<<
>>

5.5. Оценка скорости восстановления железа из шлака с участием угольных частиц

Кинетику восстановления расплавленных оксидов железа или высокожелезистых шлаков твердым углеродом, углеродом, растворенным в железе, монооксидом углерода, водородом изучали во многих работах (см., например, обзоры [93, 94], работы [38, 95 - 103]). В процессе РОМЕЛТ восстановление железа осуществляется из низкожелезистых шлаков (обычно (FeO) ~2 - 3%). Кинетика восстановления железа из таких шлаков существенно отличается от восстановления из высокожелезистых шлаков [104]. В некоторых работах полученные значения кажущихся констант скорости восстановления железа из низкожелезистых шлаков в несколько раз меньше, чем полученные для расплавленных оксидов железа или высокожелезистых шлаков.
На это указано в работе [105] по отношению к восстановлению железа из шлака углеродом, растворенным в железе. Это же следует из сравнения кинетических данных, представленных в обзорах [93] и [94] и в работах [38, 106 - 110]. В работе [108], где исследовали кинетику восстановления железа из шлака методом вращающегося диска показано, что доля непосредственного взаимодействия графита с железистым расплавом значи-

тельна лишь при малых концентрациях оксидов железа в шлаке. При больших концентрациях этих оксидов преобладающим становится косвенное восстановление, т. е. реакция на поверхности пузыря СО с оксидным расплавом (что приводит к измене-нию величины константы скорости реакции). Указано, что вклад реакции прямого восстановления в суммарную скорость процесса должен заметно повышаться с ростом температуры.

Исходя из этого, в настоящей работе использовали только результаты исследований кинетики восстановления железа из низкожелезистых шлаков, характерных для процесса РОМЕЛТ. При этом, из имеющихся в литературе сведений о величинах скоростей восстановления железа различными восстановителями из низко железистых шлаков использовали данные, полученные в условиях, максимально приближенных к реализуемым в печи РОМЕЛТ (температура 1623 - 1773 К; основность шлака близка к единице; содержание (FeO) 1,0 - 5,0% (масс.)).

С участием угольных частиц могут реализовываться два типа восстановления оксидов железа из шлака:

Тип А - восстановление угольными частицами, непосредственно контактирующими со шлаком;

Тип Б - восстановление на поверхности пузырей, содержащих угольные частицы.

Для расчета скорости восстановления по типу А - PF*(A) использовали кинетические данные [38, 106 - 108], полученные по методике вращающегося углеродного образца, когда создаются условия для принудительного срыва пузырей с реакционной поверхности.

Из обработки кинетических данных указанных работ (способы представления данных в каждой работе были различны) получили значения удельных скоростей вое- становления железа PFe в кг Fe/м с.

В работе [38] исследовали кинетику восстановления железа из шлака методом вращающегося графитового стержня. Использовали низкожелезистые шлаки с (FeO) = 5% (масс.) и высокожелезистые шлаки с содержанием (FeO) до 90%. Температуру опытов варьировали в интервале 1350- 1450 °С. Получено следующее кинетическое уравнение:

-n/A = 173*exp(-166350/RT)*a(Fco) (5.12)

где n - скорость восстановления железа в молях в мин.; А - площадь рабочей

у

поверхности стержня (см ); aПересчет на кг Fe/M2c дает:

PFe = 173 *ехр(-166350/RT) * а^ео)* (5 6/103)* 104/60

Средняя активность (FeO) в шлаке в период проведения опытов составляла 0,05 (расчет по теории А.

Г. Пономаренко). Тогда, в поверхностном слое шлаковой ванны (Т-1773 К) величина PFe составляла 0,0010 KrFe/M2c. В нижележащих зонах ванны с температурой 1723 К PFe = 0,0007 KrFe/M2c.

