Eisenschwamm: Eigenschaft, Gewinnungsmethoden, Anwendung

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-17 10:23

Eisenschwamm wird durch Reduzieren von Konzentraten oder hochwertigen Eisenerzen unter relativ niedrigen Temperaturen – weniger als 1100 Grad Celsius – gewonnen. Solche Prozesse schließen das Schmelzen des Erzes und sein Sintern aus.

Verlauf

Es ist schon vor langer Zeit bewiesen worden, dass es möglich ist, Eisen sofort aus Erz zu gewinnen. Unter Laborbedingungen ist dieses Verfahren einfach durchzuführen. Infolgedessen standen die Metallurgen vor der Aufgabe, technologische Methoden zur Gewinnung von Eisen in industriellen Mengen direkt aus Erz zu entwickeln. Jetzt wurden solche Methoden gefunden und in die Produktion eingeführt.

Eisen, das direkt aus dem Erz gewonnen wird, wird als schwammartig bezeichnet. Und die Abrufmethoden sind domänenlose oder direkte Wiederherstellungsmethoden.

Die ersten Experimente zur Gewinnung von Eisenschwamm ohne Verwendung von Hochofenschmelzen in der Sowjetunion wurden in den 50er Jahren des letzten Jahrhunderts unternommen.

Die erste Produktion dieses Metalls wurde in den 70er Jahren in die Industrie eingeführt. Die ersten technologischen Verfahren zur hochofenfreien Herstellung von Eisenschwamm unterschieden sich nur unwesentlich. Leistung. Das resultierende Produkt enthielt eine Vielzahl von Verunreinigungen.

Erdgas gab dieser Produktion einen neuen Schub. In den 80er Jahren des 20. Jahrhunderts wurde es im Bergbau und in der metallurgischen Produktion weit verbreitet. Dann wurde festgestellt, dass es ideal für die Umsetzung der Direktreduktion von Eisen aus Erz ist. Darüber hinaus haben auch andere Nicht-Erdgase eine weite Verbreitung gefunden (Begleitgas aus der Erdölförderung, Gasfraktionen bei der Vergasung verschiedener Kohlen usw.).

Verbesserung technologischer Verfahren und deren Einführung in den 90er Jahren führten dazu, dass die Energieintensität und die Investitionskosten der Direktreduktion von Eisen deutlich gesunken sind. Eine deutliche Steigerung der Produktion von Nicht-Sprotguss begann.

Direkte Nicht-Domänen-Produktion von Eisenschwamm - Prozesse, bei denen Metall aus Erz mit Hilfe von Gasen, festem Kohlenstoff, gewonnen wird. Und auch zusammen - fester Kohlenstoff und Gas. Es wird bei einer Temperatur von etwa 1000 Grad Celsius durchgeführt. Gleichzeitig wird das natürliche Gestein nicht zur Verschlackung gebracht, Verunreinigungen darin werden nicht wiederhergestellt, wodurch das Metall ausreichend rein ist. Experten nennen diesen Prozess und andere Begriffe:

• direkte Herstellung von Eisenschwamm;
• koksfreie Metallurgie;
• Domänenlose Metallurgie;
• partielle Metallisierung von Erz.

Gegenwärtig werden Methoden des Metallabbaus durch solche Methoden im industriellen Maßstab in Russland, China, Schweden, Deutschland, Großbritannien, Norwegen und Russland praktiziertandere Länder.

Alle bekannten Methoden werden in zwei Gruppen eingeteilt:

• Eisen entsteht, wenn das Erz einem gasförmigen Reduktionsmittel ausgesetzt wird;
• unter Einfluss eines festen Reduktionsmittels auf Eisenerz.

Verfahren zur Herstellung von Eisenschwamm mit einem domänenlosen Verfahren sind seit fast fünfhundert Jahren patentiert.

Rückgewinnung von Eisen mit einem gasförmigen Stoff

Wasserstoff und Kohlenmonoxid werden zur gasförmigen Reduktion verwendet. Normalerweise wird ein Verfahren verwendet, bei dem Eisenerz zerkleinert und auf 850 Grad erhitzt und anschließend geröstet wird. Anschließend wird es einem Drehrohrofen zugeführt. Dort wird das Metall unter dem Einfluss von Reduktionsgasen reduziert, die sich auf die Erzmasse zubewegen. Bevor es den Ofen verlässt, gelangt es in den Kühlbehälter. Das Endprodukt wird dann in einer Kugelmühle gemahlen.

Anschließend durchläuft die Masse einen speziellen Magnetabscheider. Das vom Separator sortierte Eisen gelangt dann unter die Presse, die Eisenschwamm zu Briketts formt.

Gewinnung von Eisen durch ein festes Reduktionsmittel

Wenn die Produktion die Technologie der Herstellung von Eisenschwamm durch Feststoffreduktion anwendet, umfasst dieses Verfahren die folgenden Vorgänge:

• Erz zerkleinern und mahlen;
• um eine hohe Eisenkonzentration zu erreichen, nicht mehr als 3% Gangart, wird eine magnetische Anreicherung durchgeführt;
• angereichertes Erz wird mit organischem Brennstoff gemischt, der Sägemehl und andere ähnliche organische Stoffe enthältStrukturen;
• Erzeugung der resultierenden Brikettmasse, gefolgt von ihrer Überführung in den Ofen zum Brennen.

