स्पंज आयरन: संपत्ति, प्राप्त करने के तरीके, आवेदन

2024 लेखक: Howard Calhoun | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2023-12-17 10:28

स्पंज आयरन अपेक्षाकृत कम तापमान - 1100 डिग्री सेल्सियस से कम के संपर्क में आने की स्थिति में सांद्र या उच्च गुणवत्ता वाले लौह अयस्क को कम करके प्राप्त किया जाता है। इस तरह की प्रक्रियाओं में अयस्क को गलाने और उसके सिंटरिंग को शामिल नहीं किया जाता है।

इतिहास

काफी समय पहले यह साबित हो गया था कि अयस्क से तुरंत लोहा प्राप्त करना संभव है। प्रयोगशाला स्थितियों के तहत, इस प्रक्रिया को लागू करना आसान है। नतीजतन, धातुकर्मियों को सीधे अयस्क से औद्योगिक मात्रा में लोहा निकालने के लिए तकनीकी तरीके बनाने के कार्य का सामना करना पड़ा। अब ऐसे तरीके खोजे गए हैं और उत्पादन में पेश किए गए हैं।

अयस्क से सीधे प्राप्त होने वाले लोहे को स्पंजी कहा जाता है। और पुनर्प्राप्ति विधियाँ डोमेन रहित या प्रत्यक्ष पुनर्स्थापना विधियाँ हैं।

सोवियत संघ में ब्लास्ट-फर्नेस मेल्टिंग के उपयोग के बिना स्पंज आयरन प्राप्त करने का पहला प्रयोग पिछली शताब्दी के 50 के दशक में किया गया था।

इस धातु का पहला उत्पादन 70 के दशक में उद्योग में पेश किया गया था। ब्लास्ट फर्नेस के उपयोग के बिना स्पंज आयरन के उत्पादन के लिए पहली तकनीकी विधियों में मामूली अंतर था।प्रदर्शन। परिणामी उत्पाद में विभिन्न प्रकार की अशुद्धियाँ थीं।

प्राकृतिक गैस ने इस उत्पादन को नई गति दी। XX सदी के 80 के दशक में, इसका व्यापक रूप से खनन और धातुकर्म उत्पादन में उपयोग किया जाने लगा। तब यह पाया गया कि यह अयस्क से लौह की सीधी कमी के कार्यान्वयन के लिए आदर्श है। इसके अलावा, अन्य गैर-प्राकृतिक गैसों का भी व्यापक रूप से उपयोग किया जाने लगा है (तेल उत्पादन से जुड़ी गैस, विभिन्न कोयले के गैसीकरण के दौरान गैस के अंश आदि)।

90 के दशक में तकनीकी प्रक्रियाओं में सुधार और उनके परिचय ने इस तथ्य को जन्म दिया कि लोहे की प्रत्यक्ष कमी की ऊर्जा तीव्रता और पूंजीगत लागत में काफी कमी आई है। गैर-विस्फोट लोहे के उत्पादन में उल्लेखनीय वृद्धि शुरू हुई।

स्पंज आयरन का प्रत्यक्ष गैर-डोमेन उत्पादन - प्रक्रियाएं जब धातु को गैसों, ठोस कार्बन की सहायता से अयस्क से पुनर्प्राप्त किया जाता है। और साथ में - ठोस कार्बन और गैस। यह लगभग 1000 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर किया जाता है। इसी समय, प्राकृतिक चट्टान को स्लैगिंग में नहीं लाया जाता है, इसमें अशुद्धियों को बहाल नहीं किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप धातु पर्याप्त रूप से शुद्ध होती है। विशेषज्ञ इस प्रक्रिया और अन्य शर्तों को कहते हैं:

• स्पंज आयरन का प्रत्यक्ष उत्पादन;
• कोक मुक्त धातु विज्ञान;
• डोमेन रहित धातु विज्ञान;
• अयस्क का आंशिक धातुकरण।

वर्तमान में, रूस, चीन, स्वीडन, जर्मनी, ग्रेट ब्रिटेन, नॉर्वे और में औद्योगिक पैमाने पर इस तरह के तरीकों से धातु खनन के तरीके प्रचलित हैं।अन्य देश।

