C):
3Fej03 + H2 = 2Fe304 + H20 |
(2.4) |
Fe304 + H2 = 3FeO + H20 |
(23) |
FeO + H2 = Fe + H20 |
(23) |
Redukcja rud węglem stałym: | |
FejO-t + C “ 3FeO + CO |
(2.7) |
FeO + C = Fe + CO |
(2.S) |
Są to podstawowe sposoby redukcji bezpośredniej rud celem otrzymania żelaza Redukcja gazem ziemnym (metanem) polega zawsze na rozkładzie metanu (t > 700°C): | |
CH4 = C + 2H2 |
(23) |
a następnie wykorzystaniu węgla, tlenku węgla i wodoru do redukcji rui
Fej03 + 3C = 2Fe + 3C0 (2.10)