Восстановление железной окалины до металла

На поверхности изделий, получаемых путем горячей прокатки, присутствует железная окалина. Ее возникновение обусловлено особенностями данного производственного процесса. Окалина значительно сокращает коррозионную стойкость материала и усложняет последующую обработку, поэтому необходимо полное ее удаление.

Восстановление железной окалины до металла

Процесс образования

Рассматриваемое покрытие представлено продуктом окисления металла. Его формирование связано с высокими температурами и происходит при обработке металла температурой либо давлением. Прокат в любом случае покрыт окисным слоем.

Он образуется на открытом воздухе в сухих условиях в виде пленок. Изначально они невидимы даже под микроскопом. Под термическим воздействием толщина окисного слоя возрастает до видимых размеров.

Железной окалиной называют толстое покрытие, формирующееся при термическом воздействии в условиях открытого воздуха.

Состав формирующих его окисных соединений и структура определяется многими факторами: маркой стали, температурой, условиями среды, режимом термообработки, наличием и количеством окислителей.

Они представлены гематитом, магнетитом, вюститом. Первые два оксида железа характеризуются большой плотностью и соединены промежуточной структурой. Вюстит наоборот представлен пористым соединением. От названных выше оксидов он отличается большей диффузинной проницаемостью. Вюстит имеет с ними непрочную связь.

Восстановление железной окалины до металла

Структура железной оксидной пленки определяется окружающими условиями и температурой. Так, в кислородосодержащей среде при нагреве более 570 °C и быстром охлаждении формируется трехслойное покрытие.

Внешний слой представлен гематитом, следующий – магнетитом и внутренний – вюститом. Как было отмечено, первые два имеют кристаллическую структуру и прочно взаимосвязаны. Внутренний слой пористой структуры непрочно контактирует с ними.

Это обуславливает малое электросопротивление железной оксидной пленки и легкое ее отслаивание.

Для образования трехслойной окалины на металле необходимо соблюдение трех названных условий: высокой концентрации кислорода, температуры в 570 °C, быстрого ее снижения. Иначе формируется двух- или однослойная железная окалина.

Так, при меньшем нагреве слой вюстита получается тонким. В случае формирования железной окалины при высокой концентрации пара либо окислов углерода при малом количестве кислорода и температурах более 1000 °C гематит восстанавливается, вследствие чего отсутствует в составе. Таким образом, соотношение слоев напрямую определяется температурой.

Так, при 700 °C толщина вюстита составляет 100 мкм, в то время как для магнетита и гематита – 10 и 1 мкм соответственно. Другими словами, состав железной окалины в значительной степени зависит от температуры. Так, при 700-900 °C она представлена почти на 90% вюститом, примерно на 10% магнетитом и менее чем на 1% гематитом.

При большем нагреве и избытке кислорода происходит замещение вюстита гематитом.

В любом случае формирование слоев железной окалины происходит последовательно в соответствии с их расположением. При охлаждении вюстит утрачивает устойчивость и распадается до железа и гематита.

Ввиду этого пленка обретает гематит-магнетитовый состав. При восстановлении гематит и магнетит переходят в железо и воду. Следовательно, в результате получается прокатная окалина, состоящая из железа.

Восстановление железной окалины до металла

Выше приведены основные закономерности и факторы возникновения железной окалины. В промышленных условиях процесс ее образования весьма сложен и может происходить неоднократно.

Методы удаления

Удаление окалины осуществляют тремя способами. Механический метод включает следующие варианты: пропускание материала через ряд роликов, обработку дробью и прочими абразивными материалами. Первая технология основана на деформации металла скручиванием, изгибом, растяжением. Такой способ позволяет убрать большую часть окалины.

Его считают черновой обработкой, и после очищают материал дополнительно. Во втором случае осуществляют механическое воздействие на железную окалину металлической дробью, песком и прочими абразивными материалами.

Наконец, существуют механизированные технологии, связанные с применением микрорезцовых инструментов, проволочных щеток, наждачных лент и т. д.

Химические методы подразумевают обработку деталей в кислотах, солях, щелочах, называемую травлением. При этом большое значение имеет растворимость составляющих железную окалину соединений в кислотах. Так, вюстит легко подвержен ему, в отличие от магнетита. Гематит считают нерастворимым. Травление дифференцируют на химическое и электрохимическое. Далее рассмотрены некоторые варианты.

Травление серной кислотой связано с образованием водорода и проникновением его в металл, что ведет к водородной хрупкости, снижающей механические параметры и затрудняющей последующую обработку материала.

