ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Получение порошка железа из окиспого сырья из "Порошковая металлургия Изд.2 " Для получения железного порошка применяют разнообразные методы, что объясняется поиском технологии многотоннажного производства дешевого порошка повышенной чистоты, различных марок, отличающихся по гранулометрическому составу, содержанию примесей и технологическим свойствам в зависимости от назначения порошка для тех или иных областей применения. [c.65] В обоих указанных источниках сырья содержится определенное количество загрязняющих примесей. Так, в окалине наибольшее количество из всех примесей приходится иа марганец, содержание которого доходит до 0,3—0,4%. Вредной примесью, сказывающейся на качестве получаемого железного порошка, является кремний. Содержание кремния в окалине достигает 0,2— 0,3%. При восстановлении часть кремния образуется из 5102 и растворяется в железе. [c.65] В промышленных масштабах для получения железного порошка восстановлением окисного сырья используют несколько методов восстановление водородом, восстановление твердым углеродом, комбинированный способ восстановления конвертированным природным газом (ЗН2+СО) и твердым углеродом. [c.65] В области высоких температур по линии солидуса границы гомогенности вюстита соответствуют содержанию кислорода 23,18% [51,26% (ат.)] при 1371° С и 25,6% [54,57% (ат.)] при 1424° С. При 1000° С границы гомогенности вюстита соответствуют23,1 % [51,27о (ат.)] и 24,0% [52,5% (ат.)]. [c.67] Это важно, так как при охлаждении нагретого железа наблюдается эффект старения и охрупчивания, связанный с выделением субмикроскопических частиц FeO или Рез04. Однако при обсуждении условий восстановления окислов железа водородом влияние этой небольшой растворимости обычно не учитывается. [c.67] По реакции (П.5) сначала образуется вюстит, насыщенный кислородом при данной температуре, затем в процессе восстановления вюстит обедняется кислородом до нижней границы его области гомогенности при данной температуре, а затем по реакции (П.6) образуется железо. [c.68] Относительно высокая стоимость железного порошка, полученного восстановлением окислов водородом, ограничивает распространенность этого метода для промышленного применения. Его используют только при получении железного порошка высокой чистоты, а также в тех случаях, когда водород является отходом химического (или другого) производства. Водород высокой чистоты получают в больших масштабах электролизом воды (с небольшой добавкой растворенной щелочи или кислоты для повышения электропроводности) при сравнительно высокой стоимости порядка 20 коп. за 1 м . [c.69] Болес дешевый, но менее чистый водород можно получать в результате конверсии природного газа или как отход некоторых химических производств, а в смеси с азотом — диссоциацией аммиака. [c.69] Концентрат высшего качества предварительно нагревают до 480° С во вращающейся печи и затем с помощью азота переправляют в загрузочный бункер, куда под давлением 3,5 МПа подается водород, с помощью которого концентрат транспортируется в реактор, представляющий собой вертикальный металлический цилиндр высотой 29 и диаметром 1,7 м. [c.70] Восстановление протекает в три стадии на трех горизонтальных подовых решетках предварительное восстановление (высших окислов) на верхней и средней решетках и окончательное (до металлического железа) — на нижней. Ступенчатость процесса восстановления позволяет более эффективно использовать газ-восстановитель. Загрузка свежих порций руды в верхнюю часть реактора, а также пересыпание частично восстановленного материала с решетки на решетку и разгрузку восстановленного железа в нижней части реактора производятся периодически. Процесс восстановления проводят при температуре ниже 540° С, что исключает укрупнение частиц железного порошка по сравнению с исходным концентратом за счет спекания. [c.70] Восстановленный порошок железа под давлением водорода поступает из реактора в разгрузочный шлюз, откуда уже с помощью азота выдается для дальнейшей переработки. [c.71] Восстановление ведут при низких температурах, поэтому конечная продукция обладает повышенной пиро-форностью для предохранения полученного порошка от последующего окисления его нагревают до 800° С в среде защитного газа при атмосферном давлении, в результате чего он теряет свою пирофорность. Из концентрата высшего качества получается порошок, содержащий, % Ре 98,5 8102 0,2 С 0,05 следы 5 и Р. Потеря массы этих порошков после прокаливания в водороде составляет 0,5%. [c.71] По физических свойствам порошок подразделяют на два сорта — с лониженной и нормальной насыпной плотностью (табл. 1). [c.71] За рубежом разработана установка, обеспечивающая производство 1000 т железного порошка в сутки. В новой установке окись железа восстанавливается водородом при 650—750° С. В этом интервале температур осуществляется весьма быстрая реакция восстановления и одновременно снижается образование агломератов. Частицы порошка на воздухе не пирофорны. [c.72] Наиболее существенным недостатком восстановления окислов железа водородом в муфельных (трубчатых) печах является низкая производительность печей, так как для равномерного восстановления требуется небольшой слой шихты. Процесс не может быть ускорен за счет существенного увеличения температуры восстановления ( 1000° С), так как порошок спекается в брикет, который трудно затем измельчить в порошок. [c.73] Вернуться к основной статье