В работе [107], также изучали кинетику восстановления железа из шлака с содержанием (FeO) от 1,0% до 9,1%(масс.) при температурах 1400 - 1520 ?С методом вращающегося графитового диска. Полученные данные представлены в работе в графическом виде. Скорость восстановления железа оценивали по скорости расходования графитового образца (мгС/см2с). Для содержания FeO в шлаке 2,3% при температуре 1450 °С пересчет дает удельную скорость восстановления железа PFe = 0,017*10"

6*104*56/12 = 0,00079 KrFe/M2c. Для температуры 1500 °С, при использовании значе-

pj

ния энергии активации реакции, определенной в [38] получаем PFe = 0,0011 KrFe/м с.

В работе [108] кинетику восстановления железа из шлака с содержанием (FeO) от 0,23% до 10%(масс.) изучали при температурах 1350 - 1450 °С методом вращающегося графитового диска. Данные также представлены в графическом виде в координатах v (мгС/см2с) - % FeO. Для содержания (FeO) в шлаке 2,3%, при температуре 1450 °С пересчет даетудельную скорость восстановления железа PFe = 0,015* 10"б*104*56/12 = 0,0007 кгРе/м2с. Для температуры 1500 °С при энергии активации реакции, определенной в [38], получаем PFe = 0,00098 KrFe/M2c.

В работе [106] также исследовали восстановление железа из низкожелезистого шлака методом вращающегося диска. Из обработки графических данных получаем: PFe = 22,64* ехр(20000/1773)* (FeO) = 0,00071 KrFe/M2c.

В дальнейших расчетах, для получения минимальной оценки роли восстановления железа по типу А, приняли среднюю удельную скорость соответственно PFe = 0,0009 KrFe/M2c (Т=1773 К) и PFe = 0,0007 кгРе/м2с (Т=1723 К).

В кинетических расчетах за реакционную поверхность (SC.M) принимали часть суммарной поверхности угольных частиц (Sc)*\ участвующую в каждый данный момент времени в реагировании по типу А: (5С.Ш) =/A*Sc (fA - доля поверхности частиц угля, приходящаяся на непосредственный их контакт со шлаком). Поскольку величина fA заранее неизвестна, ее значение варьировали в интервале 0С учетом результатов работ [106, 111] считали, что замедляющее восстановление железа действие серы [111] компенсируется более высокой реакционной способностью ококсованного угольного остатка [106] по сравнению с графитом, который использовался в экспериментах [38, 106 - 108]. Расчеты по указанным источникам дали близкие значения скорости восстановления Рре(А). Усредненные значения Рре(А) приведены в итоговой таблице 24.

Восстановление железа по типу Б осуществляется по схеме: обновляемая атмосфера, содержащая СО и Н2 (или только с СО) в пузырях с угольными частицами, восстанавливает железо из интенсивно перемешиваемого низкожелезистого шлака. При этом за реакционную поверхность приняли часть межфазной поверхности "газ-шлак", приходящуюся на пузыри, содержащие угольные частицы.

Азот находится в основном в газе барботажных столбов. В расчетах приняли следующий состав в различных зонах: СО=90%, 10% - в брызговом и поверхностном слое (вне барботажных столбов); СО= 100% - в пузырях, содержащих уголь и находящихся в остальном объеме барботируемой ванны. Для оценки роли газового восстановления железа по верхнему пределу, приняли заведомо завышенное содержание водорода в восстановительных зонах барботажных столбов: СО-65%, Н2=Юс'/о (об.).

Вклады СО иН2в газовое восстановление считали аддитивными.

Для оценки максимальной скорости восстановления железа монооксидом углерода и водородом по поверхности брызг и пузырей, содержащих угольные частицы из низкожелезистого шлака считали, что массоперенос в пузыре и в шлаке, а также реакция регенерации восстановительной атмосферы не лимитируют процесс.

Соответственно использовали в расчетах данные тех источников, где был надежно установлен кинетический режим газового восстановления.

Также для оценки роли газового восстановления по верхнему пределу пренебрегли влиянием серы и изменением гидростатического давления в пузырях на скорость восстановления.