Поэтому с целью сокращения наводораживания приходится долго выдерживать металл по завершении травления либо нагревать при сушке. К тому же во избежание разрушения металла кислотой после растворения железной окалины используют ингибиторы.

Нужно отметить, что в нагретом растворе сталь разрушается быстрее.

Травление соляной кислотой идет по тем же закономерностям. Однако, в отличие от серной, для этого не требуется нагрев. Напротив, при температуре более 40°C выделяются хлороводородные соединения. В процессе травления формируются хлористые соли железа. В целом обработка соляной кислотой, в сравнении с серной, обеспечивает лучшую очистку при меньшем наводораживании стали.

Восстановление железной окалины до металлаВосстановление железной окалины до металла

Электрохимический способ существенно повышает скорость очистки металла от окалины и сокращает водородную хрупкость, а также расход раствора. Его дифференцируют на анодный, катодный и смешанный варианты.

Выбор способа очистки определяется многими факторами, среди которых состав изделия, целевые параметры, последующая обработка и т. д.

Как из железной окалины получить железо — Мастерок

Смесь оксидов железа, образовывающаяся при взаимодействии кислорода с раскалённым металлом, имеет обобщённое название — железная окалина.

Она состоит из Fe3O4, FeO и Fe2O3 (магнетита, вьюстита и гематита соответственно) и представлена двумя легкоотделяемыми друг от друга слоями.

При их суммарной толщине до 40 нм окалина невидима невооружённому взгляду, свыше 40 и до 500 нм — выдаёт себя цветами побежалости (радужным отливом). Постоянный же окрас появляется, если слой железной окалины на металле превышает 500 нм.

Состав

Наружный слой оксида железа — гематит. Он обладает большой твёрдостью (1030 ед. по шкале Виккерса), абразивностью и очень плохо растворяется в кислотах.

Под ним в условиях частичной нехватки кислорода формируется более мягкий и почти нерастворимый в кислотах магнетит.

Ближе всего к металлу находится рыхлый и мягкий вьюстит, который легко поддается устранению механическим путём или кислотным травлением.

Толщина каждого из трёх слоёв зависит от температуры обработки стали. Так, при превышении порога в 570 °C образуется чётко выраженная трёхслойная структура окалины. Дальнейшее повышение температуры ведёт к увеличению толщины вьюстита. Если же сталь обрабатывается при температурах ниже 570 °C, то в составе окалины преобладают магнетит и гематит.

По цвету железной окалины можно определить температуру обработки стали. Так, при температуре в 700–750 °C в составе окалины больше гематита, из-за чего она приобретает рыжевато-красный оттенок. Образовавшийся при высокотемпературном (900–1000 °C) прокате слой оксидов из-за более высокого процента вьюстита становится чёрным.

Особенности

Твёрдость окалины сочетается с её хрупкостью, из-за чего вкрапления оксида внутри структуры металла резко понижают его эксплуатационные характеристики.

По этой же причине железная окалина не может быть использована в качестве защитного покрытия, хоть она и не взаимодействует с кислородом.

Более того, в месте скола оксидов наблюдается усиленное окисление стали, что происходит из-за разности потенциалов окалины и стали. По этой причине её удаляют с готового проката.

Удаление окалины

Слой оксидов железа с прокатной стали удаляют со стальной заготовки несколькими способами.

  • механическая;
  • химическая;
  • электрохимическая.

Возможно также сочетание вариантов.

Механическое воздействие на прокат сводится к пропуску проволоки или листа с окалиной через ряд роликов. При этом достигается частое изгибание заготовки, под воздействием которого железная окалина рассыпается на отдельные чешуйки и осыпается с металла. Для финишной очистки могут быть использованы абразивы, наждачные ленты, щётки из проволоки.

Достоинством этой технологии является сравнительная дешевизна и экологичность. Но поскольку отказ от смазки при такой обработке нецелесообразен, это приводит к замасливанию железной окалины, что затрудняет дальнейшую её переработку.

Читать также:  Насадка на двигатель от стиральной машины

Химический и электрохимический способы очистки стали называют травлением. Для этих целей используются серная и соляная кислоты, реже — фосфорная, азотная, плавиковая или их смесь.

Главными недостатками такого способа является одноразовое использование травильных растворов (не восстанавливаются) и низкий спрос на побочный продукт преобразования окалины — железный купорос.

По этой причине травление применяется довольно редко, и ему обычно предшествует механическая очистка проката от окалины.

