Hvad er involveret i svampjernsproduktion?
Produktion af svampjern er en teknik til rensning af jernmalm ved at omsætte det med gasblandinger for at fjerne ilt via en reduktionsproces. Jernmalm fra jorden er en kemisk forbindelse af jern og ilt kaldet jernoxid, der ligner rust. Ved temperaturer over 1800 ° F (10007 ° C; C) kan molekylært ilt fjernes fra jernet ved at føre blandinger af brint og carbonmonoxidgas gennem malmen, hvilket reducerer malmen til et renset jern.
Høje temperaturer er nødvendige for kemisk at frigøre ilt fra jernet og lade det reagere med brint og kulilte til dannelse af vand og kuldioxid. Produktion af svampjern kan forekomme i forskellige reaktortyper, men en typisk metode er at bruge en vandret roterende ovn. Dette udstyr er en vandret opvarmet tromle placeret i en svag vinkel fra niveauet, hvilket gør det muligt for jernmalmen langsomt at bevæge sig fra den ene ende til den anden, når tromlen roterer. Tromlen opvarmes, og der føres gasser gennem midten af tromlen, hvilket tillader iltreduktion at ske.
Produktion af svampjern kan bruge jernmalm i forskellige størrelser, idet de fleste malm, der fodrer ovnen, bliver størrelse fra bidder til pellets. Temperaturkontrol af ovnen er vigtig, fordi jernet ikke må opvarmes til smeltetemperaturer, kun til niveauer, der er nødvendige for at frigive ilt. Jernet, der efterlader en svampjernsproduktionsproces, indeholder kun nogle få procent urenheder, inklusive nogle små mængder af andre metaller, der findes i jernmalmen.
Høj renhed og relativt lave driftsomkostninger gør svampjern til et vigtigt råmateriale til stålproduktion. Højovne og andet stålproduktionsudstyr kræver høje temperaturer og andre kemikalier for at fjerne urenheder, hvilket gør svampjernsproduktionen vigtig for at levere højovnen. Effektiviteten af højovnen forbedres ved at reducere iltindholdet i malmen, før den tilsættes, hvilket gør svampjern til et mere effektivt råmateriale end uforarbejdet malm.
Svampjern kan renses yderligere efter reduktionsreaktionstrinnet ved at føre det afkølede jern gennem magnetiske separatorer. Jern kan tiltrækkes af en magnet, så når malmen først forlader reaktoren, kan magneter trække svampjernet væk fra urenheder. Dette trin kan være vigtigt, når kul anvendes som reduktionsmedium, fordi det reagerede kul kan indeholde ikke-metallisk kul og andre urenheder. Fjernelse af dem vil yderligere forbedre effektiviteten af højovnen og kræve mindre behandling i senere trin.