{"id":20244,"date":"2021-01-08T06:20:16","date_gmt":"2021-01-08T06:20:16","guid":{"rendered":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/?p=20244"},"modified":"2021-01-08T06:20:34","modified_gmt":"2021-01-08T06:20:34","slug":"whats-the-process-of-iron-smelting","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/jaki-jest-proces-wytapiania-zelaza\/","title":{"rendered":"Jak wygl\u0105da proces wytapiania \u017celaza?"},"content":{"rendered":"

Metody wytwarzania \u017celaza obejmuj\u0105 g\u0142\u00f3wnie metod\u0119 wielkopiecow\u0105, metod\u0119 bezpo\u015bredniej redukcji, metod\u0119 redukcji wytapiania itp. zasad\u0105 jest, \u017ce zredukowan\u0105 sur\u00f3wk\u0119 uzyskuje si\u0119 w wyniku reakcji fizykochemicznej rudy w okre\u015blonej atmosferze (substancje redukuj\u0105ce Co, H2, C; odpowiednia temperatura itp. .). Opr\u00f3cz niewielkiej cz\u0119\u015bci sur\u00f3wki wykorzystywanej do odlewania, zdecydowana wi\u0119kszo\u015b\u0107 wykorzystywana jest jako surowce do produkcji stali.<\/p>

Blast furnace ironmaking is the main method of modern ironmaking and an important link in iron and steel production. Due to good technical and economic indicators, simple process, large production capacity, high labor productivity and low energy consumption, iron produced by blast furnace process accounts for more than 95% of the world’s total iron production.<\/p>

\"\"<\/figure>

Schemat ideowy hutnictwa wielkopiecowego<\/h2>

Wielki piec jest podobny do pieca cylindrycznego, z zewn\u0105trz pokryty jest blach\u0105 stalow\u0105, a \u015bciana wewn\u0119trzna wy\u0142o\u017cona jest ceg\u0142\u0105 szamotow\u0105. Ca\u0142y piec posadowiony jest na g\u0142\u0119bokim fundamencie betonowym.<\/p>

Podczas produkcji wielkiego pieca topnik rudy \u017celaza, koks i \u017cu\u017cel (wapie\u0144) \u0142adowany jest od g\u00f3ry pieca, a podgrzane powietrze wdmuchiwane jest do dyszy znajduj\u0105cej si\u0119 w dolnej cz\u0119\u015bci pieca na obwodzie pieca. W wysokiej temperaturze tlenek w\u0119gla i wod\u00f3r powstaj\u0105ce w wyniku spalania w\u0119gla w koksiku oraz wdmuchiwany do powietrza tlen usuwaj\u0105 tlen z rudy \u017celaza w procesie jej unoszenia w piecu, w celu uzyskania \u017celaza. Stopione \u017celazo jest odprowadzane z otworu spustowego.<\/p>

Nieredukuj\u0105ce zanieczyszczenia w rudzie \u017celaza \u0142\u0105cz\u0105 si\u0119 z wapieniem i innymi topnikami, tworz\u0105c \u017cu\u017cel, kt\u00f3ry jest odprowadzany z portu \u017cu\u017clowego. Wyprodukowany gaz jest wyprowadzany z g\u00f3rnej cz\u0119\u015bci pieca i po odpyleniu wykorzystywany jako paliwo do wielkiego wielkiego pieca, pieca grzewczego, pieca koksowniczego i kot\u0142a.<\/p>

Surowce: ruda \u017celaza, rozpuszczalnik, paliwo<\/h2>

 Ruda \u017celaza<\/h3>

Trudno sprosta\u0107 wymaganiom hutnictwa wielkopiecowego pod wzgl\u0119dem sk\u0142adu chemicznego, stanu skupienia i innych aspekt\u00f3w naturalnie wydobywanej rudy. Musi by\u0107 przygotowany i poddany obr\u00f3bce poprzez kruszenie, przesiewanie, wzbogacanie, brykietowanie i mieszanie, aby dostarczy\u0107 wielki piec o wysokiej jako\u015bci, jednolitym sk\u0142adzie i wielko\u015bci cz\u0105stek.<\/p>

W przemy\u015ble metalurgicznym stosowane s\u0105 cztery rodzaje rud \u017celaza.<\/strong><\/p>

