To tylko jedna z 5 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
Metalurgia prof. zw. dr inż. Józef Gawroński Wykład 2
Bieg wielkopiecowy.
Reakcje wielkopiecowe redukcji rud żelaza polegają na uwalnianiu żelaza w stanie stałym i na uwalnianie żelaza w stanie ciekłym. Odbywa się to w dwóch strefach: w strefie podgrzewania gdzie występuje redukcja pośrednia za pomocą tlenku węgla CO oraz w strefie topnienia gdzie redukcja odbywa się za pomocą czystego węgla C a uwolnione żelazo jest w stanie ciekłym odpowiednie reakcje chemiczne tworzące redukcji pośredniej są następujące:
Jak widać jest to proces, który wymaga ogromnych ilości paliwa, dużych różnic temperatur w piecu, spaliny to głównie dwutlenek węgla, dawniej nieszkodliwy gaz, dzisiaj gaz wielce szkodliwy ze względu na efekt cieplarniany w skorupie ziemskiej. Proce wielkopiecowy otrzymywania surówki sam w sobie jest kłopotliwy gdyż otrzymujemy produkt zamiast czystego żelaza, żelazo silnie nawęglone nawet do 6% węgla. Jak się to dzieje ? Otóż czyste żelazo kontaktuje się w garze z koksem hutniczym rozżarzonym do temperatury 1600o C i tam łatwo przejmuje nie tylko węgiel, ale również siarkę i fosfor.
Surówka hutnicza z wielkiego pieca numer jeden w Hucie Katowice zawiera 4% węgla (C); 0,7% krzemu (Si); 0,5% manganu (Mn); 0,2% fosforu (P); 0,02% siarki (S). Tak wysoka zawartość węgla musi być w procesie otrzymywania stali, co najmniej dziesięć razy zmniejszona to również są koszty otrzymywania stali. Surówka nie ma żadnego zastosowania technicznego poza wytwarzaniem stali i żeliwa, jest krucha. Posiada grubokrystaliczną strukturę. Zaś węgiel zawarty w niej w procesie otrzymywania stali jest bezpowrotnie stracony i dlatego współczesna nauka poszukuje innych metod otrzymywania nie surówki, lecz żelaza niskowęglowego. Taką metodą są dwa nowoczesne procesy Midrex i Corex.
Przyszła stal otrzymywana z surówki będzie dobra jakościowo, jeśli w surówce będzie jak najmniej siarki. Siarka występuje zarówno w koksie jak i w rudzie: w koksie jako siarka wolna, w rudzie jako piryt.
W procesie wytapiania surówki dodatkowe topniki głównie wapno CaO bardzo chętnie łączy się z siarką pirytu tworząc siarczek wapnia CaS, który przechodzi do żużla wielkopiecowego.
Jeśli jednak siarka występuje w rudzie jako siarczek manganu MnS, gdyż mangan ma bardzo wysokie powinowactwo do siarki usuwamy ją w podobnej reakcji:
Podgrzewanie dmuchu powietrza jest jednym ze sposobów intensyfikacji procesu wielkopiecowego. Jednym z sposobów poza podgrzewaniem dmuchem jest wzbogacanie dmuchu w tlen ( do 23% tlenu ). Drugim sposobem jest podwyższanie ciśnienia dmuchu ( 1,4 do 10 atmosfer ). Trzecim sposobem jest nawilżanie dmuchu.
(…)
… dmuchem jest wzbogacanie dmuchu w tlen ( do 23% tlenu ). Drugim sposobem jest podwyższanie ciśnienia dmuchu ( 1,4 do 10 atmosfer ). Trzecim sposobem jest nawilżanie dmuchu.
Czwartym sposobem jest wdmuchiwanie paliw alternatywnych do wielkiego pieca: pył węglowy, olej, gaz ziemny, mazut i tworzywa sztuczne specjalnie przygotowane (materiały polietylowe).
Surówka ciekła wlewana jest w sposób ciągły…
…. Istnieje historycznie wiele sposobów wytwarzania stali. Pierwszym z nich była dymarka, czyli mały wielki piec, z którego w procesie wytapiania i redukcji rudy na węglu drzewnym otrzymano właśnie żelazo gąbczaste, które nie stykają się jak w wielkim piecu z koksem nie nawęglało się i po przekuciu pozwoliło uzyskać stal wolną od zanieczyszczeń żużla i węgla drzewnego.
Drugim procesem historycznym znanym…
… się wielki piec; przeszkodą są wody gruntowe; taki wielki piec znajduje się w Chinach.
Legenda do rysunku:
1 - urządzenie podające wsad metalonośny specjalnie przygotowany
2 - piec szybowy
3 - podgrzewacz spalin
4 - generator do wytwarzania wodoru
5 - podgrzewacz gazu ziemnego
6 - pompa dyfuzyjna podająca wodór do pieca szybowego
7 - zbiornik gazu odlotowego
8 - przenośnik stalowy do odbioru z pieca grudek…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)