{"id":20244,"date":"2021-01-08T06:20:16","date_gmt":"2021-01-08T06:20:16","guid":{"rendered":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/?p=20244"},"modified":"2021-01-08T06:20:34","modified_gmt":"2021-01-08T06:20:34","slug":"whats-the-process-of-iron-smelting","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/it\/qual-e-il-processo-di-fusione-del-ferro\/","title":{"rendered":"Qual \u00e8 il processo di fusione del ferro?"},"content":{"rendered":"

I metodi di fabbricazione del ferro includono principalmente il metodo dell'altoforno, il metodo di riduzione diretta, il metodo di riduzione della fusione, ecc. Il principio \u00e8 che la ghisa ridotta \u00e8 ottenuta dalla reazione fisico-chimica del minerale in un'atmosfera specifica (sostanze riducenti Co, H2, C; temperatura appropriata, ecc. .). Oltre a una piccola parte di ghisa utilizzata per la colata, la stragrande maggioranza viene utilizzata come materia prima per la produzione dell'acciaio.<\/p>

Blast furnace ironmaking is the main method of modern ironmaking and an important link in iron and steel production. Due to good technical and economic indicators, simple process, large production capacity, high labor productivity and low energy consumption, iron produced by blast furnace process accounts for more than 95% of the world’s total iron production.<\/p>

\"\"<\/figure>

Diagramma schematico della siderurgia d'altoforno<\/h2>

L'altoforno \u00e8 simile a un forno cilindrico, la sua parte esterna \u00e8 ricoperta di lamiera d'acciaio e la sua parete interna \u00e8 rivestita di mattoni refrattari. L'intera fornace \u00e8 costruita su una profonda fondazione di cemento.<\/p>

Durante la produzione dell'altoforno, il minerale di ferro, il coke e il flusso di scorie (calcare) vengono caricati dalla parte superiore del forno e l'aria preriscaldata viene soffiata nella tuyere situata nella parte inferiore del forno lungo la circonferenza del forno. Ad alta temperatura, il monossido di carbonio e l'idrogeno generati dalla combustione del carbonio nel coke e l'ossigeno insufflato nell'aria sottraggono ossigeno al minerale di ferro nel processo di lievitazione nella fornace, in modo da ottenere il ferro. Il ferro fuso viene scaricato dal rubinetto.<\/p>

Le impurit\u00e0 non riducenti nel minerale di ferro si combinano con il calcare e altri flussi per formare scorie, che vengono scaricate dal porto delle scorie. Il gas prodotto viene esportato dalla sommit\u00e0 del forno e utilizzato come combustibile di altoforno caldo, forno di riscaldamento, cokeria e caldaia dopo la rimozione della polvere.<\/p>

Materie prime: minerale di ferro, solvente, combustibile<\/h2>

 Minerale di ferro<\/h3>

\u00c8 difficile soddisfare i requisiti della fusione in altoforno in termini di composizione chimica, stato fisico e altri aspetti del minerale estratto naturalmente. Deve essere preparato e trattato mediante frantumazione, vagliatura, arricchimento, bricchettatura e miscelazione per fornire un altoforno di alta qualit\u00e0, composizione uniforme e granulometria.<\/p>

Ci sono quattro tipi di minerale di ferro comunemente usati nell'industria metallurgica.<\/strong><\/p>

Tipi minerali<\/td>Componenti principali<\/td>Contenuto teorico del ferro<\/td>\u81ea\u7136\u542b\u94c1\u91cf<\/strong><\/td><\/tr>
Ematite<\/td>Fe2O3<\/td>70%<\/td>50%~60%<\/strong><\/td><\/tr>
magnetite<\/td>Fe3O4<\/td>72.4%<\/td>40%~70%<\/strong><\/td><\/tr>
limonite<\/td>2Fe2O3\u00b73H2O<\/td>59.8%<\/td>37%~55%<\/strong><\/td><\/tr>
Siderite<\/td>FeCo3<\/td>48.2%<\/td>\u4f4e<\/strong><\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>

solvente<\/h3>

La ganga nel minerale e la cenere nel carburante contengono alcuni composti ad alto punto di fusione (ad esempio, il punto di fusione di SiO2 \u00e8 1625 \u2103 e quello di Al2O3 \u00e8 2050 \u2103). Non possono essere fusi in liquidi alla temperatura di fusione dell'altoforno, quindi non possono essere ben separati dal ferro fuso. Allo stesso tempo, il funzionamento del forno \u00e8 difficile.<\/p>