Читайте также:  Краска высокотемпературная для металла по ржавчине

Применение окалины

Опытными кузнецами давно было примечено повышение сопротивляемости металла коррозии при формировании на нём тонкого слоя окалины. Сейчас же воронение оружейной стали используется лишь в качестве декоративной отделки. Её цвет зависит от способа обработки (кислота, щёлочь, температура) и толщины оксидной плёнки, составляющей от 1 до 10 мкм.

Прокатная окалина, удельный вес которой достигает 3% от общего веса готовых изделий, является ценным сырьём для металлургического производства за счёт высокого содержания (до 75%) в ней железа. Основное направление её переработки — очистка от примесей и восстановление, после которого она превращается в низкоуглеродистую сталь.

Некоторые составы окалины успешно применяются в качестве красящих пигментов и активно используются в строительстве. Также из окалины производится железный порошок, применяемый в металлургии, при изготовлении самонагревающихся смесей и даже в пищевой промышленности.

Химический состав этого отхода металлургической промышленности стандартизирован. Её стоимость может колебаться в зависимости от преобладания определённых видов окислов и количества примесей. Усреднённая цена на начало 2019 года составляла 50 американских долларов за тонну железной окалины.

В свободном состоянии железо – серебристо-белый металл с сероватым оттенком. Чистое железо пластично, обладает ферромагнитными свойствами. На практике обычно используются сплавы железа – чугуны и стали.

Fe – самый главный и самый распространенный элемент из девяти d-металлов побочной подгруппы VIII группы. Вместе с кобальтом и никелем образует «семейство железа».

При образовании соединений с другими элементами чаще использует 2 или 3 электрона (В = II, III ).

Железо, как и почти все d-элементы VIII группы, не проявляет высшую валентность, равную номеру группы. Его максимальная валентность достигает VI и проявляется крайне редко.

  • Наиболее характерны соединения, в которых атомы Fe находятся в степенях окисления +2 и +3.
  • Железо – химический элемент
  • 1. Положение железа в периодической таблице химических элементов и строение его атома
  • Железо – это d- элемент VIII группы; порядковый номер – 26; атомная масса Ar ( Fe ) = 56; состав атома: 26-протонов; 30 – нейтронов; 26 – электронов.
  • Схема строения атома:

Утилизация и применение окалины в металлургии

  • Содержание
  • Список использованной литературы  
  • Введение

 

В производстве металлургических предприятий образуется большое количество окалины, которая находит ограниченное применение и сбрасывается в шламонакопители. Шламонакопители крупнейших заводов содержат сотни тысяч тонн замасленной окалины. Реализация имеющихся резервов вторичного сырья позволят сохранить многие ценные материалы и сэкономить значительное количество энергии.

         В данной работе отображены 
достоинства и недостатки существующей 
технологии удаления и утилизации 
окалины.    
      
      
      
      
      
    

1.Общие 
сведения об окалине.

  

     Окалина представляет собой продукт окисления железа. Согласно исследованиям, в окалине содержится от 55 до 80% FeO и от 20 до 50% Fe2O3, что соответствует содержанию 66-69% чистого железа в окалине.

В сталях, легированных хромом, окалина содержит до 1% Cr2О3, а в сталях, легированных небольшим количеством никеля, окалина содержит от нескольких сотых до нескольких десятых процента NiO.

Соотношение между количествами этих окислов в окалине может быть различно в зависимости от условий, при которых происходит окисление металла (рис.1). 
  

     Рис.1 Прессованная окалина  
  

     Окисление стали происходит при двух одновременно протекающих процессах: диффузии кислорода 
от поверхности к внутренним слоям 
металла и встречной диффузии металла через слой окалины на ее наружную поверхность.

     В нагреваемой стали, железо интенсивно растворяется в окалине и диффундирует наружу. Скорость диффузии железа обычно превышает скорость диффузии кислорода, поэтому между окалиной и металлом нет сплошного контакта, а в слое окалины, прилегающем к металлу и состоящем из FeO, образуются поры.

     Наличие окалины на поверхности прокатываемого материала имеет негативное влияние, которое проявляется в следующих 
фактах.

Наличие окалины на заготовке 
при недостаточно эффективном ее удалении ведет к ее развальцовке и получению после прокатки проката с поверхностными дефектами, что снижает качество (сорт и внешний вид) поверхности конечного изделия.

А ее удаление вызывает значительные дополнительные затраты труда и повышает себестоимость продукции. Окалина во внутренней структуре готового проката, снижает его механические свойства.

Вторичная окалина обладает значительно большей твердостью и прочностью, чем материал прокатных валков, что приводит к их абразивному изнашиванию и снижению долговечности прокатного оборудования. Кроме того, наличие развальцованной на поверхности проката окалины ухудшает условия для последующих технологических операций, таких как лакировка, оцинковка или др. покрытие.

