44853 P1010216 (2)

Mirosław Cholewa, Józef Gawroński, Marian

oraz Fe^ + 3CO — 2Fe + 3COi

^P^ybyi

(2.1!)

(2.12)

i Fe203 + 3H₂ = 2Fe + 3H₂0

W procesie redukcji rud węglem wykorzystywana jest jednocześnie znana reakcja! Boudouarda (t >647°C):

CO2 + C = 2CO (2.13)

lub reakcja Bella (t <647°C):

C0 = C02 + C (2-14)

W procesach redukcji rud metanem ma miejsce uboczna reakcja powstawania gazu wodnego:

C02+H₂ = C0 + H₂0 (2.15)

Reakcje (2.4) i (2.6), (2.9) § (2.12) oraz (2.13) + (2.15) będą wykorzystywane, w nowoczesnych procesach i agregatach do redukcji bezpośredniej rud za pomocą paliw I gazowych w procesach Armco i Midrex pozwalających otrzymać żelazo gąbczaste! w postaci grudek.

2.1. Proces Midrex

Proces Midrex opracowany w 1965 roku w firmie Midland - Ross (USA) jest najlepiej poznanym i dopracowanym technicznie i konstrukcyjnie procesem redukcji rud żelaza za pomocą mieszaniny składającej się z gazu ziemnego i odlotowego gazu tzw. gardzielowego z samego procesu Midrex. Mieszanka takiego gazu nosi nazwę gazu redukcyjnego. Jego skład jest następujący: podstawy procesów metalurgicznych

CO + H2 do 95 % CO2 + H2O ~ 5 %

przy stosunku:

*13

CO + H,

co, + h₂o

Piec redukcyjny o średnicy 5 m i wysokości ponad 12 m jest piecem szybowym pionowym na górze zaopatrzonym w zamykaną gardziel, na dole w system odbioru żelaza gąbczastego w postaci grudek. Załadunek boczny skipowy rudy w postaci grudek radowych lub rudy ziarnistej o frakcji 6 mm przez gardziel odbywa się cyklicznie. Cała wysokość pieca szybowego podzielona jest umownie na dwie strefy: strefę redukcji i strefę chłodzenia.

W strefie redukcji wsad jest nagrzewany i redukowany gazem redukcyjnym w temperaturze ok. 900°C.

Pożądane jest, aby ruda posiadała mniej niż 0,02 % siarki, zaś gaz ziemny powinien być wolny od siarki lub oczyszczony z niej przed konwersją.

Wydajność współczesnych agregatów Midrex wynosi ok. 30001 żelaza na dobę.

Skład chemiczny grudek żelaza przedstawia tablica 2.2.

TabficaUt

Skład żelaza wyprodukowanego w procesie Midrcx [wg L. Króla]

Wsad żelazonośny	Zawartość składników w grudkach żelaza										Stopka I
Wsad żelazonośny	Fe	C	S	P	CaO	MgO	SiOj	A1₂Qj	TiOj	V₃Os	i wsadn j
Grudki Malmberget	92,8	1,0	0,004	0,023	0.23	0.44	2.00	0.64	0J27	OJO	0l942
Grudki CURD	92.7	1.0	0,004	0,025	0.49	0,20	2^0	0.90	fl-śład.	iL Sad.	05» I
Ruda kawałkowa Hanna	93,2	1,8	0,005	0,035	0,20	0,10	0,84	2.10	iL ślad.	ii. stad.	0.945 \|

W tablicy 2.3. przedstawiono skład chemiczny grudek żelaza z różnych stosowanych już i jeszcze badanych procesów redukcji bezpośredniej. Widać, że grudki z procesu Midrex mają najmniej siarki i najwięcej żelaza metalicznego.