Besi spons: properti, metode memperoleh, aplikasi

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Terakhir diubah: 2023-12-17 10:31

Besi spons diperoleh dengan mengurangi konsentrat atau bijih besi berkualitas tinggi di bawah kondisi paparan suhu yang relatif rendah - kurang dari 1100 derajat Celcius. Proses tersebut tidak termasuk peleburan bijih dan sinteringnya.

Sejarah

Sudah lama terbukti bahwa besi dari bijih bisa langsung didapat. Dalam kondisi laboratorium, proses ini mudah diterapkan. Akibatnya, ahli metalurgi dihadapkan pada tugas menciptakan metode teknologi untuk mengekstraksi besi dalam volume industri langsung dari bijih. Sekarang metode tersebut telah ditemukan dan diperkenalkan ke dalam produksi.

Besi yang diperoleh langsung dari bijih disebut spongy. Dan metode pengambilannya adalah metode pemulihan tanpa domain atau langsung.

Eksperimen pertama dalam memperoleh besi spons tanpa menggunakan peleburan tungku ledakan di Uni Soviet dilakukan pada tahun 50-an abad terakhir.

Produksi pertama logam ini diperkenalkan ke industri pada tahun 70-an. Metode teknologi pertama untuk memproduksi besi spons tanpa menggunakan tanur tinggi berbeda secara signifikan.pertunjukan. Produk yang dihasilkan mengandung berbagai macam kotoran.

Gas alam memberikan dorongan baru untuk produksi ini. Pada 80-an abad XX, itu mulai banyak digunakan dalam pertambangan dan produksi metalurgi. Kemudian ditemukan bahwa ini ideal untuk implementasi reduksi langsung besi dari bijih. Selain itu, gas non-alam lainnya juga mulai banyak digunakan (gas terkait dari produksi minyak, fraksi gas selama gasifikasi berbagai batubara, dll.).

Peningkatan proses teknologi dan pengenalannya di tahun 90-an mengarah pada fakta bahwa intensitas energi dan biaya modal dari pengurangan langsung besi telah menurun secara signifikan. Peningkatan signifikan dalam produksi besi non-ledakan dimulai.

Produksi besi spons non-domain langsung - proses ketika logam diperoleh kembali dari bijih dengan bantuan gas, karbon padat. Dan juga bersama - karbon padat dan gas. Itu dilakukan pada suhu sekitar 1000 derajat Celcius. Pada saat yang sama, batu alam tidak dibawa ke terak, kotoran di dalamnya tidak dipulihkan, akibatnya logamnya cukup murni. Para ahli menyebut proses ini dan istilah lainnya:

• produksi langsung besi spons;
• metalurgi bebas kokas;
• metalurgi tanpa domain;
• metalisasi sebagian bijih.

Saat ini, metode penambangan logam dengan metode tersebut pada skala industri dipraktikkan di Rusia, Cina, Swedia, Jerman, Inggris, Norwegia dannegara lain.

Semua metode yang diketahui dibagi menjadi dua kelompok:

• besi terbentuk ketika bijih terkena zat pereduksi gas;
• di bawah pengaruh zat pereduksi padat pada bijih besi.

Metode untuk memproduksi besi spons menggunakan metode tanpa domain telah dipatenkan selama hampir lima ratus.

Pemulihan besi dengan zat gas

Hidrogen dan karbon monoksida digunakan untuk reduksi gas. Biasanya, sebuah metode digunakan ketika bijih besi dihancurkan dan dipanaskan hingga 850 derajat, diikuti dengan pemanggangan. Kemudian dikirim ke tungku tabung putar. Di sana, logam direduksi di bawah pengaruh gas pereduksi yang bergerak menuju massa bijih. Sebelum meninggalkan tungku, ia memasuki wadah pendingin. Produk akhir kemudian digiling menggunakan ball mill.

Selanjutnya, massa melewati pemisah magnetik khusus. Setrika yang disortir oleh separator kemudian di press, yang membentuk besi spons menjadi briket.

Mendapatkan besi dengan zat pereduksi padat

Jika produksi menggunakan teknologi produksi besi spons dengan reduksi padat, maka metode ini melibatkan operasi berikut:

• menghancurkan dan menggiling bijih;
• untuk mencapai konsentrasi besi yang tinggi, tidak lebih dari 3% gangue, pengayaan magnetik dilakukan;
• bijih yang diperkaya dicampur dengan bahan bakar organik, termasuk serbuk gergaji dan bahan organik serupa lainnyastruktur;
• pembuatan massa briket yang dihasilkan, diikuti dengan pemindahannya ke kiln untuk pembakaran.

