Доменное пр-во
Электрометаллургия
Конвертерное пр-во
Разливка стали
Популярные материалы

Разложение известняка при обжиге окатышей

При нагреве окатышей протекает ряд процессов — разложение гидратов и карбонатов, окисление оксидов железа, твердофазные реакции и др.

Разложение известняка. При быстром нагреве (200-420 °С/мин) в нейтральной или окислительной атмосфере диоксид углерода начинает выделяться из окатышей при 800-850 °С, что связано с замедлением прогрева окатышей. При нагреве со скоростью 80 °С/мин температура разложения известняка снижается до 730—750 °С. Максимум скорости выделения диоксида углерода соответствует 1130—1170 °С при быстром нагреве и 950-970 °С при медленном нагреве. Общее время выделения СO2 составляет 5,5—9,0 мин в первом случае и 7—12 мин во втором.

При окислительном упрочняющем обжиге имеет место окисление магнетита до гематита, сопровождающееся заметным выделением тепла:

  • 2Fe3O4 + 1/2О2 = 3Fe2O3 + 231 МДж.

Скорость процесса зависит от удельной поверхности пор образцов и состава газовой фазы. Практика обжига показала, что в реальных условиях максимальная степень окисления окатышей соответствует температурному интервалу 900—1100 °С.

Важной причиной замедления окисления магнетита в окатышах являются размягчение и частичное оплавление окатышей.

Зависимость степени окисления окатышей (содержания FeO) от температуры обжига
Рисунок 1. Зависимость степени окисления окатышей (содержания FeO) от температуры обжига

Если при моделировании хода процесса окисления шара из магнетита считать, что лимитирующей стадией является диффузия, то кинетическое уравнение окисления по Эдстрёму имеет вид:

где с0 и ср - действительная и равновесная концентрация кислорода в газе для диссоциации гематита; R и r - радиусы окатыша и его неокис-ленной зоны; р - плотность окатыша; gFeO — начальное содержание оксида железа в окатыше; D - приведенный коэффициент диффузии кислорода; t - время; 12,861 — произведение плотности кислорода (1,429) на стехиометрический расходный коэффициент реакции окисления магнетита (9).

Последнее уравнение преобразуется следующим образом:

где, - содержание соответственно монооксида железа и железа в окатышах в момент времени т; gFe — начальное содержание железа в окатышах.

Затем экспериментально определяют величину Д которая для различных окатышей составляет (0,5-3,2)-10-6 м2/с. Максимальное значение коэффициента диффузии при 1200 °С соответствует предельно высокой температуре, предшествующей размягчению и началу оплавления окатышей. При дальнейшем повышении температуры степень окисления магнетита снижается, что связывают с диссоциацией гематита. Упругость диссоциации гематита связана с температурой зависимостью:

  • lgpO2 = (-30800/T) + 17,9
При 10—15% O2 в газе-теплоносителе температура диссоциации гематита составит 1360—1370 °С. Читать далее >>

Источник [2] → список литературы.

Читайте также:

Вернуться в начало раздела: Сырье и его подготовка
Вернуться на главную: Черная металлургия