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.
skulle man då inte kunna hindra att
järnsvampen sintrade ihop genom järnkornens
klibbning vid varandra och vid schaktväggarna. Om
man däremot sänker temperaturen till 600°C,
kladdar kornen inte, och den processen har
Otto Stelling utnyttjat vid en
gasreduktions-process med koloxid (Tekn. T. 1957 s. 763).
Vid 600°C är jämvikten gynnsammare än vid
1 000°C, eftersom gasen här endast behöver
hålla 55 % CO för reduktion av FeO till Fe
mot 67 % vid 900° C.
Teoretiskt är det dock omöjligt att reducera
med koloxid vid denna temperatur, eftersom
koloxiden sönderfaller till C02 och kol vid
denna temperatur. Stelling har emellertid visat,
att om man har en mycket reaktiv oxid, en
hematit Fe2Os, går det därför att
Boudouard-reaktionen, dvs. koloxidens sönderfall, är så
mycket trögare än reduktionen. Kolutfällningen
måste dock på alla sätt undertryckas. Detta är
ett intressant exempel på att inte endast
jämviktsvärdena utan även reaktionskinetiken
spelar en roll vid de metallurgiska processerna.
Stelling utför sin process i en fluidiserad bädd
och utnyttjar i övrigt Wibergs
cirkulationsprincip. Som produkt erhålls en blandning av
Fe3C och FeO.
Redaktion med koloxid och väte
Det har sagts att man reducerar med koloxid
vid Wiberg-processen, men i verkligheten
används en blandning av koloxid och väte.
Reduktionen med CO är exotermisk, men med
väte är den endotermisk. Därför är det
lämpligt att arbeta med en gasblandning, som är i
termisk balans, dvs. har sådan sammansättning
att värme varken behöver tillföras eller
bortföras vid reduktionen. En sådan blandning
skall teoretiskt hålla 48 % H2; i praktiken
används 35—40 % H2.
Reduktion med väte har för övrigt fördelen
att den går fortare än med koloxid. Detta gäller
dock inte, om man önskar uppnå en fullständig
reduktion, ty då arbetar koloxid snabbare. Vid
reduktion med väte bildas nämligen runt
malmkornen en tät hinna av metalliskt järn, som
minskar reaktionshastigheten.
Vid Wiberg-processen satte man förr till en
viss mängd vatten i karburatorn för att uppnå
önskad vätehalt i reduktionsgasen. På senare
tid har man i stället använt en tillsats av gasol.
Härigenom minskas givetvis koksförbrukningen
samtidigt som karburatorn förbrukar mindre
elenergi.
Vid Wriberg-processen kan man tänka sig att
använda koksugnsgas eller naturgas i stället för
gasol. Det kan då vara av intresse att öka
gasens vätehalt ända till 50 %, vilket är möjligt,
om malmen förvärms till ca 1 000°C. Vid 50 %
H2 borde man kunna driva processen helt utan
koks och elenergi, om gasens koldioxid enligt
ett förslag av Wiberg får reagera med metan i
en upphettad karburator.
CH4 + C02 = 2 CO + 2 H2
Med hjälp av katalysatorer kan man få denna
reaktion att gå tillräckligt fullständigt redan vid
900°C. För många länder är användning av
naturgas vid tillverkning av järnsvamp av
större intresse än den ursprungliga processen,
baserad på koks och elenergi, och en av
anledningarna till intresset för
järnsvampsprocesserna just nu är, att man önskar utnyttja naturgas
för järnframställning.
Även användning av olja vid
Wiberg-processen borde vara av stort intresse på många håll.
Ett sätt är då att förgasa oljan genom partiell
förbränning med syrgas till en mer än 1 400°C
varm gas, bestående av ungefär lika delar
koloxid och väte. Gasen kommer då också att
hålla ca 5 % C02 och en viss mängd sot. Om
man på detta sätt tillför syre till systemet, är
man tvungen att släppa ut en stor mängd gas
för att så att säga "lämna plats" för malmsyret.
Ett sådant system bör därför kompletteras
med kondensering av vattenångan och
absorption av koldioxiden i cirkulationsgasen. Den
på så vis nerkylda och renade
cirkulationsgasen blandas sedan före inträdet i schaktet
med den heta gasen från oljeförgasaren till en
lämplig temperatur. Vid en sådan process
skulle 250 kg olja och 200 m3 syrgas förbrukas
per ton metalliskt järn. Som jämförelse kan
nämnas att 150 kg koks, 60 kg gasol och 1 100
kWh nu förbrukas per ton järn vid
Wiberg-processen.
Man har således många möjligheter att variera
Wiberg-processen både vid val av
reduktionsmedel, uppvärmningssätt och ugnstyp. Vad
man däremot bör hålla fast vid är den tidigare
angivna grundprincipen för reduktionen.
Världens största järnsvampsanläggning finns
inte i Sverige utan i Mexico, där man har ett
verk för 200 t/dygn och just nu bygger ett för
500 t/dygn (Tekn. T. 1959 s. 1021). Man
använder naturgas, som omsätts med vattenånga
i en gaseldad kontaktapparat. Gasen framställs
alltså enligt
CH, + H20 = CO + 3 H„
Den väterika gasen får passera genom en
stillastående behållare, fylld med malm, och gasen
får efter reduktionen och efter utkylning av
TEKNISK TIDSKRIFT 1960 H. 7 J(f3
Fig. 6. Wiberg— [-Söderforsprocessen.-]
{+Söderfors-
processen.+}
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
