ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Восстановление окислов железа в камере плавления из "Топки с жидким шлакоудалением " В камере плавления зоны с восстановительной и окислительной атмосферами следуют друг за другом. Поэтому необходимо остановиться на вопросе возможности получения чистого железа из окислов под воздействием восстановительной атмосферы. [c.69] Опыт работы доменных печей свидетельствует о том, что для восстановления железа в камере плавления топок с жидким шлакоудалением нет необходимых условий. Неблагоприятными являются как низкая щелочность большинства угольных шлаков, так и малое время нахождения шлака в камере топки. [c.69] Если в шлаке нет окиси кальция, то восстановление железа из силикатов становится практически невозможным и в доменной печи [Л. 21]. Это положение подтверждается опытами по плавлению кислых руд, когда большинство закиси железа без добавления известняка переходит в шлак. [c.70] Восстановление окиси железа является поверхностным процессом. Следовательно, для его эффективного протекания требуется большая поверхность соприкосновения между шлаком и восстановительными веществами. В доменной печи существует значительно больше благоприятных условий, чем в топках с жидким шлакоудалением. Прохождение руды через печь длится много часов, и жароупорность кокса в печи гарантирует высокую пористость, а благодаря этому и большую поверхность соприкосновения шлака с восстановителями. [c.70] Капельки же шлака в камере плавления тонки с жидким шлакоудалением имеют большую поверхность только до тех пор, пока они находятся во взвешенном состоянии. Это время непродолжительно, порядка 1 сек. Как только эти капельки шлака отделятся от продуктов горения и будут уловлены на стенах топки, их реакционная поверхность уменьшится. [c.70] В отличие от топок с жидким шлакоудалением в циклонных топках грубые частицы газифицированного дробленого угля горят на слое шлака в течение нескольких минут, благодаря чему образуется большое количество чистого железа. При этом остальные условия для восстановления железа также благоприятны, так как шлак и горящий кокс находятся в непосредственном соприкосновении в области наивысших температур. [c.70] Бели железо в шлаке находится в виде свободных окислов, то у топок с жидким шлакоудалением, так же как и у доменных печей, возможны их непосредственное восстановление воздействием твердого углерода и косвенное восстановление воздействием окиси углерода и водорода, которые присутствуют в восстановитмьной атмосфере топки. [c.70] Этой реакции соответствует кривая Ь диаграммы равновесия на рис. 37. Для полного протекания реакции по уравнению (9 ), как показано на диаграмме равновесия, требуется значительный избыток СО, увеличивающийся с повышением температуры. [c.71] Из диаграммы равновесия на рис. 38 видно, что при восстановлении водородом требуется меньший избыток водорода,. чем окиси углерода при восстановлении окисью углерода. В отличие от восстановления окисью углерода все восстановительные реакции с водородом эндотермические, так что необходимый избыток водорода с повышением температуры понижается. [c.72] Так как реакция косвенного восстановления требует большего времени и большей поверхности соприкосновения со шлаком, то для топок с жидким шлакоудалением она мало эффективна. Она ограничивается восстановлением наиболее высоких окислов железа до закиси железа реакциями (8 ) и (11 ). [c.72] Эта эндотермическая реакция проходит тем быстрее, чем выше температура ванны. При этом угольные частицы шлака загустевают, так что шлак становится пластическим и не может вытекать из ванны в гранулирующий резервуар. Эта неподвижность шлака дает для реакции (13 ) практически неограниченное время. Только после воздействия кокса шлак становится снова жидким и может вытекать из топки вместе с восстановленным железом. [c.73] При восстановлении железа твердым углеродом решающим фактором является время. Только продолжительное нахождение шлака в шлаковой ванне способствует полному протеканию восстановительных процессов. [c.73] В топках с жидким шлакоудалением восстановление железа из окислов нежелательно. В результате соприкосновения железа с водой при гранулировании шлака происходят взрывы водорода, которые угрожают обслуживающему персоналу. Тяжелые куски железа, образующиеся в плавильной камере, трудно удалять из топки, так как они пронизаны жилами шлака и их нельзя резать автогеном. [c.73] Восстановленное расплавленное железо в шлаковой ванне опасно также и потому, что оно быстро протекает в трещин-ы, которые образуются в поде плавильной камеры. Железо, прошедшее через трещины, обычно расплавляет под, покрытый железом, и вытекает в пространство под котлом. [c.73] Восстановленное железо загрязнено большим количеством примесей. В одной установке, работавшей на верхнесилезских углях, железо имело следующий состав 1 — 2% С 2-4% Si 1-2% S и 2-3% Р. [c.73] Вернуться к основной статье