     Возникновение окалины на поверхности прокатываемого материала (заготовок, полуфабрикатов, готового проката) происходит в течение всего производственного процесса. По месту образования в технологическом процессе различают первичную и вторичную окалину. Первичная (или печная) окалина возникает на поверхности заготовки при ее нагреве в печи.

Характер и количество образуемой окалины зависит от типа печной атмосферы, температуры и длительности нагрева заготовки. Вторичная окалина возникает при задержках между технологическими операциями. Ее характер и количество зависит от качества материала, температуры и длительности задержки между технологическими операциями.

Следует отметить, что особенно вредна первичная окалина, полученная при нагревании заготовок в окислительной атмосфере.

     При нагреве металла необходимо стремиться к тому, чтобы первичная окалина как можно меньше прилипала к основному металлу для обеспечения наиболее легкого ее удаления с металла, что достигается соответствующими режимами нагрева.

     Окалина углеродистой стали держится на поверхности 
непрочно, и лучше всего очищается 
при нагреве в окислительной атмосфере с содержанием кислорода 5-10%. Она легко отделяется при ударах, которые получают слитки при выдаче их из колодцев или печей и при укладке на рольганги.

     Гораздо сложнее удалить окалину с 
малоуглеродистых легированных сталей, на поверхности которых она наиболее прочна.

     На 
рисунке 2 изображено строение слоев окалины. Как видно из этого рисунка, наиболее прочно связан с металлической поверхностью третий слой из так называемой липкой окалины. 

                                                 Рис.2 Cтроение слоев окалины 

     При работе печей в окислительном 
режиме образуется толстая и сухая 
окалина, которая легко удаляется 
с поверхности при охлаждении слоя струей воды за счет различной 
усадки окалины и основного металла.

На высоколегированных и низкоуглеродистых сталях возникает тонкая и прочная клейкая окалина, при которой не действует эффект неодинаковой усадки. Такая окалина удаляется путем ее дробления и последующего смыва.

     Если 
первые два слоя окалины (равно как 
и окалина с обычной углеродистой стали) удаляется с заготовки при воздействии на нее энергии 17 кДж/м2, то липкая окалина удаляется при значении этой энергии в 42 кДж/м2. Это согласуется с мнением авторов о том, что для удаления окалины легированной стали, требуется большая сила удара, чем для окалины углеродистой стали.

     Таким, образом, для более эффективного удаления окалины следует учитывать 
ее различия и соответственно, при 
нагреве заготовок следует стремиться к получению более толстого слоя окалины, который легче отделить, а вторичную окалину необходимо удалять в тот момент, когда она минимально прилипает к металлу в измельченном состоянии.

     Существуют 
различные способы удаления первичной 
и вторичной окалины: механическое, абразивное, гидравлическое, гидроабразивное. Наиболее эффективным способом удаления окалины — является гидравлический.  

     В современных металлургических технологиях 
окалину чаще всего применяют 
для корректировки химического 
состава стали (в конвертерном производстве и при переработки лома). В конвертерном процессе окалина добавляется для удаления из чугуна углерода. В отличие от обычной продувки кислородом и добавлении железной руды, при вводе окалины отсутствует угар железа и увеличения объема шлака.

     При переработке окалины её направляют на два процесса: твердо- и жидкофазное восстановление. Т.К. любая окалина содержит пылевидную составляющую, то её ввод в металлургические агрегаты возможно только в виде брикетов.

При этом если речь идет о конвертерной и мартеновской плавки, то плотность брикета должна быть больше плотности шлака равной 4.2г/см2.

В противном случае брикеты находятся на поверхности расплава и не вступают в реакцию с углеродным расплавом.

     Твердофазное 
восстановление окалины проводится либо в доменных или в трубчатых 
печах. Температура такого восстановления меньше температуры плавления металла, поэтому восстановление из оксидов осуществляется в твердом состоянии. Доменный процесс считается менее эффективным.

Так как после восстановления происходит науглероживание железа. Доменный процесс редко применяют по причине высоких требований к прочности брикета. Масса материалов в шахте печи велика и создает большие давления на брикеты. Если прочность брикетов мала, то они разрушаются и нарушают газопроницаемость доменной печи.

Читайте также:  Месторождение цветных металлов размещаются где

Это приводит к разрушению корпуса печи из-за высокого давления газа. При твердофазном  восстановлении в трубчатых печах брикеты подаются в верхней части наклонной печи  и перемещаются в ней при вращении. С заданной стороны печи устанавливается газовая горелка.

