P1010193

Mirosław Cholewa, Józef Gawroński, Marian Przybył

Mirosław Cholewa, Józef Gawroński, Marian Przybył

Objętość pustych przestrzeni w koksie stanowi 40    55% całkowitej objętości. Im większa

porowatość koksu tym lepsze są jego właściwości palne i redukcyjne.

1.1.1. Przygotowanie rudy I topników w procesie wielkopiecowym

Wsad ładowany przez gardziel wielkiego pieca składa się z rudy, topników i koksu z zachowaniem właściwych proporcji. Pierwszy z tych materiałów zawiera żelazo najczęściej pod postacią tlenków oraz zanieczyszczenia tworzące skałę płonną. Spośród nośników żelaza tradycyjnie rudy mają największe znaczenie przemysłowe. Najważniejsze rudy to:

1)    Magnetyt lub żelaziak magnetyczny - (FÓ9O4 — tlenek żelazawo-żelazowy). Jest on rudą pochodzenia wulkanicznego, zawierającą zwykle około 70% żelaza.

2)    Hematyt lub żelaziak czerwony — (F^Oj - tlenek żelazowy) zawiera zwykle 50 + 60% żelaza. Występuje w dwóch odmianach. Jako błyszcz żelazny ma zabarwienie ciemno-sfalowoszare, a jako hematyt czerwony, wiśniowoczerwone lub brunatnoczerwone.

3) Limonit lub żelaziak brunatny - (2Fe2CV3H20 - uwodniony tlenek żelazowy) zawiera do 52% żelaza. Przeciętnie zawartość żelaza w limonicie nie przekracza 30%. Bywa barwy żółtej, brunatnej, a nawet czarnej.

4) Syderyt lub żelaziak szpatowy — (FeCOj — węglan żelazowy) zawiera przeciętnie 30 + 40% żelaza, barwy żółtawoszarej lub żółtawobrunatnej.

Rudy wydobyte w kopalni podlegają procesom przygotowawczym, ułatwiającym otrzymywanie z nich surowca. Pierwszym zabiegiem jest sortowanie rudy. Do tego celu stosuje się sita rozdzielające rudę na grupy o różnej wielkości. Grube kawały rudy poddaje się rozdrabnianiu na urządzeniach zwanych łamaczami. Rozkruszona ruda może być w pewnym stopniu pozbawiona zanieczyszczeń skałą płonna, czyli wzbogacona. W przemyśle stosuje się wiele sposobów wzbogacania rud. Do rud wykazujących własności magnetyczne stosuje się taśmowe sortowniki zaopatrzone w elektromagnesy. Rudy nie wykazujące własności magnetycznych wzbogaca się innymi metodami. Do wzbogacania limonitów stosuje się suszenie w podwyższonej temperaturze, a do syderytów prażenie. Podczas suszenia odparowuje się wodę, a podczas prażenia, prócz odparowania wody po rozpadzie węglanów, następuje wydzielenie dwutlenku węgla. Proces prażenia prowadzi się w piecach zwanyfch praźakami wg reakcji.

Jeżeli prażenie przebiega z dostępem powietrza, to dalsza reakcja ma przebieg:

2FeO + ^xAOi ~ FjOj + Qj    (L2)

Mimo że przebieg reakcji w pierwszej fazie wymaga znacznych ilości ciepła, to draga faza procesu pokrywa je z nadmiarem, gdyż reakcja utleniania jest bardziej egzotermiczna (Q2 > 2Qi). Zapotrzebowanie paliwa jest niewielkie, a skutek procesu znaczny, gdyż ubytek masy prażonych syderytów dochodzi do 30%.

' Rudy wprowadzane do wielkiego pieca nie powinny być zbyt rozdrobnione. Jeżeli rudy są. bardzo drobne, poddaje się je aglomerowaniu poprzez spiekanie. Spiekanie prowadzi do znacznego ich wzbogacenia (głównie wskutek odparowanie wody) i umożliwia uzyskanie optymalnej kawałkowatości (uziamienia) oraz właściwego rozwinięcia powierzchni spieku przy optymalnej temperaturze topienia skały płonnej.

Wartość rudy ocenia się porównując zawartości tlenku żelaza i ilości domieszek:

pożytecznych: Mn, V, Ni

oraz

szkodliwych: Cr, Cu, S, Zn, As, Pb.

Mimo iż niektóre domieszki są w późniejszych procesach przetwórczych pożyteczne, to podczas wytwarzania surówek bywają szkodliwe. Przykładem jest chrom, który jest jednym z najważniejszych dodatków stopowych w stalach.

Minerały tworzące skałę płonną to krzemionka i glina, w których dominują odpowiednio: Si0₂ i AI2O3 oraz niewielkie ilości materiałów zasadowych: kamień wapienny CaCOj łub magnezyt MgCCh- Zarówno węglany, jak i tlenki mogą tworzyć wzajemnie roztwory fizyczne, których właściwości fizyczne, np. temperatura topnienia i lepkość mogą być znacznie niższe od wartości właściwych poszczególnym składnikom.

Tę cechę roztworów wykorzystuje się wprowadzając do wsadu topniki w postaci kamienia wapiennego CaCOj lub dolomitu CaCOj^MgCOj. Topniki zatem mają za zadanie obniżenie temperatury topnienia zanieczyszczeń w postaci skały płonnej i takie zmniejszenie