Работ, посвященных исследованию особенностей кинетики восстановления железа водородом из низкожелезистых шлаков в литературе не обнаружили. Удельную скорость (в KrFe/м с) восстановления железа водородом оценили на основании кине-тических данных [103]. В этих опытах поверхность шлака ((FeO) = 60%, масс., основность шлака - 1; Т = 1415 - 1600 °С) обдували химически чистым водородом. Площадь зеркала расплава составляла 7,6 см2. Данные в работе представлены в графическом виде, в координатах «количество удаленного кислорода, мг02 - время, мин.». Показано, что восстановление, соответствующее начальному участку кривой реагирования, протекало в кинетическом режиме. Для температуры 1470 °С из наклона графика на начальном участке получим значение константы скорости реакции:

(200*10'б)/(5*60)*(56/16)*(104/7,6)/60 = 0,000051 KrFe/M2c/(FeO).

Энергия активации процесса Е = 100,5 кДж/моль. Для содержания водорода в газовой смеси 10%, (об.), при температуре 1773 К и при (FeO) = 2,3%, получаем PFe = 0,000051*1,12*0,1*2,3 = 0,000013 KrFe/M2c.

В работе [112] показано, что водород, выделяющийся при пиролизе угля, в пе-риод, когда газовая фаза содержит около 50% (об.) Н2, восстанавливает железо из шлака с 25% (FeO) с той же интенсивностью, что и углерод угля. Учитывая, что поверхность реагирования «газ-шлак» при этом существенно больше поверхности угольной частицы, можно сделать вывод, что удельная скорость восстановления водородом в реальном процессе может быть невысокой. Отметим, что восстановление водородом расплавленного вюстита характеризуется существенно большими константами скорости реакции [103, 113]. В дальнейших расчетах для максимальной оценки роли газового восстановления (по типу Б) приняли завышенное значение удельной скорости восстановления железа водородом Рре =

0,00009 KrFe/м с (Т=1773 К).

Для расчета скорости восстановления железа в печи монооксидом углерода использовали данные работ [109, 110]. В этих работах исследовали кинетику восстановления оксидов железа СО из низкожелезистых шлаков при Т = 1350 - 1450 °С. Применили метод продувки смеси аргона и монооксида углерода через ячейку идеального смешения. * В работе варьировали соотношение оксидов железа, содержащихся в шлаке. Для наших расчетов были взяты результаты опытов по восстановлению железа из шлаков со следующими концентрациями оксидов железа: (FeO) = 1,7 % (масс.) и

(Fe203) = 0,9%. В пересчете на (FeO) получим 1,7+(2*72/160)*0,9 = 2,51% (FeO).

Результаты экспериментов представили в графическом виде в координатах "10" к/п, см2с/моль FcnOm - 1/ РСо"°*85", где п - удельная скорость восстановления, моль FenOm/ см2с; 0,85 - порядок реакции по монооксиду углерода; Рсо - парциальное давление СО (кПа).

Пересчет графических данных при давлении Рсо = 100 кПа и Т=1450 °С дал удельную скорость восстановления:

PFe = (1/0,2)*56*10~3*104*10~8 = 0,000028 (кгРе/м2с).

Подчеркнем, что использованные экспериментальные данные относятся к доказанному восстановлению железа из низкожелезистого шлака монооксидом углерода в кинетическом режиме. Их использование оправдано задачей оценки роли газового > восстановления в печи РОМЕЛТ по верхнему пределу.

В табл. 24 приведены результаты расчета скорости восстановления железа в пе-чи с участием газовой фазы РрегазЗначения Рр/а* рассчитывали как сумму скорости восстановления по типу реагирования Б - Рре(Б) (при разной доле fE (05.6. Оценка скорости восстановления железа углеродом капель металла

Скорость науглероживания капель металла в шлаковой ванне должна превышать скорость их обезуглероживания при реагировании со шлаком. Только в этом случае возможно обеспечить характерное для процесса РОМЕЛТ содержание углерода в каплях и конечном чугуне.