सभी ज्ञात विधियों को दो समूहों में बांटा गया है:

• लौह तब बनता है जब अयस्क को गैसीय कम करने वाले एजेंट के संपर्क में लाया जाता है;
• लौह अयस्क पर एक ठोस कम करने वाले एजेंट के प्रभाव में।

डोमेनलेस विधि का उपयोग करके स्पंज आयरन के उत्पादन के तरीकों का लगभग पांच सौ के लिए पेटेंट कराया गया है।

एक गैसीय पदार्थ के साथ लोहे की प्राप्ति

हाइड्रोजन और कार्बन मोनोऑक्साइड का उपयोग गैसीय अपचयन के लिए किया जाता है। आमतौर पर, एक विधि का उपयोग तब किया जाता है जब लौह अयस्क को कुचलकर 850 डिग्री तक गर्म किया जाता है, इसके बाद भून लिया जाता है। फिर इसे रोटरी ट्यूब फर्नेस में भेजा जाता है। वहां, अयस्क द्रव्यमान की ओर बढ़ने वाली गैसों को कम करने के प्रभाव में धातु कम हो जाती है। भट्ठी छोड़ने से पहले, यह शीतलन कंटेनर में प्रवेश करती है। फिर अंतिम उत्पाद को बॉल मिल का उपयोग करके पीस लिया जाता है।

इसके बाद, द्रव्यमान एक विशेष चुंबकीय विभाजक से होकर गुजरता है। विभाजक द्वारा छांटे गए लोहे को प्रेस के नीचे चला जाता है, जो स्पंज आयरन को ब्रिकेट में बनाता है।

सॉलिड रिड्यूसिंग एजेंट द्वारा आयरन प्राप्त करना

यदि उत्पादन ठोस कमी द्वारा स्पंज आयरन के उत्पादन की तकनीक का उपयोग करता है, तो इस विधि में निम्नलिखित ऑपरेशन शामिल हैं:

• अयस्क को कुचलना और पीसना;
• लौह की उच्च सांद्रता प्राप्त करने के लिए, 3% से अधिक गैंग्यू नहीं, चुंबकीय संवर्धन किया जाता है;
• समृद्ध अयस्क को जैविक ईंधन के साथ मिश्रित किया जाता है, जिसमें चूरा और अन्य समान कार्बनिक शामिल होते हैंसंरचनाएं;
• ब्रिकेट के परिणामी द्रव्यमान का निर्माण, उसके बाद फायरिंग के लिए भट्ठे में उनका स्थानांतरण।

ब्रिकेट में मौजूद कार्बन के जलने से लोहे की रिकवरी होती है।

प्राप्त स्पंज आयरन, ठोस और गैसीय कमी दोनों में, बाद में स्टील प्राप्त करने के लिए मानक प्रसंस्करण के लिए भेजा जाता है।

रीमेल्टिंग आमतौर पर बिजली की भट्टियों में की जाती है, जबकि आवश्यक मात्रा में कार्बन और अन्य अशुद्धियों को धातु में पेश किया जाता है।

प्रक्रियाओं का वर्गीकरण

धातु विज्ञानी अंतिम उत्पाद के प्रकार के अनुसार ब्लास्ट-फर्नेस आयरन उत्पादन की प्रक्रियाओं को वर्गीकृत करते हैं, अर्थात्:

• आंशिक धातुकरण के साथ ब्लास्ट फर्नेस के लिए सामग्री का उत्पादन (30 से 50 प्रतिशत तक);
• स्पंजी लोहे का उत्पादन, एक ठोस उत्पाद, अत्यधिक धातुयुक्त (85 से 95 प्रतिशत तक), बाद में स्टील में प्रसंस्करण के लिए;
• ब्लूमरी आयरन, प्लास्टिक मेटलाइज्ड उत्पाद का उत्पादन;
• आगे गलाने की प्रक्रिया के लिए अर्द्ध-तैयार या तरल लोहे का उत्पादन।

प्रत्यक्ष पुनर्स्थापना उत्पाद

चार प्रकारों को आमतौर पर प्रत्यक्ष लौह कमी उत्पादों के रूप में वर्गीकृत किया जाता है:

