Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - 1960, H. 15 - Tre malmreduktionsprocesser, 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.
ningen, då det mesta av tackjärnets mangan
oxideras under behandlingen. Den mängd slig,
som kan inblandas, beror givetvis på vilken
kolhalt som tackjärnet har, och är vanligen ca
15 % av blandningens vikt.
Processens svåraste och dyraste moment är
uppvärmningen och avkolningen
(reduktionen). Den pulverformiga blandningen leder
värme rätt dåligt, och värmningen tar bl.a.
därför avsevärt längre tid än vad som behövs för
t.ex. vanlig ämnesvärmning vid valsningen.
Den långsamma värmningen medför också en
annan nackdel, nämligen den att man får en
stark temperaturgradient genom lådans
tvärsnitt.
Härigenom värms det yttre partiet upp
fortare, och reaktionen förlöper där vid högre
temperatur än i ämnets centrum. Därför blir
koloxidhalten i avgaserna från de yttre
partierna högre än i avgaserna från centrum.
Eftersom syrehalten (sligmängden) är lika stor
i hela blandningen, blir då kolhalten lägre i
ytterpartierna än i centrum, eftersom
koloxiden tar med sig mera kol på en viss syremängd
än koldioxiden.
För att hindra att alltför stor kolgradient
uppstår måste man därför arbeta med rätt tunna
ämnen, ca 75 mm, vilket är en viss nackdel,
i varje fall för ugnens produktion. Å andra
sidan är det just en av huvudtankarna i
processen, att man ej skall behöva valsa mera än
som behövs för sammanfogning av de
avko-lade tackjärnskornen till solitt stål. Detta
betyder, att man måste ha ett ca 50 mm tjockt
ämne (med volymvikten 4 g/cm3) för att
framställa t.ex. 2 mm plåt.
I den angivna processen framställer man
alltså stål direkt ur tackjärn utan smältning. Man
förlorar då inget järn genom förslaggning, men
ännu viktigare är att inga förluster uppstår
genom att götändarna i större eller mindre
grad måste kasseras som skrot. Ett sådant
högre "götutbyte" betyder mycket för
ekonomin vid stålets bearbetning. Utbytet av färdigt
stål blir i verkligheten ungefär 105 % av
tackjärnet.
Man kan alltså slopa stålverk, gjuthall,
värmegropar och även götvalsverk, eftersom bara
färdigvalsning behövs. En annan viktig
skillnad mot vanligt stål är också, att man inte har
segringar i egentlig mening av t.ex. kol, svavel
och fosfor, eftersom blandningen är
fullkomligt homogen.
Processen kan tänkas helt kontinuerlig genom
att det skyddande plåthöljet framställes av
band, som viks ihop till en låda. Det största
frågetecknet är väl stålets renhet, för det kan
inte undvikas, att en viss oxidrest finns kvar
efter avkolningen, även om man kan komma
ned till syrehalter på mindre än 0,1 %. Även
med den renaste slig får man också en viss
förorening av bergart, som dock inte är så
farlig, då den ligger som ett finfördelat pulver
i stålet och aldrig har varit smält. Det har visat
sig, att pulverstålet har bl.a. utmärkta
pressningsegenskaper.
Reduktion av malm i smälta
Reduktion av malm utförs vid 1 300—1 600°C
i ett smält stål eller tackjärn. Personligen tror
jag att malm i framtiden kommer att
reduceras enligt sådana processer. Därmed är inte
sagt, att malmreduktion i flytande järnbad
hittills är okänd. Tvärtom använder man denna
metod både i masugnsprocessen och i
stålprocesserna. Den förändring man kan tänka sig
är snarare, att man mera medvetet isolerar och
utnyttjar metodens fördelar.
Durrer i Schweiz som många gånger har
dragit upp klara riktlinjer för de metallurgiska
processerna, kallar reduktion i flytande bad
för "Reduktion mit flüssigem Kohlenstoff", som
väl beskriver vad det är fråga om. I dag kan
lämpligen termen smältreduktion användas.
Det som omedelbart slår en som det
viktigaste med smältreduktionsprocesserna är, att
de går mycket hastigt, och det är också
därför, som jag tror att man alltmera medvetet
kommer att ägna sig åt dem. När
reaktionshastigheten sätts i förgrunden i stället för
jämvikten, kommer emellertid också de kinetiska
problemen att bli allt viktigare. Tyvärr finns
här ännu stora luckor i vårt vetande, som
måste fyllas.
Ett sligkorn med en diameter av säg 0,2 mm
kan reduceras (Tekn. T. 1960 s. 249) med
vätgas vid 450°C enligt H-ironprocessen eller med
koloxid vid 600° C enligt Stellings process. För
en 90-procentig reduktion till metalliskt järn
fordras då en reduktionstid av 5—10 h även
vid bästa möjliga betingelser. Om
temperaturen ökas till 1 000° C och reduktionen utförs
i t.ex. Wibergs järnsvampugn, kan man på
samma tid reducera kulsinter, dvs. slig
sam-mansintrad till kulor med 25 mm diameter.
Om man däremot till ett tackjärnsbad sätter
slig, förlöper reaktionen så gott som
momentant på bråkdelar av en sekund.
Reduktionstiden bestäms därför av hur fort det värme,
som den endotermiska reaktionen kräver, kan
tillföras, samt av hur fort reduktionsmedel kan
tillföras och reduktionsprodukterna bortföras
från reaktionsområdet.
Värmetillförseln åstadkommer man i princip
bäst genom att utföra den värmealstrande
förbränningen alldeles intill reaktionsområdet.
Vid Höganäs järnsvampsprocess förbränns
koloxiden från reduktionen och annan
uppvärmningsgas utanför keramiska behållare,
kapslar, inuti vilka reduktion av slig med
koksstybb äger rum. Värmet måste
transporteras genom en minst 25 mm tjock kapselvägg
och genom en dåligt ledande charge.
För pulverstålsprocessen gäller liknande
förhållanden, men i detta fall är väggen 1 mm
tjock plåt och chargen en relativt god
värmeledare, eftersom den består av metallpulver.
För pulverstålsmetoden får man räkna med en
reaktionstid av 4 h, men i Höganäs-processen
måste man använda lika många dygn.
Vid Wiberg-processen är reduktionen inte
värmekrävande, men värmet måste i stället till-
380 TEKNISK TIDSKRIFT 1960 .H. 16
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