При наличии в поверхностном слое ванны большого количества угля через эту насыщенную шлакоугольную суспензию (условно говоря, динамическую угольную

«насадку») происходит своеобразная фильтрация циркулирующих со шлаком капель металла. Здесь они с большой вероятностью сталкиваются с частицами угля. Можно ожидать, что именно в этом слое наиболее развито науглероживание капель, компенсирующее расход растворенного углерода на восстановление железа. Скорость науглероживания Рс оценили по [114]. В этой работе исследовали кинетику науглероживания железоуглеродистых сплавов с различным начальным содержанием углерода в металле с использованием стационарного графитового стержня. Скорость науглероживания Wc (в обозначении [114], гС/см2с) определяли по формуле:

dWc/dt = кс*ДС*рме/100 (5.13)

где кс - коэффициент массопереноса, см/с; ЛС - разность между пределом растворимости и средней концентрацией углерода в сплаве, % масс.; рме - плотность сплава, г/см3.

При 7^-1500° С и при содержании углерода в металле на 1% ниже предела растворимости, среднее значение кс составило 7,2 см/с. Тогда, даже при общей площади контакта «капли-уголь» в шлаковой ванне в каждый данный момент времени менее 3% всей площади капель (точно 20 м2), имеем для печи РОМЕЛТ: РС = 0,36 (т[С]/ч). Скорость науглероживания капель металла достаточно высока и, как будет показано ниже, превышает скорость их обезуглероживания при восстановлении.

Наличие серы в металле может существенно снижать скорость восстановления оксидов железа из шлака [115]. Поэтому в расчетах использовали данные работ, в которых исследовали кинетику взаимодействия углерода капель с низкожелезистым шлаком при наличии серы [115] и серы с фосфором [116] в металле.

В работе [116] реагирование углерода капель со шлаком изучали методом электрокапиллярного перемещения капли в шлаке.

Исходный металл имел состав (% масс.): [С] = 2,1; [Мп] = 0,14; [Si] = 0,18; [S] = 0,02; [Р] = 0,014. Шлак с температурой 1420 °С и основностью 0,9 содержал 1,86% FeO.

Результаты экспериментов были представлены в графическом виде в координатах Vc*106 (г-атом С/см2с) - % (масс.) S или Р.

Без использования этих поверхностно-активных элементов, подавляющих реакцию обезуглероживания капель, скорость процесса составляла 2,0*10'6 г-атом С/см2с (0,00112 кгРе/м2с), а в пересчете на содержание (FeO) = 2,3% она была равна 0,00138 кгРе/м2с. При последующем добавлении в металл 0,05% [Р], скорость процесса уменьшалась в 1,25 раза. При увеличении содержания серы в металле до 0,08% [S] скорость процесса уменьшалась в 2 раза. Если, гипотетически, считать влияние серы и

фосфора на скорость обезуглероживания капель аддитивным, то при температуре опытов 1693 К и в пересчете на (FeO) = 2,3%, получим скорость процесса:

(2*56*10'6* 10~3* 104)/(1,25+ 2)*(2,3/1,86) = 0,00062 KrFe/M2c

В опытах получили значение энергии активации реакции 180200 Дж/моль. Соответственно при Т = 1723 К скорость процесса составляет - 0,00077 KrFe/M2c; при Т - 1773 К - 0,0012 KrFe/M2c, а при 1673 К - 0,00057 кгРе/м2с. Подчеркнем, что использованные результаты [116] соответствуют кинетическому режиму реагирования.

В опытах [115] исследовали влияние добавок серы на кинетику обезуглероживания капель металла, погруженных в шлак (основность около единицы, (FeO) = 2 - 10%, (масс.)» Т = 1673 и 1723 К). Металл содержал 2,3 - 4,2% [С] и 0,001 - 0,08% [S], Была получена энергия активации процесса, практически совпадающая с полученной в работе [116] - Е„= 172000 Дж/моль. Результаты исследований в этой работе также представлены в графическом виде. Из графиков следует, что при содержании серы в металле 0,08% и при (FeO) = 2,3% скорости процесса были значительно ниже, чем полученные в работе [123]: 0,00013 KrFe/M2c (Т= 1723 К); 0,00018 юЕе/м2с (Т= 1773 К); 0,00009 KrFe/M2c (Т= 1673 К).

