Свариваемость кусков шихты при их восстановлении в шахтных печах металлизации.

Образование спеков (спекание) резко нарушает газопроницаемость слоя шихты, дезорганизует равномерное распределение газа-восстановителя по сечению и объему шахтной печи, что в свою очередь приводит к неоднородности тепловой и химической обработки слоя шихтовых материалов. При возникновении этого явления движение шихты значительно нарушается, возникают зависания, образуются отдельные застойные зоны, где шихта практически не двигается вовсе. Чаще всего спекание происходит на интервале 700-800С. Процесс слипания происходит в результате спекания металлических частиц в соприкасающихся окатышах. При этом в месте контакта образуется очень плотная шейка, пористость в которой примерно в 2 раза ниже чем средняя по окатышу. Возможны 2 механизма спекания: когда не происходит деформация окатыша и когда идет деформация, при этом резко увеличивается диаметр шейки и прочность спека (деформация идет под нагрузкой шихты). Для исключения слипания надо чтобы процесс спекания шел по первому механизму. При увеличении пористости уменьшается склонность гранул к спеканию и увеличивается температура спекания (т.к. поры являются концентратами напряжений и увеличивают предел текучести, а кроме того с увеличением пористости уменьшается число контактов с другими кусками). С увеличением размера так же уменьшается склонность гранул к спеканию из-за уменьшения протяженности контактов между кусками. Так же с ростом размера гранул в приконтактной области растет кол-во невосстановленных оксидов, препятствующих деформации гранул. Увеличение нагрузки шихты приводит к уменьшению Т спекания. Ввод флюса увеличивает Т спекания. Т.е. наибольшее влияние имеет: доля флюса в шихте, нагрузка на гранулу, структура (размер и пористость).

73. Получение жидкого металла по схеме «восстановление-плавление».

Процессы подобного типа можно осуществить в различных агрегатах. Есть ряд предложение по использованию трубчатых вращающихся печей, имеющих в разгрузочном конце высокотемпературную зону для плавления восстановленных железнорудистых материалов. В качестве рудного сырья можно использовать железную руду или окускованные железнорудные материалы. Восстановитель – уголь, коксовая мелочь или полукокс. С помощью горелок, установленных в плавильной зоне вращающейся печи, проводится плавление поступающих сюда восстановительных материалов. Высоконагретые газы из зоны плавления движутся во вращающейся печи навстречу шихте и нагревают ее. Восстановление осуществляется твердым углеродом шихты. Конечным продуктом является чугун. Преимущества: Возможность использовать неподготовленное железорудное сырье, Возможность удаления большого количества S и P при применении высокоосновных шлаков, Получение чугуна с низким содержанием Si и Mn, Простота схемы.

Недостатки: Необходимость дальнейшей переработки получаемого продукта в сталь.

74. Получение жидкого металла по схеме «плавление восстановление».

Процессы этого типа включают предварительное плавление железорудных материалов с последующим восстановлением оксидов железа из расплава. В качестве восстановителя могут быть использованы газы (СО, Н₂, СН₄), твердый углерод, вдуваемый в расплав или углерод, растворенный в металлической ванне. Основной предпосылкой для разработки таких процессов являлось стремление увеличить скорость восстановления оксидов Fe, а следовательно производительность процессов прямого получения жидкого металла. Однако сложность технологической разработки процессов такого типа, отсутствие огнеупорных материалов, способных надежно работать при воздействии на них агрессивных железистых шлаков, сдерживает в настоящее время их опробование в промышленных условиях.