В качестве плазмообразующего используется природный газ с кислородом. При высоких температурах образуются газы восстановители железа (СО и Н2).Требования к прочности брикетов определяются нагрузками при перекатывании брикетов по корпусу печи.

При малой прочности образуется много окалиной пыли, которая вместе с газами выносится из печи. Повторное использование этой пыли затруднено из-за высокой влажности. 

     Проблемы:
     

     Утилизация 
окалины вызывает большие трудности, особенно мелкой (крупность частиц до 100 мкм), содержащей до 20-30 % масел. Основные пути ее переработки – химическое и термическое обезжиривание, однако, эти процессы являются дорогостоящими.        

   2. Обзор промышленно 
пригодных способов 
переработки окалины.

 

     Одним из видов ценного вторичного сырья 
являются отходы металлообработки: металлическая стружка, обрези заготовок.

     На многих заводах при термической обработке металлов образуется большое количество окалины, которая осаждается в масле после закалки.

      
Для рационального использования 
в качестве шихтового материала 
стружку необходимо прессовать в брикеты и пакеты максимальной плотности. Использование брикетов или пакетов способствует повышению его металлургической ценности, сокращает трудоемкость погрузочно-разгрузочных работ.

Идея технологии брикетирования заключается в получении максимально возможной плотности брикетов или пакетов за счет качественной подготовки исходного сырья и окускованию при минимальных энергетических затратах.

При этом качественная подготовка исходного сырья должна обеспечить максимальную плотность брикетов или пакетов при использовании серийного прессового оборудования. 

     Замасленную окалину трудно подготовить к 
утилизации из-за повышенного содержания в ней масел, а в прокатных 
цехах металлургических предприятий 
образуются большие количества замасленной окалины, которая находит ограниченное применение и сбрасывается в шламонакопители.  

     Проблема 
утилизации замасленной окалины 
в настоящее время решается в 
основном в одном направлении 
— обезмасливание ее с получением чистой, обезжиренной, легко утилизируемой окалины. Однако и химическое и термическое обезмасливание — дорогостоящие процессы, создающие дополнительные экологические осложнения.

     Брикетирование 
в черной металлургии — это наиболее ранний способ окускования, который широко применяется для этой цели во второй половине 19 столетия. В начале 20 столетия брикетирование было вытеснено агломерацией по причинам:

    • неэкономичность окускования брикетированием при помощи маломощных прессов с низкой производительностью, в то время как в агломерации были созданы машины с производительностью 2000 т. и более агломерата в сутки;
    • возможность при агломерации удалить вредные примеси (S, As, Zn, и др);
    • получать агломерат в офлюсованном виде.

     И в настоящее время производство металлургических брикетов в России не получило развитие в широких производственных масштабах по тем же самым причинам, хотя с точки зрения технологии и экономики производства оно имеет ряд преимуществ:

    • брикеты имеют одинаковую правильную форму и вес, в данном объеме содержат больше металла, они обладают более высокой прочностью и лучшей транспортабельностью;
    • обладают более высоким удельным весом;
    • количество оборотного продукта на агломерационной фабрике составляет около 20-25%, а иногда и выше от общего потока шихты, в то время как на брикетной фабрике- не более 2%;
    • весь кислород в брикете остается активным, в агломерате же он находится в связанном состоянии ( в виде силикатов), первое особенно важно для доменного производства;
    • экологическая безопасность брикетов (безотходность, отсутствие высоких температур при изготовлении);
    • возможность применения в брикете в любом соотношении углеродосодержащего наполнителя для активизации процессов в металлургической печи (карбюризатор, восстановитель, энергоноситель);
    • возможность использования всех видов тонкодисперсных железофлюсолигироуглеродосодержащих отходов металлургического передела.

     Надо 
учесть, что попытки использовать брикетирование в металлургии для 
подготовки неметаллической шихты 
не прекращались никогда.

Особенно полно 
брикетирование как метод окускования отвечает требованиям утилизации мелких отходов металлургических заводов: сравнительно небольшое воспроизводство, непостоянство физико-химических свойств.

Металлургическими предприятиями Франции ежегодно перерабатывается в брикеты до 4 млн.т. железосодержащих шламов и уловленной в газоочистках пыли.

В черной металлургии США и стран Западной Европы уже давно наряду с железосодержащими материалами брикетируются другие мелкие отходы: известковая пыль, отходы ферросплавного производства, некондиционная мелочь плавикового шпата и прочие весьма ценные материалы. На их основе получают шихтовые брикеты и флюсы для металлургического производства.