Итак, применительно к условиям печи РОМЕЛТ, получены две оценки удельной скорости взаимодействия капель металла со шлаком. Большая оценка [116] соответствует кинетическому режиму реагирования. Меньшая оценка соответствует взаимодействию в диффузионном режиме, при отсутствии движения капель в шлаке. Как уже говорилось, в данной работе вклад углерода, растворенного в каплях металла, в интегральную скорость получения железа в печи оценивали по нижнему пределу. Учитывая, что капли в печном шлаке находятся в состоянии движения, в расчетах приняли усредненные по указанным двум источникам значения скорости процесса: 0,00050 KrFe/M2c (Т=1723 К); 0,00074 KrFe/M2c (Т=1773 К); 0,00037 KrFe/M2c (Т=1673 К). Расчетная скорость восстановления железа углеродом капель в печи PFEKAN' дана в табл. 24.

5.7. Анализ роли основных восстановителей железа

Значения возможной интегральной скорости процесса Рре получили суммированием вкладов (см. табл. 24) рассмотренных восстановителей в восстановление при

различных значениях доли поверхности частиц угля fA, приходящейся на непосредственный их контакт со шлаком и при разной доле поверхности пузырей/я, приходя-

Таблица 24

ВОЗМОЖНЫЕ ВКЛАДЫ ОСНОВНЫХ МЕХАНИЗМОВ ВОССТАНОВЛЕНИЯ В ИНТЕГРАЛЬНУЮ СКОРОСТЬ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗА ПРЯМОЕ ВОССТАНОВЛЕНИЕ ЖЕЛЕЗА УГЛЕМ Fa 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 PFe(A) (т/ч) 0,92 1,84 2,76 3,69 4,61 5,54 6,44 738 8,29 9,22 ВОССТАНОВЛЕНИЕ ЖЕЛЕЗА ЧЕРЕЗ ГАЗОВУЮ ФАЗУ Fb од 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 Pfr (т/ч) 0,86 1,04 1,19 1,37 1,55 1,73 1,91 2,05 2,23 2,41 ВОССТАНОВЛЕНИЕ ЖЕЛЕЗА УГЛЕРОДОМ КАПЕЛЬ РрГ (т/ч) 1,08 щейся на пузыри, содержащие угольные частицы. Расчеты вели .по схеме: PFe=PFe(A) +Р/?/аз +PFeKan. Близкие к средней производительности печи (9,14 т железа в час) значения интегральной скорости процесса получаются только при следующих вариантах расчета (в тоннах железа в час).

Ргш = 5,54(Га=0,6) + 2A\(fB=l,0) + 1,08 = 9,03;

PFe=6M(FA=0,7y+(\,55...2,05)(FB=0,5...0,8) + 1,08 = 9,07...9,57;

PFe = 7,38(&=М> + 0,86 (fB=0,l) + 1,08 = 9,32

Последний вариант баланса производительности, предполагающий почти полное отсутствие угольных частиц в пузырях, физически неоправдан.

Таким образом, в анализировавшихся условиях около 60 - 70% поверхности угольных частиц в каждый данный момент времени должны были находиться в прямом контакте со шлаком. При этом как минимум половина поверхности пузырей участвовала в восстановлении железа через газовую фазу, т.е. значительная (а, возможно, и основная) часть пузырей содержала угольные частицы.

Из проведенных оценок, можно сделать следующие качественные выводы. Вклады основных восстанавливающих агентов в интегральную скорость восстановления железа в печи РОМЕЛТ составляют:

прямое восстановление угольными частицами - 60 - 80%,

восстановление угольными частицами через газовую фазу - 10-25%,

восстановление углеродом капель металла - 10 - 15%.

Вклад газовых пузырей, не содержащих угольных частиц, пренебрежимо мал.

Таким образом, в условиях экспериментов 85 - 90% восстановления железа в печи происходило непосредственно с участием угольных частиц.

Около 60% производительности печи приходилось на восстановление железа в поверхностном слое шлаковой ванны и в брызговом слое.

