Aglomera (çelik endüstrisi)

Aglomerat oluşan bir malzemedir demir oksid ve gang kavrulmuş ve sinterlenmiş bir de sinterleme tesisi . Bu ürün, daha önce demir cevheri ve oksitlerle karıştırılmış kömürün yakılmasıyla elde edilir . Yüksek fırında kullanımını optimize eden demir cevherinin şartlandırılmasıdır .

Tarih

Aglomerasyonun ilgisi çok erken tespit edildi, ancak o zaman kullanılan işlemler sürekli değildi. Uygulamada bir ağ meydana ilkel yöntem tekerlek , geç terk edilmiştir XIX inci yakıtın üzerine aşırı harcama yüzyılın. Şaft fırınları daha sonra bunların yerini alır; çok daha yüksek verimlilikleri, hem reaksiyonun sınırlandırılması hem de karşı akım çalışmasına bağlıdır (katılar aşağı iner ve gazlar yükselir).

Bu fırınlarda, demir cevherlerinin kavrulması daha sonra şu anda arananın tersi sonucunu elde etmek için kullanılır: 1895'te kavurma, ufalanabilir bir cevher elde etmek için topaklaşmasını önlemek için düşük sıcaklıkta yapılır.

Cevher ızgara fırınları o zamanlar yüksek fırınlardan ve kireç fırınlarından esinlenen fıçılardı ve çok üretken araçlar değildi. İlkesini otomatikleştiren Greenawald süreci, 1910 yılı civarında belirli bir gelişme yaşadı ve yılda 300.000 ton üretime izin verdi.

İçinde Haziran 1906AS Dwight ve RL LLoyd tarafından inşa edilen ilk zincir aglomerasyon makinesi (aynı zamanda ızgara üzerinde de bilinir), bakır ve kurşun cevherlerinin aglomerasyon testlerine başlar . Demir cevher kümelerinde için ilk satırı 1910 yılında inşa edilmiş Birdsboro , Pensilvanya .

Cevherin bir zincir üzerinde toplanmasının çelik endüstrisinde yaygınlaşması yaklaşık otuz yıl sürer . II.Dünya Savaşı'ndan önce esas olarak cevher cezalarını yenilemek için kullanılırken, 1945'ten sonra ham minerallerin işlenmesine genelleştirildi. Şu anda rolü çok önemlidir, çünkü aralarında birkaç mineralin karıştırılmasına ve özellikle demir açısından az çok zengin mineral atığın dahil edilmesine izin verir. Bu geri dönüşüm rolü, karlılığı artırır ve demir açısından zengin birçok kalıntı ( cüruf , çamur, toz vb. ) Üreten çelik komplekslerinden kaynaklanan atıkları sınırlar .

İlgi alanları ve sınırlamalar

İlgi Alanları

Aglomerat, yüksek fırında kullanımı için optimize edilmiş bir üründür. Bunu yapmak için birkaç koşulu en iyi şekilde karşılaması gerekir:

Kokun (esas olarak silika ) yanmasından kaynaklanan kül ile birleştiğinde , her ikisi de safsızlıklara ( özellikle kokun getirdiği kükürt) göre reaktif olan , çok agresif olmayan , eriyebilir bir cüruf oluşturacak bir oksit matrisinden oluşmalıdır. yüksek fırını kaplayan ve geri kazanımı için uygun kalitede refrakterlere doğru ;
(fırını tıkayan çok küçük parçalar ve kalbe dönüşmesi çok uzun süren çok büyük parçalar) , genellikle 20 ile 80 mm arasında kesin bir parçacık boyutunu kontrol edin ;
gazları azaltmak için geçirgenliği korumak ve bu mümkün olan en yüksek sıcaklıklarda;
yüksek fırın dışında daha ekonomik olarak yapılabilen düşük sıcaklık endotermik reaksiyonların gerçekleştirilmesi. Bu esas olarak , kurutma , kalsinasyon gang (de bir karbonasyon kireçtaşı ve dehidrasyon ve kil ya da alçı ) ve reaksiyonları azaltılması . Aglomera daha sonra eşit ağırlık esasına göre demir bakımından cevherden daha zengin hale gelir.
overoxidize demir oksitler, Fe 2 O 3yüksek fırında bulunan karbon monoksit ile daha az oksitlenmiş bileşiklerden, özellikle Fe 3 O 4'ten daha iyi indirgenir.

