Full resolution (TIFF) - On this page / på denna sida - Häfte 5. Maj 1933 - Bo Kalling: Direkta järnframställningsmetoder
<< 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.
66
TEKNISK TIDSKRIFT
6 MAJ 1933
martinugnen som färskningsugn. En elektrisk
stål-ugnstyp, som synes vara stadd på stark frammarsch
inom järnhanteringen, är den s. k. högfrekvensugnen.
I denna ugnstyp kan järn nedsmältas mera
ekonomiskt än i någon annan elektrisk ugn. Däremot är
högfrekvensugnen åtminstone i sin nuvarande
utformning icke särskilt lämplig för raffineringsprocesser.
Man bör sålunda ha tillgång till ett särskilt rent
utgångsmaterial. Här bör järnsvampen kunna få en
särskilt viktig uppgift att fylla.
Den direkta järnframställningens närmast till
hands liggande uppgift är att fylla detta behov hos
kvalitetsstålverken av ett kolfattigt råmaterial av
känd sammansättning och tillfredsställande analys.
Därifrån till möjligheten att genom direkta processer
i någon större omfattning kunna undantränga
masugnsprocessen är ett långt och ännu så länge
oöverskådligt steg.
Allmänna förutsättningar för direkt järnframställning.
Att framställa järnsvamp är i och för sig icke
någon svårighet. Upphettas järnmalm tillsammans
med kol eller i en ström av koloxidgas till 900-
l 000° reduceras den lätt till järn utan att smältning
inträder, varvid alltså järnsvamp uppstår. Men när
det gäller att få processen genomförbar i teknisk
skala uppstå problem, som vållat metallurgerna
mycket huvudbry.
I första hand gäller det att nedbringa åtgången av
reduktionsmedel och erforderlig energi för
reduktionsprocessens genomförande. Hur förhållandena
kunna ställa sig i detta avseende framgår av
följande reaktionsförlopp, gällande reduktion av FeO
till l kg Fe.
Malmen består visserligen icke av FeO, men den ur
ekonomisk synpunkt mera betydelsefulla delen av
reduktionen utgör stadiet FeO––> Fe.
I. 1,29 kg FeO + 0,22 kg C = l kg Fe + 0,51 kg
CO-855 kgcal (= 0,765 kWh).
II. 1,29 kg FeO +0,11 kg C = l kg Fe + 0,40 kg
C02 -308 kgcal (-0,360 kWh).
III. 1,29 kg FeO + 0,49 kg CO (= o’,22 kg C) = l kg
Fe + 0,78 kg C02 + 41 kgcal (= 0,048 kWh).
Som synes erfordrar reduktionen med fast kol en
relativt stor värmetillförsel, om reduktionen sker
under bildning av koloxid, men energiförbrukningen,
såväl som kolåtgången minskas avsevärt, om istället
kolsyra bildas.
Sker reduktionen med koloxid erfordras icke alls
någon värmetillförsel för själva reduktionsprocessen,
men kolåtgången blir då lika hög som i första
fallet.
Vare sig processen utföres med fast kol som
reduktionsmedel eller med koloxid framstår alltså som
ett önskemål, att en hög kolsyrehalt erhålles i
reaktionsgasen.
Det är emellertid icke möjligt att vid reduktion
av FeO till Fe överföra mer än en mindre del av
reaktionsgasen till kolsyra. Detta framgår av det i
fig. l återgivna jämviktsdiagrammet.
Enligt detta verkar en lägre temperatur gynnsamt
på bildningen av C02. Man kan dock icke med
fördel hålla lägre temperatur än cirka 900°, då
reaktionen vid lägre temperaturer går synnerligen trögt.
Som en övre gräns kan sättas cirka l 000°, enär man
Fig. 1. Jämviktslägen vid reduktion av FeO och Fe364 med
koloxid och vätgas.
måste hålla sig under de temperaturer, då malmen
kan befaras börja mjukna (se nedan).
Inom temperaturintervallet 900°-l 000° kan man
enligt diagrammet påräkna ett förhållande C02 : CO
av högst 30: 70, och då man i praktiken aldrig kan
räkna med att uppnå jämvikt, äro förhållandena
alltså ändå ogynnsammare i verkligheten.
En annan reaktion, som är viktig i detta
sammanhang, är reaktionen C + C02 = 2 CO - 39 000 v. e.
Jämviktsläget för denna reaktion varierar även i
hög grad med temperaturen och så, att halten av CO
stiger med temperaturen på bekostnad av
C02-halten. Som diagrammet visar, är exempelvis vid
900° förhållandet C02: CO icke mera än cirka 3: 97,
under det att vid 800° C02-halten uppgår till cirka
10 %.
Om alltså reduktionen utföres genom upphettning
av en blandning av malm och kol vid 900°, så
förorsakar denna reaktion mellan bildad C02 och kol
en ytterligare sänkning av den C02-halt, som skulle
kunna erhållas, om reduktionen skedde med CO utan
närvaro av fast kol.
Om å andra sidan reduktionen utföres utan
närvaro av fast kol enbart med CO, som i så fall kan
tänkas framställd genom förbränning av kol i en
generator, så kan tydligen endast en obetydlig del
av kolets reduktionsförmåga tillgodogöras för
processen och en mycket hög kolåtgång blir följden.
Däremot behöver i detta fall ingen energi tillföras
processen, då denna reaktion, som nämnts, sker utan
värmeabsorption.
Nu bör likväl beaktas, att olägenheten av att icke
helt kunna överföra reduktionsgasen till kolsyra vid
slutreaktionen FeO->Fe i verkligheten icke äro
fullt så stora, som av det föregående kan synas.
Den bildade reaktionsgasen kan nämligen till stor
del utnyttjas för den förberedande reduktionen av
malmens mera lättreducibla oxider Fe203 eller Fe304
till FeO.
Dessutom bör framhållas, att den koloxidhaltiga
reaktionsgas, som erhålles, ofta kan åtminstone delvis
tillgodogöras processen som bränsle för
uppvärmning av beskickningen och även för utförande av
en del av reduktionsarbetet.
Men även om gasens värmevärde till stor del kan
utnyttjas för processen, kvarstår alltid som ett mer
eller mindre viktigt önskemål, att en hög C02-halt i
reaktionsgasen erhålles. Det finns olika vägar före-
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
