Đang tải... (xem toàn văn)
LUYỆN GANG LÒ CAO LUYỆN GANG LÒ CAO LUYỆN GANG LÒ CAO Hiện nay, gang được sản xuất chủ yếu trong lò cao từ quặng thiêu kết hay tinh quặng sắt Trong lò cao, nhờ sự đốt cháy nhiên liệu và than cốc tạo r[.]
LUYỆN GANG LỊ CAO LUYỆN GANG LỊ CAO • Hiện nay, gang sản xuất chủ yếu lò cao từ quặng thiêu kết hay tinh quặng sắt • Trong lò cao, nhờ đốt cháy nhiên liệu than cốc tạo nhiệt độ cao, cần thiết cho q trình hồn ngun oxit sắt tạo thành gang lỏng Ngồi gang, lị cao cịn tạo xỉ khí lị cao – chất thải đồng hành trình sản xuất NGUYÊN LIỆU LUYỆN GANG LỊ CAO u cầu liệu lị cao • Trong liệu lị cao, người ta sử dụng than cốc, quặng thiêu kết, quặng vê viên, quặng, đá vơi Ví dụ, phần quặng sắt lị cao bao gồm 74% quặng thiêu kết, 22% quặng vê viên 4% quặng Liệu nạp vào lò cao cần phải dạng cục có kích cỡ (40-60 mm) Khi sử dụng cục lớn, thời gian xảy q trình hồn nguyên tạo xỉ dài Còn cục nhỏ làm bít lỗ khí khơng đồng xuống liệu lò cao Các cục than cốc, quặng thiêu kết phải bền chắc, chống mài mòn Dưới tác động trọng lượng liệu thân lị, liệu khơng đủ độ bền bị nát vụn làm tắt nghẽn khe hở cục liệu lớn Điều xảy mài mòn liệu • Than cốc quặng thiêu kết phải có đủ độ xốp để tăng tốc độ cháy nhiên liệu hoàn nguyên oxit sắt Hàm lượng tạp chất: photpho, lưu huỳnh, asen, chì v.v…trong liệu phải giảm thiểu tạp chất chuyển vào gang từ gang vào thép Các tạp chất ảnh hưởng xấu đến tính chất thép • Liệu phải có thành phần hóa học đồng nhất, ví dụ, hàm lượng sắt quặng thiêu kết, tro than cốc, CaO đá vôi…không đổi Sự dao động thành phần hóa học phá hủy tiến trình lị cao dẫn đến tăng tiêu hao nguyên vật liệu Quặng sắt • Khống sản chứa kim loại gọi quặng Ngoài hợp chất chứa kim loại – oxit, sunfua v.v… quặng cịn có chất khơng chứa kim loại, chúng gọi đá tạp Tên gọi quặng theo kim loại chứa nhiều quặng Quặng sắt chủ yếu chứa sắt Phụ thuộc vào hàm lượng sắt, quặng sắt chia thành quặng nghèo (50% Fe) Ngồi hợp chất sắt, quặng cịn có thành phần khống khác: sét, đá thạch anh, nhơm oxit, đá vôi v.v… 2.1 Quặng manhêtit (quặng sắt từ) • Sắt thành phần quặng dạng manhêtit Fe 3O4 Hợp chất bao gồm FeO Fe2O3 Manhêtit có từ tính, quặng có tên quặng sắt từ Manhêtit quặng dạng hạt đặc chắc, xâm nhiễm đá silic hay đá silic-sét Nó có màu xanh đen sáng Dưới tác động ẩm khơng khí, oxit sắt FeO phân tử manhêtit bị oxi hóa đến Fe2O3 Manhêtit bị oxi hóa có thành phần gần hêmatit Fe2O3 Do vậy, người ta đánh giá manhêtit theo mức độ oxi hóa Manhêtit có tỷ lệ Fe tổng:FeO < 3,5, tỷ lệ khoảng 3,5-7,0 quặng gọi nửa mactit, tỷ lệ > – mactit Quặng nửa mactit mactit sản phẩm oxi hóa nhiệt độ thấp manhêtit điều kiện tự nhiên vỏ trái đất, thành phần manhêtit biến đổi đến Fe 2O3 Quặng manhêtit quặng khó hồn ngun Dễ hồn ngun mactit • Thơng thường, quặng manhêtit chứa 50-60% Fe Hàm lượng lưu huỳnh quặng 0,02-2,5% Quặng bị oxi hóa chứa nhiều lưu huỳnh (đến 2,5%) Hàm lượng photpho quặng đạt đến 0,02-0,7% 2.2 Quặng hêmatit (quặng sắt đỏ) • Sắt quặng dạng hêmatit – oxit sắt khan Fe3O4 Quặng hêmatit mềm so với quặng manhêtit Hêmatit kết tinh có màu đen sắt tới xám thép, cịn hêmatit dạng đất có màu đỏ tươi Quặng hêmatit hình thành q trình phong hóa quặng manhêtit Thơng thường, hàm lượng sắt quặng cao (50-70% Fe) Quặng có tính hồn ngun cao Quặng dạng cục thường dạng hạt nhỏ vụn, dạng bụi Đá tạp quặng đá silic Hàm lượng lưu huỳnh photpho không cao 2.3 Quặng limonit (quặng sắt nâu) • Trong quặng này, sắt dạng oxit ngậm nước – limonit 2Fe2O3.3H2O getit Fe2O3.H2O Quặng sắt nâu hình thành q trình phong hóa oxi hóa quặng sắt khác Thông thường, quặng sắt nâu lẫn với sét hay đá thạch anh chứa 37-55% Fe; 0,5-1,5% P Quặng dễ hoàn nguyên độ xốp cao (khi nung thoát nước để lại nhiều lỗ xốp) Phần lớn mỏ có quặng dạng bột, tơi xốp Quặng có màu nâu hay vàng Quặng sắt nâu khó làm giàu, sử dụng hạn chế 2.4 Quặng Siderit (FeCO3) • Là hợp chất oxit sắt CO2 Quặng gọi spat sắt Hàm lượng sắt quặng khơng cao (30-40%) Quặng Mangan • Quặng mangan sử dụng để luyện feromangan, để sản xuất gang đúc gang luyện thép, chứa ~1% Mn Trong quặng, mangan dạng oxit cacbonat: Piroluzit MnO2, braunit Mn2O3, haumanit Mn3O4, rodocrozit MnCO3 Hàm lượng mangan quặng từ 42 đến 72% Để luyện feromangan, người ta sử dụng quặng chứa khơng q 0,2% P, cịn luyện gang lị cao, sử dụng quặng chứa đến 0,6% P Trợ dung • Đưa trợ dung vào thành phần quặng thiêu kết hay vào lò cao để giảm nhiệt độ nóng chảy đá tạp quặng sắt hay quặng thiêu kết tro than cốc, để chuyển chúng vào xỉ dễ nóng chảy, dễ tháo khỏi lò Thành phần trợ dung tùy thuộc vào thành phần đá tạp tro nhiên liệu Nếu đá tạp tro chứa nhiều SiO2, tức thành phần có tính axit, cịn tro chứa lưu huỳnh người ta đưa trợ dung có tính bazơ vào lò hay vào liệu để thiêu kết, tức đưa chất chứa vơi vào Oxit canxi có tính kiềm, trung hịa oxit silic liên kết với lưu huỳnh Nếu đá tạp quặng chứa oxit canxi hay oxit magie, người ta sử dụng trợ dung chứa oxit silic mang tính axit Trong trường hợp đầu, người ta sử dụng đá vơi, cịn trường hợp thứ hai – đá thạch anh