Diğer bir avantaj, istenmeyen elementlerin ortadan kaldırılmasıdır: zincir aglomerasyon işlemi, cevherde ve katkı maddelerinde bulunan kükürtün% 80 ila 95'ini ortadan kaldırır. Aynı zamanda , yüksek fırınları "zehirleyen" bir element olan çinkodan kurtulmanın bir yoludur , çünkü buharlaşma sıcaklığı, 907 ° C , iyi yürütülen bir kavurma ile aynıdır.

Sınırlamalar

Öte yandan, aglomerat aşındırıcı bir üründür ve özellikle kırılgandır . Tekrarlanan işlem, tanecik boyutunu düşürür ve ince taneler oluşturur , bu da onu yüksek fırınlardan uzaktaki alanlara yetersiz bir şekilde uygun hale getirir: bu durumda peletler tercih edilir. Sinterleme sırasında sağlanan enerjiyi artırarak soğuk direnci, özellikle ezmeye karşı geliştirmek mümkündür.

Mekanik mukavemetin iyileştirilmesi aynı zamanda onu kullanan işlemlerde aglomeratın direncini de geliştirir. Bunun nedeni hematitin (Fe 2 O 3) manyetitte (Fe 3 O 4) iç kısıtlamalar yaratır . Ancak aglomera üretim maliyetindeki bir artışın yanı sıra, indirgenebilirlik, mekanik mukavemetin iyileştirilmesi istendiğinde bozulur.

Kompozisyon

Aglomerat genellikle asidik veya bazik olmasına göre sınıflandırılır. Tam bazlık indeksi i c , kütle konsantrasyonlarının aşağıdaki oranıyla hesaplanır :

{\ displaystyle I_ {c} = {\ frac {[CaO] + [MgO]} {[SiO_ {2}] + [Al_ {2} O_ {3}]}}}

Genellikle basitleştirilmiş basitleştirilmiş bazlık indeksi hesaplayarak basitleştiririz i (veya bazen i a ), CaO / SiO 2 oranına eşittir.. Bir dizin ile aglomerat ı c 1 'den daha az, 1 den asidik olduğu söylenir, daha fazla, genel olarak (kendi kendine erimesi olarak nitelikli 1' e eşit, temel olduğu söylenir i c = 1 eşdeğer olarak i , bir = 1 , 40). 1950'lerden önce, i c indeksi 0,5'ten az olan aglomera çoğunluktaydı. Daha sonra, aglomeratın , daha sonra yüksek fırına ayrı olarak yüklenen kireçtaşını dahil edebileceği anlaşıldığında , temel endeksler genelleştirildi: 1965'te, 0.5'in altındaki endeksler, tonajın% 15'inden daha azını temsil ediyordu. bazik aglomeralar% 45'i temsil etti.

İlişkiyi de buluyoruz : k ampirik olarak belirlenen bir sabittir (bazen basitleştirmek için 1'e eşittir). Demirin indirgenmesi, kendi içinde, temel bir ortam tarafından tercih edilir ve 2 < i b <2.5'te pik yapar . Ayrıca bu alanda mekanik direnç en iyisidir (ve ayrıca cürufun eriyebilirliği en kötüsüdür, bu da yüksek fırından tahliyesini zorlaştırır). 2.6'lık bir i b indeksinin ötesinde , gözeneklerini tıkayan ve gazlar ile oksitler arasındaki kimyasal reaksiyonları yavaşlatan erimiş aglomerat oranı artar. Bir dizin ile asit aglomeratlar için de I b , yumuşama cevheri olan en kısa sürede sadece yaklaşık% 15 azalır başlar 1 'den küçük. ${\ displaystyle \ scriptstyle \ i_ {b} = {\ frac {[CaO] + k \ cdot [MgO]} {[SiO_ {2}]}}}$