Rodzaje mineralne<\/td>G\u0142\u00f3wne sk\u0142adniki<\/td>Teoretyczna zawarto\u015b\u0107 \u017celaza<\/td>\u81ea\u7136 \u542b\u94c1\u91cf<\/strong><\/td><\/tr>
Krwawie\u0144<\/td>Fe2O3<\/td>70%<\/td>50%~60%<\/strong><\/td><\/tr>
magnetyt<\/td>Fe3O4<\/td>72.4%<\/td>40%~70%<\/strong><\/td><\/tr>
limonit<\/td>2Fe2O3\u00b73H2O<\/td>59.8%<\/td>37%~55%<\/strong><\/td><\/tr>
Syderyta<\/td>FeCo3<\/td>48.2%<\/td>\u4f4e<\/strong><\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>

rozpuszczalnik<\/h3>

Ska\u0142a p\u0142onna w rudzie i popi\u00f3\u0142 w paliwie zawieraj\u0105 pewne zwi\u0105zki o wysokiej temperaturze topnienia (np. temperatura topnienia SiO2 wynosi 1625 \u2103, a Al2O3 2050 \u2103). Nie mo\u017cna ich przetopi\u0107 w ciecz w temperaturze wytopu wielkiego pieca, wi\u0119c nie mo\u017cna ich dobrze oddzieli\u0107 od stopionego \u017celaza. Jednocze\u015bnie eksploatacja pieca jest trudna.<\/p>

Celem dodawania topnika jest wytworzenie \u017cu\u017cla o niskiej temperaturze topnienia z tymi zwi\u0105zkami o wysokiej temperaturze topnienia, aby ca\u0142kowicie up\u0142ynni\u0107 w temperaturze wytopu wielkiego pieca i zachowa\u0107 znaczn\u0105 p\u0142ynno\u015b\u0107, aby osi\u0105gn\u0105\u0107 cel dobrej separacji od metalu i zapewni\u0107 jako\u015b\u0107 sur\u00f3wki.<\/p>

Zgodnie z w\u0142a\u015bciwo\u015bciami topnika mo\u017cna go podzieli\u0107 na topnik podstawowy i topnik kwa\u015bny. Wyb\u00f3r topnika zale\u017cy od w\u0142a\u015bciwo\u015bci ska\u0142y p\u0142onnej w rudzie i popio\u0142u w paliwie. Poniewa\u017c wi\u0119kszo\u015b\u0107 ska\u0142 p\u0142onnych w naturalnych rudach ma odczyn kwa\u015bny, a zawarto\u015b\u0107 popio\u0142u w koksu jest kwa\u015bna, zwykle stosuje si\u0119 topniki alkaliczne, takie jak wapie\u0144. Topniki kwasowe s\u0105 rzadko u\u017cywane.<\/p>

Paliwo<\/h3>

Ciep\u0142o potrzebne do wytopu wielkopiecowego zale\u017cy g\u0142\u00f3wnie od spalania paliwa. Jednocze\u015bnie paliwo pe\u0142ni r\u00f3wnie\u017c rol\u0119 czynnika redukuj\u0105cego w procesie spalania, dlatego paliwo jest jednym z g\u0142\u00f3wnych surowc\u00f3w do wytopu wielkopiecowego. Powszechnie stosowanym paliwem jest g\u0142\u00f3wnie koks, antracyt i p\u00f3\u0142koks.<\/p>

Proces fizykochemiczny: reakcja redukcji w wysokiej temperaturze + reakcja \u017cu\u017clowania<\/p>

Celem wytapiania wielkopiecowego jest redukcja \u017celaza z rudy \u017celaza i usuwanie zanieczyszcze\u0144. W ca\u0142ym procesie wytapiania najwa\u017cniejsza jest redukcja odczynu \u017celaza i \u017cu\u017cla.<\/p>

Ponadto towarzyszy mu szereg innych z\u0142o\u017conych reakcji fizycznych i chemicznych, takich jak odparowanie wody i substancji lotnych, rozk\u0142ad w\u0119glanu, karbonizacja i topienie \u017celaza, redukcja innych pierwiastk\u00f3w itp., kt\u00f3re mog\u0105 by\u0107 realizowane tylko przy okre\u015blona temperatura. Dlatego te\u017c proces wytapiania wymaga r\u00f3wnie\u017c spalania paliwa jako warunku koniecznego.<\/p>