Вклады водорода и оксида углерода примерно равны и суммарно составляют 5 - 15% общей производительности печи.

Вклад в производительность печи восстановления железа углеродом капель составляет не менее 10-15 % и, очевидно, занижен, поскольку не учитывали деформа-цию капель.

Оценка роли восстановления железа углем, находящимся в прямом контакте со шлаком, относительно слабо зависит от ошибки в определении площади поверхности газовых пузырей, содержащих частицы угля. Эта поверхность была оценена с завышением. Даже принятие вдвое меньших, чем использованные в расчетах, значений площади поверхности пузырей, содержащих уголь, приводит к небольшому увеличению приведенной выше оценки вклада прямого восстановления углем в процесс - не менее 80% производительности печи. Это объясняется существенно меньшей скоростью восстановления железа через газовую фазу по сравнению с прямым восстановлением углем и растворенным в каплях металла углеродом.

Расчеты показывают, что использование для оценки доли восстановления железа углем кинетических данных, полученных с применением методик восстановления из низкожелезистого шлака стационарным углеродистым образцом (или в графитовом тигле) [106, 107, 117], когда поверхность образца практически полностью блокирована от шлака газовыми пузырями (прямой контакт со шлаком возможен только по периметру пузырей), расчетная производительность печи оказывается намного ниже реальной скорости восстановления. Даже при полном (гипотетически) участии поверхности всех угольных частиц в восстановлении по этому типу производительность печи составила бы только 3,0 - 5,0 т железа в час.

Приведем пример подобных расчетов. В работе [117] получена кинетическая зависимость для восстановления (FeO) из низкожелезистого шлака (в пересчете на KrFe/M2c):

PFe = 0,14*ехр(-24100/Т)* (Fe0)*104*56*10"3 (5.14)

При [—1773 К Рре = 0,00017 KrFe/M2c, т. е. при гипотетической площади реакционной поверхности 3200 м2 производительность печи составила бы 1,96 + 1,08 = 3,04 TFe/ч

В то же время, в [36, 118-122] доказывают, что восстановление железа в процессе РОМЕЛТ осуществляется исключительно по схеме газового восстановления на поверхности пузырей, содержащих угольные частицы. Об этом, по мнению авторов, свидетельствуют массовые высыпания капель первичного железа на поверхности пузырей, находящихся в объеме проб шлака. Это никак не противоречит нашей точке зрения, которая не исключает механизм косвенного восстановления.

Факт наличия таких же высыпаний микрокапель на поверхности угольных частиц авторы [118-122] объясняют следующим. Капли могут переходить с поверхности пузыря на поверхность угля при касаниях угольными частицами внутренней поверхности пузыря, а также выделяться на поверхности угля при восстановлением железа из золы угля. По нашему мнению ни тот, ни другой механизм не может обеспечить характерной равномерности покрытия каплями поверхности частиц угля. Вслед за уральской научной школой (цикл работ О.А. Есина, С.И. Попеля, А.И. Сотникова, В.Н. Бороненкова, Ю.П. Никитина и др.) мы считаем, что угольные частицы могут вступать в непосредственное электрохимическое взаимодействие со шлаком в моменты прямого контакта их поверхности со шлаком. Более подробный анализ схемы газового восстановления железа и основных примесей в пузырях, содержащих угольные частицы, дан в разделе 6, п. 6.3.

Учитывая вероятный колебательный характер восстановления в печи, возможную неравномерность распределения угля и капель в поперечном сечении ванны, а также неизбежную в технологических расчетах сложных систем погрешность измерений, представленные соотношения вкладов основных механизмов восстановления в интегральную скорость процесса следует рассматривать как приблизительные. Но качественно преобладающая роль прямого восстановления оксидов железа углем из шлака в процессе РОМЕЛТ можно считать установлена. Этот вывод позволяет кон-статировать принципиальную разницу между характером жидкофазного восстановления в процессе РОМЕЛТ и тех современных процессах, где применен барботаж металлической ванны, поверхность капель в шлаке возрастает на порядок и значитель-

нал или основная роль в восстановительной работе реактора приходится на эмульгированный в шлаке металл (процессы DIOS, HIsmelt).

