Способ выплавки железа из стали непосредственно из руд и электрическая печь для означенной цели

 

h

Класс 18а, mls

К патенту Э, Я. Вейса, заявленному 4 ноября (заяв. свид. № 5414). года

О выдаче патента опубликовано 31 мая 1929 года. Действие патента распространяется на 15 лет от 31 мая 1929 года

Первоначально железо добывалось непосредственно из руды, так называемым, сыродутным способом. При этом способе до 50% содержащегося в руде железа терялось в шлаке, ибо при той сравнительно низкой температуре, которая достигалась в сыродутных горнах (печах), можно было обратить кремнезем, составляющий пустую породу руды, в шлак только посредством закиси железа, так как только силикат закиси жезеза достаточно плавок, чтобы расплавиться при такой температуре. Кроме того, при сыродутном способе можно было перерабатывать только богатые и легкоплавкие руды. Сыродутный способ бцл вытеснен способом до менной плавки, который, однако, не дает прямо из руды железо или

„- сталь, а промежуточный продукт— чугун, иЗ которого уже потом по-! учают ковкое железо или сталь.

Между тем, сыродутный способ по своей идее должен был быть более выгодным, чем современное получение ковкого железа,и стали из промежутрчного продукта — чугуна, ибо в первом случае требуется одна операцця, а во втором — две. Это вызвало многочисленные попытки

° ее « м, °

ВйЬПИСтЕК @Комитета по изоб-„

-д М э. :-; — 9794его усовершенствования. Однако,. все они встречали технические пре-пятствия, которые делали их экономически невыгодными. Главыым препятствием была — невозможность. достичь такой высокой температуры, каковая необходима для полного восстановления всего железа; из руды, его плавления и отделения из него шлаков без того,. чтобы получаемое железо не науглероживалось, т. е. не превращалось в чугун от соприкосновения с накаленным углем.

До изобретения электрической металлургической печи це было такого источника тепла, кроме твердого углерода (угля), который могбы дать необходимую высокую концентрированную температуру и в. то же время не науглероживал бы, восстановляемое железо.

Как попытки нагревать руду с расчитанным количеством угля в. закрытых сосудах, так и попытки. употреблять газ одновременно как восстановитель и нагреватель в пламенных или иного типа печах — кончались одинаково неудачно. Если же .при этом и удавалось достичь сколько-нибудь удовлетворительных температур, та это было сопряжено со столь большими расходами топлива, что: способ делался экономи-чески невыгодным, и все же такого полного восстановления всего заключающегося в руде железа, как это . достигается в современном доменном процессе, не получалось. Если же употребляли газ одновременно как восстановитель и, нагреватель, то для горения газа необходимо присутствие воздуха, количество ко торого трудно регулируемо. С употреблением,же воздуха неизбежно проникновение в железо азота и окисление части восстановленного железа избыточным кислородом .воздуха,, что влечет за собою ухудшение качества железа и потерю значительного его количества в шлаках. Поэтому восстановительной атмосферы и вполне достаточной температуры все же не получалось.

Эти -неудачи повели к тому, что .даже установился взгляд (Ледебург

1881 г.), что ни генераторный, ни водяной газ не способен выделять железо из руды без содействия твердого углерода, ибо участие последнего необходимо для получения атмосферы, неспособной окислять.

Такого взгляда держались не только .Ледебург, Лирман, тединг, Перси и ,др., но даже и новейшие металлурги, так, например, Озанн в своем труде

„EisenhuttenkuIIde" (1915 r.) еще держится этого взгляда. Однако, новейшее изобретение шведского металлурга Виберга, восстановляющего железную руду до стали только одним воздействием на руду окиси углерода при совершенном отсутствии твердого углерода в каком бы то ни было виде, опровергает этот взгляд.

При высокой температуре сродство кислорода к углероду сильнее, нежели к железу, а потому железная руда, находясь при высокой темпЕратуре. в соприкосновении с углеродом в виде угля или окиси углерода (CO), отдает свой кислород углероду (Feq.04+4С=ЗFe+4CO) или окиси углерода (Fe 04+ 4СО =

=3Fe+4CO>) и получается чистое :железо. Но железо при высоких температурах не только отдает свой . кислород углероду, но и само по- глощает углерод, особенно в прикосновении с раскаленным углем, превращаясь в чугун, Для непосредственного получения железа из руды необходимо иметь: среду с восстановительной атмосфе-рой, чтобы восстановленное железо опять не окислялось кислородом воздуха, температуру около 2000 С, руду в таком составе, при котором она наилегче плавится и дает жидкие шлаки, и в. таком виде, который обеспечил: бы максимальное соприкосновение отдельных частиц руды с углеродом, дабы руда могла быстрее отдать свой кислород углероду и, наконец, углерод в таком виде, чтобы восстановленное железо не науглероживалось бы.