Spalanie paliwa<\/strong><\/h2>

C\uff0bO2\u2192CO2<\/p>

Rozk\u0142ad ci\u0119\u017caru<\/p>

Odparowanie wody i rozk\u0142ad wody krystalicznej; eliminacja substancji lotnych; rozk\u0142ad w\u0119glanu.<\/p>

Reakcja redukcji w wielkim piecu<\/h2>

Redukcja \u017celaza<\/strong><\/strong><\/h3>

W wielkim piecu \u017celazo nie jest bezpo\u015brednio redukowane z tlenku wysokowalencyjnego, ale poprzez proces redukcji z tlenku wysokowalencyjnego do tlenku niskowalencyjnego, a nast\u0119pnie z tlenku niskowalencyjnego do \u017celaza: Fe2O3 \u2192 Fe3O4 \u2192 FeO \u2192 Fe<\/p>

Redukcja \u017celaza zale\u017cy g\u0142\u00f3wnie od gazowego tlenku w\u0119gla i sta\u0142ego w\u0119gla jako \u015brodka redukuj\u0105cego. Redukcja tlenku w\u0119gla nazywana jest zwykle redukcj\u0105 po\u015bredni\u0105, a redukcja w\u0119gla sta\u0142ego nazywana jest redukcj\u0105 bezpo\u015bredni\u0105.<\/p>

Ca\u0142kowita reakcja redukcji po\u015bredniej wynosi 3fe2o3 + 9co \u2192 6fe + 9co2<\/p>

Ca\u0142kowita reakcja redukcji bezpo\u015bredniej wynosi 3fe2o3 + C \u2192 2fe3o4 + Co<\/p>

Karbonizacja \u017celaza<\/strong><\/strong><\/h3>

\u017belazo zredukowane z rudy jest sta\u0142e, g\u0105bczaste, a jego zawarto\u015b\u0107 w\u0119gla jest bardzo niska, zwykle poni\u017cej 1%. Poniewa\u017c wsp\u00f3\u0142rozk\u0142ada si\u0119 w ni\u017cszej temperaturze, a roz\u0142o\u017cony C ma siln\u0105 aktywno\u015b\u0107, w kontakcie z \u017celazem \u0142atwo jest utworzy\u0107 stop \u017celazo-w\u0119giel.<\/p>

Dlatego sta\u0142e \u017celazko g\u0105bczaste zaczyna si\u0119 naw\u0119gla\u0107 w ni\u017cszej temperaturze (400 \u2103 ~ 600 \u2103). Reakcja chemiczna jest nast\u0119puj\u0105ca: 2CO + 3Fe \u2192 Fe3C + CO2 lub 3Fe (ciecz) + C (cia\u0142o sta\u0142e) \u2192 Fe3C<\/p>

Proces \u017cu\u017clowania<\/strong><\/strong><\/h3>

\u017bu\u017cel to proces, w kt\u00f3rym ska\u0142\u0119 p\u0142onn\u0105 w rudzie i popi\u00f3\u0142 w paliwie \u0142\u0105czy si\u0119 z topnikiem i usuwa z wielkiego pieca. W wielkim piecu wyst\u0119puj\u0105 dwa rodzaje \u017cu\u017cla<\/p>

Podczas wytapiania ze zwyk\u0142\u0105 kwa\u015bn\u0105 rud\u0105 topnik jest \u0142adowany do wielkiego pieca w postaci wapienia, a Cao w strumieniu nie mo\u017ce by\u0107 w bliskim kontakcie z tlenkami kwasowymi w rudzie. dlatego pocz\u0105tkowo utworzony \u017cu\u017cel sk\u0142ada si\u0119 g\u0142\u00f3wnie z fe2sio4 utworzonego przez SiO2, Al2O3 i cz\u0119\u015b\u0107 zredukowanego FeO. Ze wzgl\u0119du na obecno\u015b\u0107 FeO w \u017cu\u017clu temperatura topnienia \u017cu\u017cla jest obni\u017cona, a \u017cu\u017cel ma dobr\u0105 p\u0142ynno\u015b\u0107. W procesie opadania (kt\u00f3ry jest jednocze\u015bnie procesem wzrostu temperatury) FeO zawarty w \u017cu\u017clu jest stopniowo redukowany i tracony, podczas gdy zawarto\u015b\u0107 Cao wzrasta, a finalny \u017cu\u017cel sp\u0142ywa do paleniska.<\/p>