Lo scopo dell'aggiunta di flusso \u00e8 quello di formare scorie a basso punto di fusione con questi composti ad alto punto di fusione, in modo da liquefare completamente alla temperatura di fusione dell'altoforno e mantenere una notevole fluidit\u00e0, in modo da raggiungere lo scopo di una buona separazione dal metallo e garantire la qualit\u00e0 della ghisa.<\/p>

Secondo le propriet\u00e0 del flusso, pu\u00f2 essere suddiviso in flusso basico e flusso acido. Quale flusso utilizzare dipende dalle propriet\u00e0 della ganga nel minerale e della cenere nel carburante. Poich\u00e9 la maggior parte delle gange nei minerali naturali sono acide e il contenuto di ceneri del coke \u00e8 acido, vengono solitamente utilizzati flussi alcalini, come il calcare. I flussi acidi sono usati raramente.<\/p>

Carburante<\/h3>

Il calore necessario alla fusione dell'altoforno dipende principalmente dalla combustione del combustibile. Allo stesso tempo, il carburante svolge anche il ruolo di agente riducente nel processo di combustione, quindi il carburante \u00e8 una delle principali materie prime per la fusione dell'altoforno. Il combustibile comunemente usato \u00e8 principalmente coke, antracite e semi coke.<\/p>

Processo fisico e chimico: reazione di riduzione ad alta temperatura + reazione di scorificazione<\/p>

Lo scopo della fusione in altoforno \u00e8 ridurre il ferro dal minerale di ferro e rimuovere le impurit\u00e0. Nell'intero processo di fusione, la cosa pi\u00f9 importante \u00e8 la riduzione del ferro e la reazione di scorificazione.<\/p>

Inoltre, \u00e8 accompagnato da una serie di altre complesse reazioni fisiche e chimiche, come l'evaporazione dell'acqua e delle sostanze volatili, la decomposizione del carbonato, la carbonizzazione e la fusione del ferro, la riduzione di altri elementi, ecc., che possono essere realizzate solo a una certa temperatura. Pertanto, il processo di fusione richiede anche la combustione del carburante come condizione necessaria.<\/p>

Combustione di carburante<\/strong><\/h2>

C\uff0bO2\u2192CO2<\/p>

Decomposizione del carico<\/p>

Evaporazione dell'acqua e decomposizione dell'acqua cristallina; eliminazione dei volatili; decomposizione del carbonato.<\/p>

Reazione di riduzione in altoforno<\/h2>

Riduzione del ferro<\/strong><\/strong><\/h3>

In altoforno, il ferro non viene ridotto direttamente da ossido ad alta valenza, ma attraverso un processo di riduzione da ossido ad alta valenza a ossido a bassa valenza, e quindi da ossido a bassa valenza a ferro: Fe2O3 \u2192 Fe3O4 \u2192 FeO \u2192 Fe<\/p>

La riduzione del ferro dipende principalmente dal monossido di carbonio gassoso e dal carbonio solido come agente riducente. La riduzione del monossido di carbonio \u00e8 solitamente chiamata riduzione indiretta e la riduzione del carbonio solido \u00e8 chiamata riduzione diretta.<\/p>

La reazione totale della riduzione indiretta \u00e8 3fe2o3 + 9co \u2192 6fe + 9co2<\/p>

La reazione totale di riduzione diretta \u00e8 3fe2o3 + C \u2192 2fe3o4 + Co<\/p>

Carbonizzazione del ferro<\/strong><\/strong><\/h3>

Il ferro ridotto dal minerale \u00e8 spugnoso solido e il suo contenuto di carbonio \u00e8 molto basso, solitamente inferiore a 1%. Poich\u00e9 il co si decompone a una temperatura pi\u00f9 bassa e il C decomposto ha una forte attivit\u00e0, quando entra in contatto con il ferro, \u00e8 facile formare una lega di ferro e carbonio.<\/p>

