177214. lajstromszámú szabadalom • Eljárás acél gyártására

5

177214

6

Táblázat

FeT’ előállítási példák

Teszt-Érctípus

/Aua-Szemcse 20- _ méret lási semesh besség g/perc

Gázadagolás

Távozó gáz-;

analízis*

Terszáma

FB-h2

C,H„

N

Hőm.

C

H2

O /

'0

n2

O /

ch4

(>/

0

CO

co2

0

mék

C

Megjegyzés

Ll

30

Hematit-20 +100 0

2,5

1,0

0.5

631

77,0

0,5

6.3

8,9

2.0

4,35

vörös színű a reaktorban 5,02% C

36

Hematit-20 +100 0

2,5

1,0

0,5

632

72,0

—

5,2

13,2

2,9

5,02

szép tiszta FeiC termék

37B

Hematit-20 +100 0

2,5

1,0

0,5

548

72,1

—

6,5

7,8

3,4

8,96

szép Fe2C feles C-vel telítve

38B

Hematit-20 +100 0

2,5

1,0

0,5

582

72,6

—

6,4

10,6

4,0

4,94

szép Fe,C

39B

Hematit-20 +100 0

2,5

1,0

0,5

599

69,3

—

7,9

12,2

4,4

4,67

szép FeiC

40

Hematit-20 +100 2,7

2,5

1,0

0,5

600

62,5

—

6,7

16,1

6,7

4,77

szép Fe^C

41B

Magnetit-20 +100 0

2.5

1,0

0,5

594

67,5

—

6,0

11,6

3,9

4,69

szép FeiC

41C

Magnetit-325 3.8

2.5

1.0

0.5

610

58.3

6.1

21.4

6.8

5.42

szép Fe,C

* A gázellensúly a vízgőz

A termék széntartalma a betáplált anyagban lévő vasoxid mennyisége szerint változik. Kisebb vastartalmú gyengébb minőségű ércek magától értetődően kisebb széntartalmú termékeket szolgáltatnak.

A hidrogén térfogata a hidrogén-szénmonoxid redukáló és karburáló elegyben előnyösen a jelenlévő szénmonoxid 60 tf %-a felett van.

A táblázatban feltüntetett eredmények azt mutatják, hogy tiszta vaskarbid keletkezik, amely nagyon alkalmas az oxigénaláfúvásos vagy az elektromos kemencében történő felhasználásra. Röntgen-sugár-difFrakciós analízis azt mutatja, hogy a szén vaskarbidként van jelen és nincs jelen szabad szén vagy fémvas. A termék nem piroforos. Szimulált időjárás-hatásvizsgálatok azt mutatják, hogy a termék stabilis vízgőzt tartalmazó oxidáló légkörben egészen 250 C -ig terjedő hőmérsékleten.

Az eredmények azt is mutatják, hogy a karburálás nagyon hatásos vaskarbidnak közvetlenül vasoxidokból körülbelül 545—633 C -os hőmérséklettartományban történő előállításakor abban az esetben, ha a hidrogén/vízgőzarányt 5:1—8:1, a CO/C02-arányt pedig 1:1—5:1 értéken tartjuk. Hatásos karburálást végezhetünk 480 C -tói 650 C -ig terjedő hőmérséklettartományban akkor, ha a hidrogén/vizgőz-arányt körülbelül 2,5:1--8:1. a (’() C02- arányt pedig körülbelül 1:1—4:1 értékben tartjuk. Ilyen körülmények között 1—70 tf % metánnak kell jelen lennie a gáz-rendszerekben, amelyek előírt mennyiségű hidrogént, vízgőzt, CO-t és CO,-t tartalmaznak. Ezen a tartományon kívül nem állítható elő vaskarbid.

Az oxigénaláfúvásos kemencét alkalmazó eljárás sajátossága miatt különleges körülmények betartására van szükség annak érdekében, hogy a vaskarbidot acéllá alakítsuk más ilyen kemencékben végzett acélgyártó folyamatokkal összehasonlítva.

Abban az esetben, ha a karburálást és az acélelőállítást közvetlenül összekapcsoljuk oly módon, hogy a vaskarbid körülbelül 590—650 C -os emelt hőmérsékleten jön ki a fluidágyegységből és ha ezt ezen a hőmérsékleten közvetlenül bevisszük az oxigénaláfúvásos kemencébe, akkor hőkalkulációs számítások szerint nincs szükség hő bevitelére, az eljárás tehát folyamatos és önhőellátó.

25 A távozó gázokat közvetlenül fluidágy-egységbe vihetjük, ha a karburálást és az acélelőállítást időben közvetlenül összekapcsoljuk. A fluidágy-egységben a vasoxidoknak vaskarbiddá való alakításakor használt összes szenet CO-ként visszanyerjük a kemencében és visszakeringtet- 30 jük a fluidágy-egységbe annak érdekében, hogy ismét felhasználjuk vaskarbid előállítására.

Abban az esetben, ha szállítási vagy tárolási célokra a karbidot lehűtjük az acélgyártás előtt, akkor a terméket újból fel kell melegíteni oly módon, hogy hőt közlünk vele 35 vagy a redukciós lépésben külön fűtőanyagot adunk hozzá.

Hőegyensúlyi számítások azt mutatják, hogy környezeti hőmérsékleten a vaskarbid nem tartalmaz elegendő fűtőértéket ahhoz, hogy a reakció oxigénaláfúvásos kemencé- 40 ben önhőellátó legyen.

A reakció önfenntartásához szükséges pótlólagos hőt számos módon vihetjük be a folyamatba. Az oxigénaláfúvásos kemencéből származó gáz körülbelül 90% szénmonoxidot tartalmaz, amely lényeges hőmennyiség. Ezt a hőt 45 hőcserélők útján vagy más módon adhatjuk át a bejövő vaskarbidnak. A távozó gázok egy részének az elégetésével elegendő hőt kaphatunk ahhoz, hogy emeljük a távozó gázban lévő hőmennyiséget, így a bejövő vaskarbid előmelegítését elvégezhetjük és a folyamatot önhőellátóvá tehet- 50 jük. Bizonyos körülmények között távozó gázokban lévő hőmennyiség önmagában is elegendő. Az előmelegítéshez szükséges hőmennyiséget teljes egészében a távozó gázok elégetéséből is kaphatjuk. Az előnyös előmelegítési hőmérséklettartomány körülbelül 700 C -tói 1095 C -ig terjed. 55 Vaskarbiddal gázalakú közegben, amelyet a távozó gázok részbeni elégetésekor kapott égéstermékek szolgáltatnak, végzett kísérletek azt mutatják, hogy a vaskarbid nem csak stabilis ilyen körülmények között, hanem a széntartalom 5,9%-ról 7,r’„-ra meg is növekszik annak köszönhető- 60 en. hogy a rendszerint túlsúlyban lévő Fe,C egy része Fe,C’-vé alakul. Ennek az eredménynek a növelése érdekében a CO/CO,-arányt a fűtőgázban 1:1 és 2:1 érték között kell tartanunk akkor, ha 480— 705 C előmelegítési hőmérsékleteket akarunk megvalósitani.

65 Az eljárás önhőellátóvá tétele érdekében a beviendő hőt

3