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压块机之金属化原料的二次氧化及其预防方法

  巩义市三谊重工机械制造厂http://www.hnsyzg.com如上所述,将来世界卜直接还原铁装置的分布将很不均衡。显而易见,大部分直接还原装置将建在冶金工业和机器制造工业不发达的亚洲、非洲和拉丁美洲的一些国家。这样一来就要出现必须远距离,包括海路运迸大量梅绵铁的问题。苏联在一定程度上也存在这一问题,因为要在几个较适合的地打组织晦绵铁的生Jn,而使用海绵铁的冶金工厂却很多。此外,苏联也可能向其他国家供应海绵铁。在任何情况下,工厂都应备足可朋一定时间的大量海绵铁,即要有额定储备。
对运输、储存海绵铁的问题要特别注意,冈为海绵铁有很发育的表面和很高的孔隙度,容易二次氧化,往往也容易自燃。在这种情况下,其金属化率就要降低,而在关闭的库 房贮存和运输时会造成爆炸险情和损坏建筑物。
在无水分的环境含有氧气、硫和卤索氧化气体的简单作用下就能使海绵铁发生二次氧化。这种氧化主要发生在还原装置卸山高温球团的场台。为避免这种氧化作用,必须妥善 地组织海绵铁的冷却。
然而,制得井经冷却的海绵铁与周围大气之间的状态并不平稳,所以在其后的贮存、运输时,在有水分的环境所发生的化学氧化和电化学氧化要普遍得多.也危险得多。在这种情况下,海绵铁表面往往产生电化学过程,此处的纯金属是阳极,其氧化物是阴极。该过程发展的结果产生大量的二价和三价氢氧化铁及其氧化物。自然,该过程的进行速度和特点将决定于大气的温度和湿度,以及其中盐、硫化物的含量等。
许多研究者对金属化球团的二次氧化趋势进行了研究,在文献re6]对其傲了详细的分析。在1050-1100℃温度下,用转化的天然气把料层中的球团还原至96-97畅的金属化率,然后在试验室不同条件下进行了冷却。在密闭容器中冷却,随后贮存30昼夜,未发现明显氧化。在空气中冷却时,金属化翠下降至85%,而后在3 0昼夜贮存期间下降到84 3%。在水中挎却时,金属化率下降至90. Sqro,之后实际上未发生变化。
在生产条件下.研究了海绵铁在没有供暖设备的库房及露天存放时的氧化。在****种情况下,金属化率在75昼夜从97.7嘶下降T4_94 6q0,在其后的168昼夜中下降至90. 8qo在****种情况下,当球团冬季贮存144昼夜时,金属化率降低7晒,而接着在春季贮存158昼夜的期间,金属化翠急剧从90.7qo下降至6』.3%。这些试验结果证明,水分对金属化料氧化具有奂定性意义。在没有水分的条件下,氡化作用得不到明显发展。根据先前所进行的研究,在文献[2]中列出了一些类似的资料。
应当指出,铁在有水分的环境中氧化时,要放出相当多的热量,例如按反应式 ZFe+H20+I.50:-2Fe0 (OH) -888千焦耳。
在大量的料中产生的热量会保存下来,所以海绵铁的温度还要升高,这也会使氧化过程加剧。
蒂森公司和鲁奇(Lurgi)公司为了解大量拇绵铁的氧化过程,傲了专门的研究[67]。将回转炉中还原出的金属化铁矿石装入两个有盏的16吨料仓中。装料时在****个料仓中,用模拟雨水的弱酸液体处理了金属化矿石。在这种情况下,温度升高至50-80℃,金属化翠从95. 6q0下降到90 2晒。200小时后温度下降到原先水平。
在****个料仓中,用s和的海盐溶液处理海绵铁,以模拟船舱进海水的情况。这时温度较高上升J70 -80'C,然后下降。铁氧化肘放出氢气,其浓度达到P嘶。
在这两种情况下,由于空气不能自由进仓,料仓气氛中的氧气浓度下降到。.2-。.5%时氧化反应就中止了。再加氧化剂时铁重新氧化和加热。
此外,金属化产品的氧化趋势和生产方法有很大关系。例如海尔法产品,也就是说,在反应耀的固定层中,在高温下用cO和H:混合还原气体还原出的产品二次氧化趋势就不大(日8-70,。在辑场(有上盖无侧壁)IO万吨金属化率为90qo的这种产品贮存了几个月,金属化率的下降水平为一年j%以下。在几年期间这种产品从产地运到IOOO公里以外的使用地点,每次都要历经巧昼夜的时间。在这种情况下,雨天佥属化率降低l4%,而干燥天气则无变化。
金属化料发火性(在室温下空气中的自燃)C2,71页)的研究表明,其发火性决定于一系列因素,不过首先是决定于还原温度。据推测,发火是金属表面活性大的后果,也是引起试样发热的氧分子在表面上化学吸附的结果。不同材料(按还原温度)的发火临界温度各不相同。
在用氢还原赤铁矿料时,其发火临界温度是575-550'C,磁铁矿料的是510 -440℃。用高于上述温度的材料制得的金属化料不会发火。一般说米,当氧化度达到20 -35%时.金属化料不再发火氧化。对于用其它气体还原出的金属比料来说,发火临界温度各不相同,但规律总是保持不变,也就是说,当高温还原时,就没有发火现象了。
在高于发火临界温度下还原出的金属料层能防止置于其下面的低温还原金属料瑶的氧化n
根据上述研究结果可以断定,用高温方法制得的金瘸『七料在没有水分的条件下贮存和运输,实际上不会发生氧化。在潮湿大气条仆下短距离运输和短期贮存时,也不会有严重的二次氧化的危除。但是在雨天进行装卸,然后远距离运输或贮存海绵铁时,就会一j二相当大的二次氧化作用和料堆发热的危险。蚓此相当广ioI展开了寻求防止海绵铁二次氧化碇其安全运输打法∞研九、,这些方法大体可分为以刊L种t(J)弱氧化介质中处理;(2)压块;(3)堵水溶液和其他液体及物质进行处理。

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