• स्पंजी;
• धातुयुक्त आवेश;
• चमकदार;
• कच्चा लोहा या कार्बन मध्यवर्ती।

स्पंजी आयरन

यह प्रक्रियाओं के परिणामस्वरूप प्राप्त होता है जब धातुओं की कमी पिघलने के बिना होती है, 1000-1200 डिग्री सेल्सियस से कम तापमान पर। कार्यवाहीप्रारंभिक कच्चा माल क्या था, ठोस स्पंज आयरन - झरझरा संरचनाएं, या छर्रे। कुछ मामलों में, यह एक धातु पाउडर है। जब इस धातु की विशेषता इस तथ्य से भी होती है कि इसमें काफी उच्च सरंध्रता (स्पंज के आकार का) है, इस तथ्य के कारण कि बहाली के दौरान, कच्चे माल की वॉल्यूमेट्रिक विशेषताओं में मामूली बदलाव आया है।

ऐसे लोहे की झरझरा सतह प्रतिकूल वातावरण (उच्च आर्द्रता) के संपर्क में आने पर भंडारण और परिवहन के दौरान उच्च स्तर के ऑक्सीकरण की ओर ले जाती है।

इस धातु की रासायनिक संरचना इसकी संरचना मूल कच्चे माल (अयस्क) के कारण है। स्क्रैप की तुलना में, स्पंज आयरन क्लीनर है। इसमें अन्य धातुओं की अशुद्धियों की न्यूनतम उपस्थिति होती है।

साथ ही, प्रत्यक्ष अपचयन द्वारा प्राप्त स्पंज आयरन भी इसमें बंजर चट्टानों की उपस्थिति से प्रतिष्ठित होता है। इस तथ्य के कारण कि स्रोत सामग्री समृद्ध सांद्रता और अयस्क है, इसे अतिरिक्त शुद्धिकरण के अधीन नहीं किया जाता है। नतीजतन, लोहे में मूल अयस्क की बेकार चट्टान के सभी समावेश होते हैं।

स्पंज आयरन ने स्टील बनाने, आयरन पाउडर बनाने और कॉपर कार्बराइजिंग में अपना रास्ता खोज लिया है।

धातुयुक्त आवेश

आंशिक रूप से घटे हुए लोहे को धातुकृत आवेश कहते हैं। इसका उपयोग गलाने की प्रक्रिया को ठंडा करने के लिए किया जाता है, साथ ही ब्लास्ट फर्नेस में बाद में पिघलने के लिए भी किया जाता है। मेटलाइज्ड चार्ज का रिकवरी लेवल 80% से नीचे है। स्पंज आयरन ज्यादा साफ होता है, डिग्रीइसकी रिकवरी 90% से अधिक है।

चिल्लाओ लोहा

तापरहित गर्म लोहे का उत्पादन ट्यूबलर रोटरी भट्टों में किया जाता है। इसका रिकवरी तापमान 1100 से 1200 डिग्री सेल्सियस के बीच होता है। यह उत्पाद एक छोटा धातु कण है जिसमें स्लैग अशुद्धियाँ होती हैं। ब्लूमरी आयरन में स्लैग की मात्रा अधिक होती है, लगभग 10-20 प्रतिशत। यह लोहा सल्फर और फास्फोरस की महत्वपूर्ण अशुद्धियों द्वारा प्रतिष्ठित है।

ब्लास्ट फर्नेस में बाद में रीमेल्टिंग के लिए क्रित्सु लगाएं। विद्युत भट्टियों में इस्पात निर्माण में अलग-अलग प्रौद्योगिकियां इस उत्पाद का उपयोग करती हैं।

कार्बन मध्यवर्ती या कच्चा लोहा

ये उत्पाद सॉलिड फ्यूल रिकवरी तकनीक से तैयार किए गए हैं। उनकी विशेषताओं के अनुसार, वे ब्लास्ट फर्नेस में गलाने वालों के समान हैं। क्या अधिक है, अर्ध-कार्बन या कच्चा लोहा कभी-कभी बहुत कम विदेशी पदार्थ के साथ प्राप्त किया जाता है।

इस्पात प्राप्त करने के लिए इन सामग्रियों के साथ आगे का काम पारंपरिक तरीकों से किया जाता है।