Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - 1960, H. 11 - Grundprinciper för framställning av järnsvamp, av Sven Eketorp
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
Koloxid
V.
JOO
Fig. A.
Jämvikts-diagram för
systemet
Fe-C-O.
Vid båda rullugnsprocesserna riskerar man
alltid att beskickningen skall kladda på
ugnsväggarna, särskilt i slutreduktionszonen, där
man har en stor mängd metalliskt järn och där
koksmängden delvis är förbrukad, även om
överskottskoks används. Lufttillförsel till den
zonen är givetvis riskabel. I den ursprungliga
utformningen av Kallings process användes
därför elektrisk upphettning i
slutreduktionszonen. De reducerande gaserna från denna
leddes i motström mot den ingående sligen eller
malmen, och restgasen förbrändes med luft för
förvärmning av sligen.
Man använde alltså en kombination av
indirekt reduktion med koloxid och direkt
reduktion med kol. Detta infördes skilt från malmen
och de utgående reduktionsgaserna för att
koldioxiden inte skulle reagera med kolet till
koloxid i förreduktionszonen, där Fe203 reduceras
till FeO. Genom att reduktionen delvis är
indirekt kan man teoretiskt komma ned till en
kolförbrukning av 214 kg/tjärn.
Vid en intressant process, på sin tid
uppfunnen av norrmannen Edwin, blandas malm, kol
och bränd kalk som får reagera i en sluten
behållare under 20—30 at övertryck
2 Fe203 + 3 C + 3 CaO = 4 Fe + 3 CaC03
Denna reaktion är exoterm och ger vid angivet
tryck fullständig reduktion till metalliskt järn
utan värmetillförsel utifrån. Kolförbrukningen
för själva reduktionen är här 161 kg/tjärn som
vid Wiberg-processen. Kalken regenereras
genom karbonatets glödgning. Processen tycks
dock ha stupat på rent praktiska svårigheter.
Fig. 5. Wibergs
cirkulations-
princip.
Reduktion med koloxid
Problemet vid reduktion med koloxid är att
utnyttja koloxiden så effektivt som möjligt, dvs.
att uppnå så hög koldioxidhalt i avgaserna som
möjligt. Man är härvid bunden genom
jämviktsförhållandena i systemet Fe-O-C (fig. 4).
Om ren koloxid får reagera med FeO vid
900° C, fordras minst 67 % CO i gasform för att
oxiden skall reduceras till metalliskt järn, enligt
6 FeO + 18 CO = 6Fe + 6C02 + 12 CO;
67 % CO (4)
Om den resulterande gasen med 67 % CO får
reagera med den högre oxiden Fe304 enligt
2 Fe304 + 6 C02 + 12 CO = 6 FeO + 8 COe + 10 CO;
55,5 % CO (5)
får man en gas, som håller 55,5 % CO, och om
den i sin tur får reagera med Fe203, får man
3 FeA + 8 C02 + 10 CO = 2 Fe304 + 9 C02 + 9 CO;
50,0 % CO (6)
och summerar man, får man
3Fe203 + 18C0 = 6Fe + 9C02 + 9C0;
50,0 % CO (7)
Den avgående gasen håller alltså så mycket
som 50 % CO, och den teoretiska
kolförbrukningen blir 643 kg/tjärn. Detta beror tydligen
på att jämviktsläget för reaktion (4)
bestämmer resultatet. Eftersom den syremängd, som
skall avlägsnas vid reduktion från Fe203 till
FeO, endast är en fjärdedel av totala
syremängden, kan man bara få en mycket måttlig
sänkning av den avgående gasens koloxidhalt under
den för (4) nödvändiga.
För nu över 40 år sedan föreslog därför
Martin Wiberg, att om malm reduceras i ett schakt
med koloxid, endast en mindre del av gasen
skulle släppas fram till förreduktionszonen så
att all koloxiden i den kunde förbrukas där.
Resten av gasen skulle cirkulera i systemet och
passera en karburator för omvandling av
koldioxiden enligt C02 + C = 2 CO.
Cirkulationsgasen skulle tas ut på en nivå i ugnen, där
reduktion från Fe,Oa till FeO redan är genomförd
(fig. 5).
För slutreduktionen behövs givetvis lika
många mol CO som när gasen går rakt genom
schaktet, men när gasen efter reduktion av
FeO till Fe består av 6 C02 och 12 CO, tar man
ut tre fjärdedelar av den, dvs. 4,5 C02 + 9 CO,
och för den till en karburator. I denna tillförs
4,5 C, som med C02 bildar 9 CO. Upp genom
schaktet går en fjärdedel av gasen och reagerar
med Fe203 till FeO under bildning av en gas,
som enbart består av C02 (fig. 6).
Den teoretiska kolåtgången är vid denna
process 161 kg/tjärn, den teoretiskt lägsta som
kan erhållas. För att uppnå den får man
givetvis offra energi i karburatorn. Wibergs
reduktionsprincip är nu klassisk, och alla nya
reduktionsmetoder måste prövas med denna
teoretiskt riktiga lösning som mall.
I schaktugnen kan man inte använda slig,
därför att chargen då skulle bli för täppande
och inte släppa igenom gasen, och framför allt
TEKNISK TIDSKRIFT 1960 H. 7 J(f3
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