     К основным причинам недостаточного использования брикетирования следует отнести следующие:

    • неправильный выбор места и объема утилизации отходов;
    • упрощенный подход к решению проблемы;
    • использование неэффективных способов (технологий) брикетирования.

А) Технология восстановления оксидов железа водородом

Метод восстановления.

Основное сырьё — прокатная окалина, состоящая из Fe3O4 с небольшим количеством Fe2O3 (Fe общ = 72%). Применяют также высокообогащенные концентраты природных окисленных железных руд (71% Fe) В окалине присутствуют нежелательные примеси — MnO (0,4%), SiO2 (0,2-0,3 %) и др.

  • Перспективны отработанные сернокислые травильные растворы: сначала выделяют осадок FeSO4×7H2O , затем сушат и разлагают в окислительной среде при Т=600-800 °С , получая чистый оксид железа:
  • 2 Fe SO4 ® Fe2O3 + SO2 + SO3
  • Восстановление в кипящем слое «Н-iron» процесс.

Исходным сырьем является железорудный концентрат с исходным содержанием Fe (общее) 67%. Концентрат измельчают, проводят магнитную сепарацию и получают концентрат с 99,7% Fe3О4 (что составляет Fe>72 %) .

Его нагревают до 480°С во вращающейся печи, а затем водородом при Р=3,5 МПа транспортируют в реактор, который цилиндрической формы, с высотой 29 м, Ø=1,7 м.

При температуре 540 ºС происходит восстановление на трех горизонтальных решетках, давление подаваемого Н2=2,8 МПа. Порошок пересыпается с одной решетки на другую и находится во взвешенном состоянии.

Восстановленный порошок выдается в разгрузочный шлюз, откуда азотом подается на дальнейшую переработку. Он пирофорен, т.к. восстанавливается при низких температурах, поэтому затем нагревается до 800 °С в защитной среде и теряет пирофорность.

Восстановление в стационарном слое производится в перемещающихся поддонах в проходных муфельных или трубчатых печах с внешним обогревом.

Оксидосодержащее сырье насыпают тонким слоем в лодочки или поддоны, которые непрерывно подают в горячую зону печи. Водород подают со стороны холодильника печи, и принцип противотока обеспечивает наиболее полное восстановление. Температура восстановления 700-1000ºС. Время восстановления от 30 минут до 5-и часов.

Недостаток: низкая производительность (90 кг в час); ускорение процесса за счет увеличения Т невозможно, т.к. железо спекается в брикет, трудно измельчаемый в порошок..

Восстановление во вращающейся печи . Сырьё подается во вращающиеся трубы, перемещается навстречу восстановителю, в отдельные моменты находясь во взвешенном состоянии, что интенсифицирует восстановление. Оптимальная температура 1000 ±25°С, ниже – замедление процесса, выше – потеря стойкости барабана.

Технология «Р-iron» процесс

Проводят в непрерывно действующей конвейерной печи при 980 °С. Слой окалины толщиной 20-40 мм перемещается через печь на ленте роликового транспортера; ширина ленты 600 мм. Время восстановления около 5 часов при производительности 90 кг/час.

Толщина слоя окалины может быть увеличена до 160 мм, а температура печи до 1040 °С, если между бункером подачи окалины и началом печного пространства поместить электромагнитную систему.

Под действием электромагнитных сил происходит разрыхление восстанавливаемого материала (флокс – процесс).

Восстановление во вращающейся печи. Сырьё подается во вращающиеся трубы, перемещается навстречу восстановителю, в отдельные моменты находясь во взвешенном состоянии, что интенсифицирует восстановление. Оптимальная температура 1000 ±25°С, ниже – замедление процесса, выше – потеря стойкости барабана.

ПОИСК

[c.42]

    В соляной кислоте растворили 4,04 г смеси железа и железной окалины. Затем аммиаком осадили гидроксид железа (II), который кислородом воздуха окисляется до гидроксида железа (III). Осадок отфильтровали и прокалили, в результате чего образовалось 4,4 г оксида железа (III). Определить состав взятой смеси. [c.47]

    Составьте уравнение реакции, происходящей при пропускании аммиака через раскаленную железную окалину. [c.86]

    Смесь эквивалентных количеств порошка алюминия и оксида железа (П, П1) (железной окалины) называется термитом. Реакция горения термита протекает по уравнению [c.253]

    Реакция открыта в 1859 г. русским химиком Н. Н. Бекетовым. При этой реакции выделяется большое количество теплоты. А. применяется для получения хрома, ванадия, марганца, вольфрама и других металлов и сплавов. Термит (смесь порошка алюминия с железной окалиной) используют при сварке рельсов, стальных труб, металлических конструкций. [c.14]