Pemulihan besi terjadi karena pembakaran karbon yang terkandung dalam briket.

Besi spons yang diperoleh, baik dalam reduksi padat maupun gas, selanjutnya dikirim ke pemrosesan standar untuk mendapatkan baja.

Peleburan ulang biasanya dilakukan di tungku listrik, sedangkan jumlah karbon dan kotoran lain yang diperlukan dimasukkan ke dalam logam.

Klasifikasi proses

Ahli metalurgi mengklasifikasikan proses produksi besi blast-furnace menurut jenis produk akhir, yaitu:

• produksi bahan untuk tanur sembur dengan metalisasi parsial (dari 30 hingga 50 persen);
• produksi besi sepon, produk padat, sangat logam (dari 85 hingga 95 persen), untuk pemrosesan selanjutnya menjadi baja;
• produksi besi mekar, produk logam plastik;
• produksi besi setengah jadi atau besi cair untuk proses peleburan lebih lanjut.

Produk Pemulihan Langsung

Empat jenis umumnya diklasifikasikan sebagai produk reduksi besi langsung:

• spons;
• muatan logam;
• mencolok;
• besi cor atau perantara karbon.

Besi spons

Ini diperoleh sebagai hasil dari proses ketika reduksi logam terjadi tanpa meleleh, pada suhu kurang dari 1000-1200 derajat Celcius. melanjutkandari apa bahan baku awalnya, besi spons padat - struktur berpori, atau pelet. Dalam kasus tertentu, itu adalah bubuk logam. Ketika logam ini juga dicirikan oleh fakta bahwa ia memiliki porositas yang cukup tinggi (berbentuk seperti spons) karena fakta bahwa selama restorasi, karakteristik volumetrik bahan baku telah mengalami sedikit perubahan.

Permukaan yang keropos dari besi tersebut menyebabkan tingkat oksidasi yang tinggi selama penyimpanan dan transportasi, saat terkena lingkungan yang tidak menguntungkan (kelembaban tinggi).

Komposisi kimia logam ini berasal dari bahan baku asli (bijih). Dibandingkan dengan scrap, besi spons lebih bersih. Ini memiliki sedikit pengotor logam lain.

Selain itu, besi spons yang diperoleh dengan reduksi langsung juga dibedakan dengan adanya batuan tandus di dalamnya. Karena fakta bahwa bahan sumbernya kaya konsentrat dan bijih, tidak dikenakan pemurnian tambahan. Akibatnya, besi mengandung semua inklusi batuan sisa dari bijih asli.

Besi spons telah ditemukan dalam pembuatan baja, pembuatan serbuk besi dan karburasi tembaga.

Muatan logam

Besi tereduksi sebagian disebut muatan logam. Ini digunakan untuk mendinginkan proses peleburan, serta untuk peleburan selanjutnya di tanur tinggi. Tingkat pemulihan muatan logam di bawah 80%. Besi spons jauh lebih bersih, derajatpemulihannya lebih dari 90%.

Berteriak besi

Setrika panas bebas-sialan diproduksi di tanur putar berbentuk tabung. Suhu pemulihannya berkisar antara 1100 hingga 1200 derajat Celcius. Produk ini adalah partikel logam kecil di mana kotoran terak. Volume terak pada besi bloomery tinggi, sekitar 10-20 persen. Besi ini dibedakan oleh pengotor belerang dan fosfor yang signifikan.

Terapkan kritsu untuk peleburan berikutnya di tanur tinggi. Teknologi terpisah menggunakan produk ini dalam pembuatan baja di tungku listrik.

Carbon intermediate atau cast iron

Produk ini diproduksi oleh teknologi pemulihan bahan bakar padat. Menurut karakteristiknya, mereka mirip dengan yang dilebur dalam tanur tinggi. Terlebih lagi, semi-karbon atau besi cor kadang-kadang diperoleh dengan lebih sedikit benda asing.

Pekerjaan lebih lanjut dengan bahan-bahan ini untuk mendapatkan baja dilakukan dengan cara tradisional.