| 2013 №02 (04) | 2013 №02 (06) |
Современная электрометаллургия,
ВЛИЯНИЕ ОСНОВНОСТИ ШЛАКОВОГО РАСПЛАВА НА ПРОЦЕСС ПЛАЗМЕННО-ДУГОВОГО ЖИДКОФАЗНОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗА ГАЗАМИ
Д. М. Жиров
Институт электросварки им. Е.О. Патона НАН Украины.
03680, г. Киев-150, ул. Боженко, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua
Реферат
В Институте электросварки им. Е.О. Патона НАН Украины разрабатывается способ плазменно-дугового жидкофазного восстановления железа газообразными восстановителями, в частности продуктами пиролиза углеводородов, с получением низкоуглеродистого металла. Установлено, что увеличение основности шлакового расплава способствует возрастанию степени извлечения железа при прочих равных условиях. Причиной этого эффекта является повышение активности оксида железа в шлаковом расплаве при увеличении его основности, которое сопровождается снижением активности диоксида кремния. В результате концентрация кремния в полученном металле снижается до 0,03 мас. %. Благодаря повышению активности оксида железа при увеличении основности шлакового расплава возрастает эффективность использования восстановителя, полученного при пиролизе восстановительного газа на основе пропана. Зависимость окисленности отработанных газов, которая является характеристикой эффективности использования восстановителя, от активности оксида железа в шлаковом расплаве в исследованном диапазоне носит линейный характер и находится вблизи равновесных значений. Библиогр. 18, табл. 1, ил. 2.
At the E.O. Paton Electric Welding Institute of the NAS of Ukraine the method of plasma-arc liquid-phase reduction of iron by gaseous reducing agents, in particular by products of pyrolysis of hydrocarbons with producing of a low-carbon metal. It was found that the increase in basicity of slag melt contributes to growth of degree of iron extraction at other conditions being equal. The cause of this effect is the increase in activity of iron oxide in slag melt at increase in its basicity, which is accompanied by decrease in activity of silicon dioxide. As a result, the silicon concentration in the produced metal is reduced to 0.03 mass %. Due to increase in activity of iron oxide with increase in basicity of slag melt the efficiency of applying the reducing agent, produced in pyrolysis of reducing gas of propane gas is growing. Dependence of oxidation of used gases, which is a characteristic of efficiency of reducing agent utilization, on iron oxide activity in slag melt within the investigated range has a linear nature and lies near the equilibrium values. Ref.18. Table 1, Figs. 2.
Ключевые слова: железо; плазменно-дуговое жидкофазное восстановление; углеводород; основность шлакового расплава; активность оксида железа; кремний; окисленность газа
Key words: iron; plasma-arc liquid-phase reduction; hydrocarbon; basicity of slag melt; activity of iron oxide; silicon; gas oxidation
Поступила 11.04.2013
Опубликовано 23.05.2013
1. Лякишев Н.П., Николаев А.В. Металлургия стали на пороге третьего тысячелетия // Электрометаллургия. – 2002. – № 1. – С. 3—13.
2. Морфологические и химические характеристики железа, полученного плазменно-дуговым жидкофазным восстановлением / Д.Е. Кирпичев, А.А. Николаев, А.В. Николаев, Ю.В. Цветков // Сталь. – 2007. – № 9. – С. 41—44.
3. Николаев А.А., Кирпичев Д.Е. Плазменное жидкофазное восстановление железа метаном // Технология металлов. – 2006. – № 4. – С. 2—7.
4. Комплексная схема прямого получения жидкого металла. / В.П. Иващенко, А.Г. Величко, Ю.С. Паниотов, В.Д. Зеликман // Металлург. и горноруд. пром-сть. – 2002. – № 4. – С. 10—12.
5. Иващенко В.П., Величко А.Г., Терещенко В.С. Прямое получение металла с применением низкотемпературной плазмы. – Днепропетровск: Системные технологии, 2002. – 254 с.
6. Исследование восстановления дисперсных окислов железа газами, нагретыми в электродуговом разряде / В.А. Фролов, В.М. Минкин, А.Э. Фридберг и др. // Физика и химия обраб. материалов. – 1978. – № 3. – С. 72—76.
7. Плазменное жидкофазное восстановление железа из его оксидов с применением газообразных восстановителей / М.Л. Жадкевич, В.А. Шаповалов, Г.А. Мельник и др. // Современ. электрометаллургия. – 2006. – № 2. – С. 20—24.
8. Меджибожский М.Я. Основы термодинамики и кинетики сталеплавильных процессов. – Киев; Донецк: Вищ. шк., 1986. – 280 с.
9. Ершов Г.С., Попова Э.А. Восстановление железа и кремния из шлаковых расплавов углеродом // Известия АН СССР. Металлургия и горное дело. – 1964. – № 1. – С. 32—35.
10. Кондаков В.В., Рыжонков Д.И. Влияние основности на скорость восстановления железа из шлаковых расплавов твердым углеродом // Известия вузов. Черная металлургия. – 1963. – № 1. – С. 17—21.
11. Tetsu to hagane // J. Iron and Steel Inst. Jap. – 1979. – 65, № 11. – Р. 122.
12. Влияние вида и степени офлюсования окисленной никелевой руды на развитие процессов восстановления железа и никеля / А.А.Гиммельфарб, С.Н. Дунайчук, А.В. Ревенко, Н.М. Медведев // Плазменные процессы в металлургии и технологии неорганических материалов (к 85-летию академика Н.Н.Рыкалина): Тез. докл. V всесоюзного совещания (г. Москва 4—6 окт. 1988 г.). Ч. 1. – М.: Черметинформация, 1988. – С. 102.
13. Эллиот Д.Ф., Глейзер М., Рамакришна В. Термохимия сталеплавильных процессов. – М.: Металлургия, 1969. – 252 с.
14. Бондаренко Б.И., Шаповалов В.А., Гармаш Н.И. Теория и технология бескоксовой металлургии. – Киев: Наук. думка, 2003. – 534 с.
15. Картавцев С.В. Природный газ в восстановительной плавке. СВС и ЭХА. Монография. – Магнитогорск: Изд-во МГТУ, 2000. – 188 с.
16. Кожевников И.Ю. Бескоксовая металлургия железа. – М.: Металлургия. – 1970. – 336 с.
17. Энергетические параметры процесса плазменного жидкофазного восстановления железа / М.Л. Жадкевич, В.А. Шаповалов, Д.М. Жиров и др. // Современ. электрометаллургия. – 2007. – № 3. – С. 26—29.
18. Григоренко Г.М., Помарин Ю.М. Водород и азот в металлах при плазменной плавке. – Киев: Наук. думка, 1989. – 200 с.