Co jest zaangażowane w produkcję żelaza gąbki?
Produkcja żelaza gąbka jest techniką oczyszczania rudy żelaza poprzez reakcję z mieszaninami gazu w celu usunięcia tlenu w procesie redukcji. Ruda żelaza z ziemi jest chemicznym związkiem żelaza i tlenu zwanego tlenkiem żelaza, który jest podobny do rdzy. W temperaturach powyżej 1800 ° F (10007 stopni; C) tlen cząsteczkowy można usunąć z żelaza przez przepuszczanie mieszanin wodoru i tlenku węgla przez ruwę, co zmniejsza rudę do oczyszczonego żelaza.
Wysokie temperatury są potrzebne do chemicznego odblokowania tlenu z żelaza i pozwolenia mu reagować z wodorem i tlenkiem węgla z tworzeniem wody i dwutlenku węgla. Produkcja żelaza gąbek może wystąpić w różnych typach reaktorów, ale typową metodą jest zastosowanie poziomego pieca obrotowego. Sprzęt ten jest poziomym podgrzewanym bębnem umieszczonym pod niewielkim kątem z poziomu, co pozwala rudowi żelaza powoli poruszać się z jednego końca do drugiego, gdy bęben się obraca. Bęben jest podgrzewany, a gazy są przepuszczane przez środek bębna, allowing, aby wystąpić redukcja tlenu.
Produkcja żelaza gąbka może wykorzystywać rudę żelaza o różnych rozmiarach, przy czym większość rudy karmiła piec rozmiar od kawałków do granulek. Kontrola temperatury pieca jest ważna, ponieważ żelaza nie może być podgrzewane do temperatur topnienia, tylko do poziomów potrzebnych do uwolnienia tlenu. Żelazo opuszczającego gąbkę do produkcji żelaza zawiera tylko kilka procent zanieczyszczeń, w tym niektóre niewielkie ilości innych metali znalezionych w rudzie żelaza.
Wysoka czystość i stosunkowo niskie koszty operacyjne sprawiają, że gąbkę jest ważnym surowcem do produkcji stali. Bliskie piece i inne urządzenia do produkcji stali wymagają wysokich temperatur i innych chemikaliów w celu usunięcia zanieczyszczeń, dzięki czemu produkcja żelaza gąbczastego jest ważna dla dostarczenia wielkiego pieca. Wydajność wielkiego pieca ulega poprawie poprzez zmniejszenie zawartości tlenu w rudzie przed dodaniem, tworząc gąbkęZłóż bardziej wydajny surowiec niż nieprzetworzona ruda.
Żelaza gąbka można oczyszczyć dalej po etapie reakcji redukcji, przekazując chłodzone żelazo przez separatory magnetyczne. Żelazo może być przyciągane do magnesu, więc po opuszczeniu reaktora ruda magnesy mogą odciągnąć gąbkę od jakichkolwiek zanieczyszczeń. Ten etap może być ważny, gdy węgiel jest używany jako medium redukujące, ponieważ reagowany węgiel może zawierać węgiel drzewny niemetaliczny i inne zanieczyszczenia. Usunięcie ich jeszcze bardziej poprawi wydajność wielkiego pieca i wymaga mniejszego przetwarzania w późniejszych krokach.