Vad är involverat i svampjärnproduktion?

Svampjärnproduktion är en teknik för att rena järnmalm genom att reagera den med gasblandningar för att avlägsna syre via en reduktionsprocess. Järnmalm från marken är en kemisk förening av järn och syre som kallas järnoxid, vilket liknar rost. Vid temperaturer över 1000 ° F (10007deg; C) kan molekylärt syre avlägsnas från järnet genom att blandningar av väte och kolmonoxidgas passeras genom malmen, vilket reducerar malmen till ett renat järn.

Höga temperaturer behövs för att kemiskt låsa upp syret från järnet och låta det reagera med väte och kolmonoxid för att bilda vatten och koldioxid. Svampjärnproduktion kan ske i olika typer av reaktorer, men en typisk metod är att använda en horisontell roterugn. Denna utrustning är en horisontell uppvärmd trumma placerad i en liten vinkel från nivån, vilket gör att järnmalmen långsamt kan röra sig från ena änden till den andra när trumman roterar. Trumman värms upp och gaser passerar genom trumman mitt, vilket gör att syre reduktionen kan ske.

Svampjärnproduktion kan använda järnmalm i olika storlekar, varvid de flesta malm matar ugnen i storlek från bitar till pellets. Temperaturkontroll av ugnen är viktig, eftersom järnet inte får värmas till smälttemperaturer, endast till nivåer som krävs för att frigöra syre. Järnet som lämnar en produktionsprocess med svampjärn innehåller endast några procent föroreningar, inklusive några små mängder av andra metaller som finns i järnmalmen.

Hög renhet och relativt låga driftskostnader gör svampjärn till ett viktigt råmaterial för stålproduktion. Masugnar och annan stålproduktionsutrustning kräver höga temperaturer och andra kemikalier för att avlägsna föroreningar, vilket gör svampjärnproduktionen viktig för att leverera masugnen. Effektiviteten hos masugnen förbättras genom att minska syrehalten i malmen innan den tillsätts, vilket gör svampjärn till ett mer effektivt råmaterial än obearbetad malm.

Svampjärn kan renas ytterligare efter reduktionsreaktionssteget genom att leda det kylda järnet genom magnetiska separatorer. Järn kan lockas till en magnet, så när malmen lämnar reaktorn kan magneter dra svampjärnet bort från eventuella föroreningar. Detta steg kan vara viktigt när kol används som reducerande medium, eftersom det reagerade kolet kan innehålla icke-metalliskt kol och andra föroreningar. Att ta bort dem kommer att förbättra effektiviteten hos masugnen och kräva mindre bearbetning i senare steg.