Przy topieniu rud\u0105 samotopn\u0105c\u0105, poniewa\u017c ruda zawiera wi\u0119cej Cao i mo\u017ce by\u0107 w dobrym kontakcie z kwa\u015bnym SiO2, Cao natychmiast uczestniczy w reakcji \u017cu\u017clowania na pocz\u0105tku topienia, zw\u0142aszcza przy topieniu spiekem samotopliwym, Cao tworzy \u017cu\u017cel z SiO2, Al2O3 itd. ju\u017c w procesie spiekania, a wi\u0119c zawarto\u015b\u0107 CaO w \u017cu\u017clu pierwotnym tego rodzaju rudy jest wy\u017csza. Sk\u0142ad \u017cu\u017cla r\u00f3wnie\u017c niewiele si\u0119 zmienia w procesie redukcji \u017cu\u017cla.<\/p>

Produkty wielkopiecowe<\/strong><\/strong><\/h2>

G\u0142\u00f3wnymi produktami hutnictwa wielkopiecowego s\u0105 sur\u00f3wka i \u017celazostopy, a produktami ubocznymi \u017cu\u017cel, gaz i py\u0142 piecowy.<\/p>

sur\u00f3wka<\/strong><\/strong><\/h3>

Sur\u00f3wka jest stopem \u017celaza i w\u0119gla z wi\u0119cej ni\u017c w\u0119glem 2%, kt\u00f3ry zawiera r\u00f3wnie\u017c Si, Mn, s, P i inne zanieczyszczenia.<\/p>

Sur\u00f3wk\u0119 mo\u017cna podzieli\u0107 na dwie kategorie w zale\u017cno\u015bci od jej zastosowania i sk\u0142adu. Jednym z nich jest sur\u00f3wka stalowa: w\u0119giel w sur\u00f3wce wyst\u0119puje w postaci zwi\u0105zku, a jego przekr\u00f3j jest srebrnobia\u0142y, znany r\u00f3wnie\u017c jako bia\u0142e \u017celazo; drugi to odlewanie sur\u00f3wki: jest bezpo\u015brednio u\u017cywany do produkcji cz\u0119\u015bci maszyn.<\/p>

stop \u017celaza<\/strong><\/strong><\/h3>

\u017belazo i ka\u017cdy rodzaj metalu lub stopu niemetalicznego nazywane s\u0105 \u017celazostopami (niekt\u00f3re s\u0105 r\u00f3wnie\u017c nazywane sur\u00f3wk\u0105 stopow\u0105). Istnieje wiele rodzaj\u00f3w \u017celazostop\u00f3w, takich jak \u017celazokrzem, \u017celazomangan, \u017celazochrom, \u017celazomolibden, \u017celazowolfram itp.<\/p>

\u017bu\u017cel, gaz i py\u0142<\/strong><\/strong><\/h3>

\u017bu\u017cel, gaz i py\u0142 s\u0105 produktami ubocznymi wielkiego pieca. Wcze\u015bniej by\u0142y wyrzucane jako odpady, ale teraz s\u0105 szeroko stosowane w materia\u0142ach budowlanych.<\/p><\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Ironmaking methods mainly include blast furnace method, direct reduction method, smelting reduction method, etc. the principle is that the reduced pig iron is obtained by physicochemical reaction of ore in a specific atmosphere (reducing substances Co, H2, C; appropriate temperature, etc.). In addition to a small part of pig iron used for casting, the vast…<\/p>","protected":false},"author":2,"featured_media":20246,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_jetpack_memberships_contains_paid_content":false,"footnotes":""},"categories":[79],"tags":[],"class_list":["post-20244","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-materials-weekly"],"jetpack_featured_media_url":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/wp-content\/uploads\/2021\/01\/\u56fe\u72471.png","jetpack_sharing_enabled":true,"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/20244","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=20244"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/20244\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/media\/20246"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=20244"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=20244"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=20244"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}