Die Rückgewinnung von Eisen erfolgt durch die Verbrennung von Kohlenstoff, der in Briketts enth alten ist.

Der erh altene Eisenschwamm, sowohl in fester als auch in gasförmiger Reduktion, wird anschließend einer Standardverarbeitung zugeführt, um Stahl zu erh alten.

Umschmelzen wird normalerweise in Elektroöfen durchgeführt, während die erforderliche Menge an Kohlenstoff und anderen Verunreinigungen in das Metall eingebracht wird.

Prozessklassifizierung

Metallurgen klassifizieren die Prozesse der Hochofeneisenproduktion nach der Art des Endprodukts, nämlich:

• Produktion von Materialien für Hochöfen mit teilweiser Metallisierung (von 30 bis 50 Prozent);
• Herstellung von Eisenschwamm, einem festen Produkt, hoch metallisiert (von 85 bis 95 Prozent), zur Weiterverarbeitung zu Stahl;
• Produktion von Gusseisen, metallisiertem Kunststoffprodukt;
• Herstellung von halbfertigem oder flüssigem Eisen für den weiteren Schmelzprozess.

Direkte Wiederherstellungsprodukte

Vier Typen werden üblicherweise als Produkte zur direkten Eisenreduktion klassifiziert:

• schwammig;
• metallisierte Ladung;
• flashy;
• Gusseisen oder Kohlenstoffzwischenprodukt.

Schwammeisen

Es wird als Ergebnis von Prozessen erh alten, bei denen die Reduktion von Metallen ohne Schmelzen bei einer Temperatur von weniger als 1000-1200 Grad Celsius erfolgt. fortfahrenaus dem, was der ursprüngliche Rohstoff war, fester Eisenschwamm - poröse Strukturen oder Pellets. In bestimmten Fällen handelt es sich um ein Metallpulver. Dieses Metall zeichnet sich auch dadurch aus, dass es eine ziemlich hohe Porosität (in Form eines Schwamms) aufweist, da während der Restaurierung die volumetrischen Eigenschaften des Rohmaterials geringfügig verändert wurden.

Die poröse Oberfläche solcher Eisen führt zu einem hohen Oxidationsgrad bei Lagerung und Transport, wenn sie ungünstigen Umgebungsbedingungen (hohe Luftfeuchtigkeit) ausgesetzt sind.

Die chemische Zusammensetzung dieses Metalls verdankt seine Zusammensetzung dem ursprünglichen Rohstoff (Erz). Im Vergleich zu Schrott ist Eisenschwamm sauberer. Es hat ein minimales Vorhandensein von Verunreinigungen anderer Metalle.

Auch Eisenschwamm, der durch direkte Reduktion gewonnen wird, zeichnet sich durch das Vorhandensein von unfruchtbarem Gestein aus. Da das Ausgangsmaterial reich an Konzentraten und Erzen ist, wird es keiner zusätzlichen Reinigung unterzogen. Infolgedessen enthält Eisen alle Einschlüsse des Abfallgesteins des ursprünglichen Erzes.

Eisenschwamm hat seinen Weg in die Stahlherstellung, Eisenpulverherstellung und Kupferaufkohlung gefunden.

Metallisierte Ladung

Teilweise reduziertes Eisen wird als metallisierte Ladung bezeichnet. Es dient zur Kühlung des Schmelzprozesses sowie zum anschließenden Schmelzen in Hochöfen. Der Rückgewinnungsgrad der metallisierten Charge liegt unter 80 %. Schwammeisen ist viel sauberer, Gradseine Wiederherstellung liegt bei über 90 %.

Schreieisen

Schadenfrei heißes Eisen wird in Drehrohröfen hergestellt. Seine Erholungstemperatur reicht von 1100 bis 1200 Grad Celsius. Dieses Produkt besteht aus kleinen Metallpartikeln, in denen Schlackenverunreinigungen enth alten sind. Das Schlackenvolumen in Bloomery Iron ist hoch, etwa 10-20 Prozent. Dieses Eisen zeichnet sich durch erhebliche Verunreinigungen an Schwefel und Phosphor aus.

Kritsu zum anschließenden Umschmelzen in Hochöfen anwenden. Separate Technologien verwenden dieses Produkt bei der Stahlherstellung in Elektroöfen.

Kohlenstoff-Zwischenprodukt oder Gusseisen

Diese Produkte werden durch Festbrennstoffrückgewinnungstechnologie hergestellt. Nach ihren Eigenschaften ähneln sie denen, die in Hochöfen erschmolzen werden. Darüber hinaus wird Halbkohlenstoff oder Gusseisen manchmal mit viel weniger Fremdstoffen erh alten.

Die Weiterverarbeitung dieser Materialien zu Stahl erfolgt auf traditionelle Weise.