Как следует из проведенного анализа, важным фактором успешной реализации процесса РОМЕЛТ является поддержание достаточно высокой мощности перемешивания шлаковой ванны. В условиях слабого перемешивания расплава уменьшается суммарная поверхность прямого контакта угольных частиц со шлаком. Уголь находится преимущественно на поверхности ванны и в газовых пузырях. При преобладающем вовлечении угля в пузыри, процесс будет идти неэффективно.

Из проведенного рассмотрения не следует, что использование более мелкого угля при неизменной скорости его подачи в шлак, обеспечит более активное восстановление. Поверхность «газ-шлак» изменится незначительно. Доля же угольных частиц, захваченных в газовые пузыри, увеличится, что нивелирует эффект измельчения угля. Таким образом, изменения величины поверхности угольных частиц в шлаке, при неизменных остальных параметрах ведения процесса не должны резко сказываться на его производительности, что и наблюдается на практике. Подобный эффект наблюдали также в [123].

Как говорилось ранее, в период проводившихся экспериментов печь работала на невысоких произволительностях. Если судить по табл. 24, максимально возможная производительность печи при полном (гипотетически) вовлечении всех частиц угля в шлак составляет только 10,3 т чугуна в час. Из этого не следует вывод о принципиально малой скорости восстановления в процессе РОМЕЛТ. Действительно, при сохранении величины суммарной поверхности угольных частиц в шлаковой ванне, увеличение температуры процесса на 100 градусов увеличит скорость восстановления примерно в два раза. Переход от работы на шлаках с ~2% (FeO) на шлаки с -4% (FeO) также увеличит скорости процесса в два раза. Таким образом, реально обеспечить производительность процесса 1,5-2,0 т чугуна с 1 м2 поперечного сечения ванны на уровне фурм в час, что для установки с площадью сечения ванны в реакционной зоне 20 м2 составит до 40 т/час.

<< | >>
Источник: Усачев Александр Борисович. Разработка теоретических и технологических основ производства чугуна процессом жидкофазного восстановления POMEJIT. ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени доктора технических наук. Специальность 05.16.02 - Металлургия черных, цветных и редких металлов. Москва - 2003. 2003

Еще по теме 5.5. Оценка скорости восстановления железа из шлака с участием угольных частиц:

  1. 2.3. Исследование взаимодействия влаги с углеродом угольной частицы в газовом пузыре в объеме шлакового расплава
  2. 1.1. Процессы с предварительным восстановлением железа в твердой фазе и до-восстановлением в жидкой фазе
  3. ГЛАВА 5. ВОССТАНОВЛЕНИЕ ЖЕЛЕЗА
  4. 1.2. Процессы преимущественно жидкофазного восстановления железа
  5. 3.5. Исследование восстановления железа метаном и водородом из шлакового расплава
  6. 1.3. Процессы полностью жидкофазного восстановления железа
  7. 3.4. Исследование восстановления железа окисью углерода из шлакового расплава
  8. Занятие 7.23 ОЦЕНКА СКОРОСТИ ЧТЕНИЯ
  9. ОПРЕДЕЛНИЕ РОЛИ ЛЕТУЧИХ КОМПОНЕНТОВ УГЛЯ В ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССАХ В ШЛАКОВОЙ ВАННЕ ПРИ ЖИДКОФАЗНОМ ВОССТАНОВЛЕНИИ ЖЕЛЕЗА
  10. 2.2. Взаимодействие влаги и углерода в угольной частице2.2.1. Общая схема взаимодействия влаги и углерода в угольной части
  11. 3.3. Методика обработки результатов химического анализа проб железистого шлака
  12. ПОРТЛАНД-ЦЕМЕНТ ИЗ ЗОЛЬНОГО ШЛАКА
  13. 4,3.3. Расчет количеств и составов пыли, шлака и металла.
  14. 11.2.4. География угольной промышленности