Pertanto, la spugna di ferro solida inizia a carburare a una temperatura pi\u00f9 bassa (400 \u2103 ~ 600 \u2103). La reazione chimica \u00e8 la seguente: 2CO + 3Fe \u2192 Fe3C + CO2 o 3Fe (liquido) + C (solido) \u2192 Fe3C<\/p>

Processo di scorificazione<\/strong><\/strong><\/h3>

La scoria \u00e8 un processo in cui la ganga nel minerale e la cenere nel carburante vengono combinate con il flusso e rimosse dall'altoforno. Ci sono due tipi di formazione di scorie nell'altoforno<\/p>

Quando si fonde con il normale minerale acido, il flusso viene caricato nell'altoforno sotto forma di calcare e il Cao nel flusso non pu\u00f2 essere a stretto contatto con gli ossidi acidi nel minerale. pertanto, la scoria inizialmente formata \u00e8 principalmente fe2sio4 formata da SiO2, Al2O3 e una parte di FeO ridotto. A causa dell'esistenza di FeO nelle scorie, il punto di fusione delle scorie \u00e8 ridotto e le scorie hanno una buona fluidit\u00e0. Nel processo di caduta (che \u00e8 anche il processo di innalzamento della temperatura), il FeO contenuto nella scoria si riduce e si perde gradualmente, mentre il contenuto di Cao aumenta, e infine la scoria finale defluisce nel focolare.<\/p>

Quando si fonde con il minerale autofondente, poich\u00e9 il minerale contiene pi\u00f9 Cao e pu\u00f2 essere in buon contatto con SiO2 acido, il Cao partecipa immediatamente alla reazione di scorificazione all'inizio della fusione, specialmente quando si fonde con la sinterizzazione autoflussante, Cao forma scorie con SiO2, Al2O3, ecc. gi\u00e0 nel processo di sinterizzazione, quindi il contenuto di CaO nelle scorie primarie di questo tipo di minerale \u00e8 maggiore. Anche la composizione delle scorie cambia poco nel processo di riduzione delle scorie.<\/p>

Prodotti d'altoforno<\/strong><\/strong><\/h2>

I principali prodotti della fusione dell'altoforno sono ghisa e ferroleghe, mentre i sottoprodotti sono scorie, gas e polvere di forno.<\/p>

ghisa<\/strong><\/strong><\/h3>

La ghisa \u00e8 una lega di ferro e carbonio con pi\u00f9 di carbonio 2%, che contiene anche Si, Mn, s, P e altre impurit\u00e0.<\/p>

La ghisa pu\u00f2 essere suddivisa in due categorie in base al suo utilizzo e composizione. Uno \u00e8 la ghisa per la produzione dell'acciaio: il carbonio nella ghisa esiste sotto forma di composto e la sua sezione trasversale \u00e8 bianco argento, noto anche come ferro bianco; l'altro \u00e8 la ghisa: viene utilizzata direttamente per realizzare parti di macchine.<\/p>

ferrolega<\/strong><\/strong><\/h3>

Il ferro e qualsiasi tipo di lega metallica o non metallica sono chiamati ferroleghe (alcuni sono anche chiamati ghisa leghe). Esistono molti tipi di ferroleghe, come ferrosilicio, ferromanganese, ferrocromo, ferromolibdeno, ferrotungsteno, ecc.<\/p>

Scorie, gas e polvere<\/strong><\/strong><\/h3>

Scorie, gas e polvere sono sottoprodotti dell'altoforno. Prima venivano scartati come rifiuti, ma ora sono ampiamente utilizzati nei materiali da costruzione.<\/p><\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Ironmaking methods mainly include blast furnace method, direct reduction method, smelting reduction method, etc. the principle is that the reduced pig iron is obtained by physicochemical reaction of ore in a specific atmosphere (reducing substances Co, H2, C; appropriate temperature, etc.). In addition to a small part of pig iron used for casting, the vast…<\/p>","protected":false},"author":2,"featured_media":20246,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_jetpack_memberships_contains_paid_content":false,"footnotes":""},"categories":[79],"tags":[],"class_list":["post-20244","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-materials-weekly"],"jetpack_featured_media_url":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/wp-content\/uploads\/2021\/01\/\u56fe\u72471.png","jetpack_sharing_enabled":true,"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/20244","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=20244"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/20244\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/media\/20246"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=20244"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=20244"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=20244"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}