По предлагаемому способу процесс ведется в электрической металлургической печи, специально для этой цели приспособленной; восстановителем является вдуваемый в печь водяной газ, а руда в пылевидном состоянии свободно сыплется навстречу восходящему потоку горячих восстановительных газов, При такой среде и температуре восста-, новление пылевидной руды водяным газом должно происходить весьма

1 быстро.

Восстановленное железо в риде пылевидных частиц губчатого железа падает на под печи, где оно плавится, отделяется от шлаков и окончательно восстановляется, продуванием через расплавленный слой железа и шлака водяного газа. При этом должно произойти и некоторое науглероживание восстановленного железа выделением твердого углерода (2 CO= CO2+C), степень которого, однако, вйолне во власти ведущего плавку. В расплавленноЬ железо и закись железа (FeO) вдувается углерод в рид6 восстановительного газа для окончательного освобождения железа от кислорода (FeO+ CO = Fe+ CO ): и введения углерода в железо (3 (три Fe + 2CO=

= Fe8С+ CO>); отработанный газ отсасывается и прогоняется через газогенератор, где он:восстановляе гся (СО + С =, 2СО) в окись угле,рода (СО) и снова идет в работу.

В домне прохождение шихты (ка- I лош) очень продолжительно, ибо .руда и древесный уголь или кокс вносятся в домну в виде крупных

:кусков, что очень затрудняет физико-химический процесс восстановле ния железа из руды углеродом.

Руда только в исключительных случаях обогащается, а потому доменный процесс дает очень большие количества шлака, требующего для своего плавления непроизводительной траты значительных количеств топлива. Шлаки и большинстве случаев являются очень неприятным бременем, ибо для них не находят целесообразного и окупающего расходы использования.

В электрической же печи обогащенная и измельченная руда очень быстро восстановляется газообразным углеродом, поэтому произво.дительность печи должна быть очень большой, а шлаки должны получаться в минимальном количестве.

Расходы по обогащению и измельчению должны окупиться громадной производительностью, быстротой восстановления — и экономией топлива, получающейся от плавления обогащенной руды, содержащей минимальное количество пустой породы. Кроме того, можно с особой выгодой перерабатывать рудную мелочь, которая теперь не находит применения.

На чертеже схематически представлена предлагаемая электрическая печь для выплавки железа и стали непосредственно из руды, при чем фиг. 1 изображает вертикальный разрез печи и фиг. 2 — горизонталь- .. ный разрез ее.

В своде обычной электрической металлургической печи с проводящим подом и электродами вставлена широкая длинная труба 1, служащая для ввода пылевидной шихты и отсасывания через патрубок 2 отработанного газа; печь снабжена боковыми трубами 3 и 4 и фурмами

5 и б, служащими для продувания газа через слой расправленного металла и шлака, и трубами 7 и 8 для вдувания газа, предназначенного для восстановления ниспадающей пылевидной шихты.

Предмет патента.

1. Способ выплавки железа и стали непосредственно из руд в электрических печах, отличающийся тем, что для восстановления мелко измельченной до пылевидного состояния руды, засыпаемой сверху в электрическую печь, вдувают восстановительный газ поверх слоя.металла — и одновременно для очищения расплавленного металла, после чего отработанный газ отсасывают, регенерируют и вновь пускают в дело.

2. Для осуществления указанного в п. 1 способа электрическая печь, отличающаяся тем, что она снабжена патрубком 2 для отсасывания отработанного газа, фурмами 5 и б для вдувания газа через слой расплавленного металла и трубами 7 и 8 для вдувания газа, предназначенного для восстановления руды.

Способ выплавки железа из стали непосредственно из руд и электрическая печь для означенной цели Способ выплавки железа из стали непосредственно из руд и электрическая печь для означенной цели Способ выплавки железа из стали непосредственно из руд и электрическая печь для означенной цели Способ выплавки железа из стали непосредственно из руд и электрическая печь для означенной цели 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области металлургии и позволяет исключить оборудование для получения жидкого чугуна за счет прямого восстановления железосодержащей шихты в сталь в индукционной печи канального типа из шихты, содержащей уменьшенное количество фосфора для снижения расхода флюсов, повысить срок службы огнеупорной футеровки

Изобретение относится к восстановлению и плавке металлосодержащего соединения

Изобретение относится к металлургии, а именно к получению жидкого углеродистого металла на основе железа без применения агломерации руд и коксования углей

Изобретение относится к производству предварительно восстановленного железа посредством электродугового нагрева

Изобретение относится к восстановлению и выплавке металла, например стали, в частности, в индукционной печи канального типа

Изобретение относится к области металлургии

Изобретение относится к области металлургии, в частности к производству безуглеродистого железа из шихты, содержащей оксид железа и оксид кремния

Изобретение относится к бескоксовой металлургии, в частности к производству непрерывно-литой заготовки посредством восстановления металлов из металлсодержащего оксидного сырья газообразными и дисперсными восстановителями в плазмохимических реакторах
Наверх