    Смесь порошка алюминия и железной окалины называется термитом. [c.307]

Читайте также:  Оборудование для порошкового напыления металлов

    Сплошные и устойчивые оксидные слои образуются при а = = 1,2—1,6, но при больших значениях ч пленки получаются несплошные, легко отделяющиеся от поверхности металла (железная окалина) в результате возникающих внутренних напряжений. [c.508]

    NiO(OH) разлагается при 140 °С, давая NiO. При нагревании на воздухе железных и стальных изделий образуется оксид Рез04 — железная окалина . Черные Рез04 и С03О4 — полупроводники, [c.567]

    Алю/мииий используется в металлургии как восстановитель других металлов. Алюминотермический метод (см. гл. XIX, 9) широко используется для получения тугоплавких металлов —ванадия, хрома, марганца и др.

Для этой цели применяется грубозернистый алюминиевый порошок. Алюминотермический метод используется также для сваривания металлических деталей. Для этого смесь порошкообразных алюминия и железной окалины (Ре )04), называемую термитом, поджигают с помощью запала.

При этом происходит реакция [c.259]

    В состав золы может входить железная окалина (окись железа), образующаяся при коррозии металлической аппаратуры соли, которые поступают с водой, применяемой для охлаждения сажи в процессе производства, и мелкие кремнистые вещества из окружающего воздуха и сырья. [c.237]

    Нами были проведены лабораторные исследования влияния мехпримесей и нефтяных эмульсий на проницаемость. Эксперименты проводились на естественном керновом образце, проницаемость которого по воздуху составила 0,134 мкм, по жидкости — 0,094 мкм.

Через керн, моделирующий ПЗП нагнетательной скважины с остаточной нефтенасыщенностью, профильтровано поочередно пять оторочек водонефтяной эмульсии объемом 0,1 порового пространства. Состав эмульсии 50 % АСПО с железной окалиной — 0,5 %. [c.

146]

    Простейший способ снижения скорости коагуляции — удаление из жидкости уже упоминавшихся поливалентных катионов.

Так, ионы железа могут возникнуть в результате гидролиза железной окалины, представительство которой в отложениях является весьма значительным.

Главным образом окалина является продуктом коррозии трубопроводов и другого технологического оборудования. При этом в диспергированном состоянии возможно образование аквакомплексов Ре2(ОН)2 4+. [c.152]

    Тонкоизмельченная смесь алюминия и железной окалины носит название термита (25% Рез04 и 75% А1) и применяется для сварки различных металлических деталей, например рельсов. При поджигании термита происходит следующая реакция  [c.335]

    Данные анализа состава механических примесей в некоторых отложениях, растворимости их в 12 %-й соляной кислоте и состава фильтрата свидетельствуют о том, что в основном механические примеси состоят из привнесенного материала (окатанные кварцевые зерна песчаника, глинистые частицы, железная окалина), что дополнительно доказывает необходимость тщательной отмывки забоя после бурения скважин, вскрытия пласта, тампонажных и ремонтных работ (табл. 5.6). [c.385]

    Значительное коли- 12,77 чество глинистых частиц. Присутствуют окатанные кристаллы кварца и железная окалина [c.387]

    Собранный продукт сорти-руют (просеиванием через сита и разделением по фракциям в токе воздуха) для удаления крупных частиц, затем гранулируют и упаковывают. Железная окалина, попадающая в сажу со стенок аппаратуры, удаляется в магнитном сепараторе. [c.124]

    К двойным оксидам можно также отнести соединения, в которых атомы кислорода непосредственно связаны с атомами одного металла, различающимися окислительным числом, если только эти соединения не являются солями, например железная окалина Fe Fe «04 (FeO- РегОз) или двойной оксид марганца Мп2 Mn i (2МпО-МпОг). [c.12]

    Выполнение работы. Готовят 6 г шихты, тщательно -перемешивая а люминиевую пудру и порошок железной окалины. Требуемые количества компонентов шихты рассчитывают по уравнению первой реакции, алюминиевую пудру берут с 15 %-ным избытком. Следует иметь в виду, что компоненты шихты должны быть сухими. [c.145]

    В каких пределах должно изменяться содержание (в процентах) алюминия в термитных смесях, если в состав железной окалины в ззЕнсимссти от способа ее приготовления входят РсаОз и Feg04 в различном соотношенпн  [c.125]