Optimum bazlık indeksi bu nedenle kullanılan cevherin, yüksek fırının teknik özelliklerinin, dökme demirin varış noktasının ve istenen kalitelerin bir fonksiyonu olarak belirlenir. Örneğin şunları not ediyoruz:

elde edilen dökme demirlerin Minette lorraine ve amaçlanan rafinaj olarak Thomas işlemi arasında bazikliklerini vardı i 1.35 (= yani a arasındaki bir uzlaşma olarak I = 1 olan bir tam dizin), viskozite : (a asit cüruf gerektirir), düşük sıcaklıkta ve kükürt giderme ( temel bir cüruf tarafından tercih edilir);
Kükürt açısından zengin demir içeriğinin bir sorun teşkil etmediği fabrikalar, daha asidik bir aglomera kullanırlar: i = 0,9 ila 1,0 ile. Silisyumun indirgenmesi bu şekilde teşvik edilir, ancak% 0.1 ila% 0.25'lik kükürt içeriklerine ulaşmak mümkündür;
Yüksek fırında ferromangan üretimi, yüksek manganez verimi ve dolayısıyla i = 1,7 veya 1,8'e kadar yüksek baziklik gerektirir (bu özel durumda, endeksin karşılık geldiğini bilerek !). Bu durumda eriyebilirlik ikincil bir noktadır, cürufların sıcaklığı 1650 ° C'ye ulaşabilir ( arıtma için izabe tesislerinde 1450 ° C - 1550 ° C yerine ). ${\ displaystyle \ scriptstyle \ i = {\ frac {[CaO] + [MgO] + [BaO]} {[SiO_ {2}]}}}$

Notlar ve referanslar

Notlar

yılında Fransızca konuşulan Belçika , bu malzeme böylece “frit” denilen - iki ile t o olduğu için sinterlenmiş ve kızarmış - bu üretilen ve orada tüketilen zaman.
Tarihsel olarak, sülfürik asit üretiminden kalan artıklar olan piritlerin kavrulması , yalnızca sülfür ve çinkoyu uzaklaştırmayı amaçlıyordu. Aslında, bunlar% 60 ila 65 demir ve% 0.01'den az fosfor içerir, ancak% 6'ya kadar kükürt ve% 12 çinko içerir.

Referanslar

" Cockerill Ougrée (4/22) "
(in) Julius H. Strassburger Dwight C. Brown , Terence E. Dancy ve Robert L. Stephenson , Yüksek fırın - Teori ve Uygulama, Cilt. 1 , New York, Gordon ve Breach Science Yayıncıları,1984, 275 s. ( ISBN 0-677-13720-6 , çevrimiçi okuyun ) , s. 221-239
(in) William E. Greenawald , " The Greenawald Sintering Process " , Mining and Scientific Press , cilt. 122,15 Ocak 1921, s. 81-85 ( çevrimiçi okuyun )
(inç) L. Hand (Devre Hakemi) DWIGHT LLOYD SINTERING & CO., Inc., Greenawalt'a (ORE CLAIMS AMERICAN CO., Müdahale Eden) karşı. , Devre Temyiz Mahkemesi, İkinci Daire,20 Ağustos 1928( çevrimiçi okuyun )
(en) Maarten Geerdes , Hisko Toxopeus ve Cor van der Vliet , Modern yüksek fırın demir yapımı: Giriş , IOS Press,2009, 2 nci baskı. ( ISBN 978-1-60750-040-7 ve 160750040X , çevrimiçi okuyun ) , s. 26
Jacques Corbion ( pref. Yvon Lamy), Le savoir… demir - Yüksek fırının sözlüğü: Madenciden demir ve dökme demir bölge adamlarının dili… (bazen lezzetli) ... kok ağacına dün ve bugün , 5,1989[ baskıların ayrıntıları ] ( çevrimiçi okuyun ) , 1. Cilt, s. 421; 2543; 2559
(de) K. Grebe, "Das Hochofenverhalten von Möller und Koks" , F. Oeters, R. Steffen, Berichte, gehalten im Kontaktstudium „Metallurgie des Eisens; Teil I: Eisenerzeugung " , cilt. 2, Düsseldorf, Verlag Stahleisen mbH, cilt . "Metalurji",1982( ISBN 3-514-00260-6 ) , s. 95-101

Adolf Ledebur , Demir metalurjisinin teorik ve pratik kılavuzu, Cilt I ve Cilt II( kaynakçaya bakınız )

1. Cilt, s. 252-253
1. Cilt, s. 254-271
1. Cilt, s. 244; 251
1. Cilt, s. 260-270
1. Cilt, s. 237
1. Cilt, s. 248
1. Cilt, s. 231-233; 245-247

Ayrıca görün

Kaynakça

Adolf Ledebur ( Barbary de Langlade tarafından çevrilmiş ve F. Valton tarafından açıklanmıştır), Demir metalurjisinin teorik ve pratik kılavuzu, Tome I ve Tome II , Librairie politeknik Baudry et Cie editörü,1895[ basımların ayrıntıları ]

İlgili Makaleler