    При нагревании Ре(0Н)з выделяется красно-коричневый оксид железа(III) РегОз, который весьма стойчив и рязлага ется лишь прн (>1400 С (плавится с разл. при 1562 С), образуя РезО . Оксид ГезО образуется также в виде железной окалины при нагреиании на ноздухе железных и стальных изделий. [c.540]

    При температуре каления железо сгорает, превращаясь в железную окалину Рвз04. При нагревании железо взаимодей- [c.326]

    Смесь эквивалентных количеств порошка алюнииия и оксида железа (И, П1) (железной окалины) называется термитом. Реакция горения термита протекает по уравнению ЗРез04 + 8А1 = 4А120з + 9Ре, А//= —3300 кДж [c.186]

    Тепловой ёффект этой реакции равен сумме тепловых эффектов реакций разложения оксидов железа и образования оксида алюминия. Так как железная окалина является смесью двух оксидов железа РеО и Ре,Оз, то процесс горения термита можно разделить на три процесса  [c.184]

    Свернем из асбеста стаканчик, обвязав его проволокой, поставим на кусок железного листа, а лист на таганок, под который подставим миску с песком (рис. 61).

Насыплем в асбестовый стаканчик смесь порошка алюминия и железной окалины, воткнем в эту смесь магниевую ленточку, зажжем ее. От загоревшегося магния загорится смесь алюминия с железной окалиной, разбрасывая искры — раскаленные и горящие на воздухе капли восстановленного железа.

При реакции развивается такая высокая температура (до 3000°С), что оба продукта реакции, т. е. не только железо, но и окись алюминия, плавятся.

Когда горение смеси достигает железной подставки, железный лист мгновенно проплавляется и расплавленная масса р 1Скаленной струей выливается в песок. После ее затвердевания ударами молотка можно освободить слиток выплавленного железа. [c.144]

    В кислороде железо сгорает, разбрасывая искры — раскаленные капельки железной окалины Рез04, а при накаливании на воздухе окисляется с поверхности, образуя окалину в виде корки, отслаивающейся под ударами молота при ковке.

Искры, вырывающиеся при точке стального инструмента, выбрасывающиеся при разливке чугуна, представляют собой раскаленные частички той же окалины. Во всех этих случаях происходит одна и та же реакция  [c.

154]

    Присутствие окислов на поверхности металлов, пассивных по отношению к агрессивным водным растворам, показано многочисленными исследованиями. По составу и структуре пленки, возникающие на поверхности металлов под действием анодной поляризации или окисления в водных растворах, как правило, очень близки к пленкам, образующимся при химическом окислении в газе.

Так, на железе, запассивированном различными окислителями в кислых и нейтральных растворах, неоднократно обнаруживалось соединение с решеткой, характерной для окислов типа Рез04 или уР гОз, входящих в состав железной окалины. Это сильный аргумент в пользу того, что окисел подобного типа действительно представляет вещество, из которого построена пассивная пленка. [c.

434]

    При закачке сточных вод в пласт вносится значительное количество мехпримесей, окисленных и загущенных нефтепродуктов, в результате чего снижается приемистость скважин и, в конечном счете, коэффициент нефтеизвлечения. Взвешенные частицы оказывают также значительное влияние на реологические свойства нефти.

Анализ дегазированных проб нефти Ромащкинского месторождения показал, что все они являются нелинейно-вязкими жидкостями, что связано с содержанием в них мельчайших частиц глины, кремнезема, кальцита, железной окалины и других примесей, ведущих к образованию нефтяных дисперсий со сложным реологическим поведением. [c.

144]

    Железо горит в кислороде с образованием железной окалины Рез04, содержащей железо в степени окисления +2 и -fЗ. Напишите химическое уравнение этого превращения и составьте для него электронный баланс. [c.150]

    Разрушающее действие на окалину сплавов Ре-Сг-А1 оказывают пары и брызги некоторых металлов — меди, цинка, алюминия, свинца. Недм1устим контакт поверхности нагревателя с поваренной солью, шлаками, эмалями, асбестом и железной окалиной. Недопустимо также изготовлять нагреватели из ржавой проволоки и ленты.

С целью предупреждения преждевременного выхода из строя нагревателей из Ре-Сг-А1 сплавов следует избегать резкого изменения тепловой мощности, особенно в процессе разогрева печи. Для увеличения срока службы рекомендуется как можно реже охлаждать нагреватели высокотемпературных печей ниже 700 — 800°С.

Следует учитъгаать, что нагреватели из сплавов Ре-Сг-А1 имеют длительный срок службы лишь при условии высокой культуры их эксплуатации. [c.121]

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector