بررسی رفتار فازFe3Cدر ذرات آهن اسفنجی تولید شده از سنگ آهن معادن مختلف

بررسی رفتار فازFe3Cدر ذرات آهن اسفنجی تولید شده از سنگ آهن معادن مختلف

چکیده

در حین فرایند احیاء رفتار کربن پذیري ذرات آهن اسفنجی مربوط به سنگ آهن معادن مختلف متفاوت گزارش شده است.

بطوریکه این موضوع به نوع مینرالوژي و ماهیت ساختار کریستالی سنگ معدن ارتباط داده شده است. در این پژوهش به

و ارزیابی مکانیزم تشکیل و رشد این فاز در چند نوع سنگ معدن داخلی و مقایسه آنها با یکدیگر Fe3C شناسایی رفتار فاز

پرداخته شده است. بدین منظور ابتدا بر روي چند نمونه سنگ معدن مختلف عملیات تهیه و ساخت گندله انجام شده است،

سپس براي انجام فرایند احیاء بر روي گندله هاي اکسیدي از روش آزمون بسکت در کوره هاي احیاء میدرکس استفاده شده

و (BET) است. در مراحل بعدي با تهیه نمونه هاي مختلف آهن اسفنجی، آزمون هاي مختلف اندازه گیري سطح ویژه

بر روي آنها صورت گرفته است. سپس با تجزیه و (SEM) مطالعات ریزساختاري با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی

در ذرات آهن اسفنجی ارائه شده است. Fe3C تحلیل نتایج عوامل موثر بر رشد فاز

واژه هاي کلیدي: آهن اسفنجی، کربن، سمانتیت، سنگ آهن، تخلخل.

مقدمه

در دماي 750 تا 900 درجه سانتیگراد و CH و 4 CO ،H در روش احیاء مستقیم در اثر حضور گازهاي احیاء کننده نظیر 2

تماس آن با ذرات اکسید آهن در حالت جامد آهن احیاء شده و به آهن اسفنجی تبدیل می شود. آهن اسفنجی داراي بیش از

کربن بصورت ترکیبی با آهن و ترکیبات گانگ موجود در سنگ آهن ،FeO %90 آهن به صورت فلزي بوده و مابقی آن را

1 تا 2 درصد قرار گیرد. این مقدار / تشکیل می دهند. عمدتاً تلاش بر این است که درصد کربن آهن اسفنجی در محدوده 5

متداول بر مبناي بالانس بین کربن لازم براي احیاي وستیت باقیمانده بدست می آید. کربن مذکور در حین عملیات ذوب در

کوره قوس با وستیت باقیمانده واکنش داده و آن را احیاء می کند. احیاي وستیت در کوره قوس باعث تولید مقادیر قابل

توجهی گاز منوکسیدکربن می شود که این گاز ضمن خروج از سرباره در آن گرفتار شده و باعث پفکی شدن سرباره نیز

میگردد. در اثر این پدیده خوردگی نسوز کوره کاهش یافته و مصرف انرژي الکتریکی در کوره قوس بطور قابل توجهی تقلیل

خواهد یافت. بنابراین نوع ترکیب و مورفولوژي فاز کربن موجود در آهن اسفنجی و همچنین مقدار آن می تواند در فرآیند

تولید فولاد اثرگذار باشد.

علاوه بر نوع سنگ آهن مصرفی و خصوصیات گندله تولیدي، شرایط فرایندي احیاء نیز در جذب میزان کربن و نوع کربن تاثیر

بسزایی خواهند داشت. بطوریکه در فرایند گندله سازي عواملی نظیر نوع کانه سنگ آهن، اندازه ذرات سنگ، نوع و مقدار

افزودنی ها (نوع چسب مصرفی، آهک، دولومیت و ...) و در فرایند احیاء عواملی مانند دماي احیاء، ترکیب شیمیایی گاز

موجود در ترکیب گاز بر مقدار و نوع کربن جذب شده در CH احیاءکننده، نحوه خنک سازي آهن اسفنجی و میزان گاز 4

آهن اسفنجی موثرند.

براي حذف اکسیژن از ترکیبات CH و 4 CO2 ، H2O ، CO ، H در کوره هاي واحد احیاء مستقیم که از مخلوط گازهاي 2

مختلف اکسیدهاي آهن استفاده می شود، کربن نیز از گازهاي احیاء کننده و بویژه از طریق شکست گاز متان جذب آهن

اسفنجی می شود. واکنش هاي کربونیزاسیون آهن کاملا احیا شده براي تشکیل کاربید آهن به صورت زیر می باشد:

2CO (g ) = [C] + CO2 (1)

CO (g) + H2 (g) = [C] +H2O (2)

CH4 = [C] + 2H2 (3)

3Fe (s) + [C] = Fe3C (s) (4)

5Fe3C + [C] = 3Fe5C2 (s) (5)

به لحاظ سینتیکی تشکیل سمنتیت در طی مراحل مختلفی انجام می شود. در شکل 1 شماتیکی از نحوه نفوذ اجزاي گاز واکنش،

واکنش هاي کربونیزاسیون و نحوه تشکیل سمنتیت براي ذرات آهن احیا شده در یک بستر ارائه شده است. مدل ارائه شده براي

:[ تشکیل سمنتیت در شکل 1 حاکی از انجام مراحل مختلف سینتیکی به شرح ذیل می باشد[ 1

1) نفوذ اجزاي گاز واکنش در فاز گاز،

2) نفوذ به درون لایه گاز موجود بر ذرات آهن،

3) نفوذ به درون بستر،

4) نفوذ به درون ذرات،

5) انجام واکنش هاي کربونیزاسیون بر روي سطوح حفرات داخلی ذرات،

6) نفوذ کربن به درون آهن فلزي ذرات،

7) تشکیل سمنتیت در فصل مشترك بین آهن فلزي و سمنتیت.

برای خرید پروژه کامل در قسمت نظر پیام بگذارید یا اینکه به آدرس [email protected]ایمیل بزنید

بررسی رفتار فازFe3Cدر ذرات آهن اسفنجی تولید شده از سنگ آهن معادن مختلف

مطالب مشابه :

نحوه تولید میلگرد

روش ساختن تیر های لانه زنبوری و تقویت آن

اندازه گیری آهن

روش های برش تیر آهن

بررسی رفتار فازFe3Cدر ذرات آهن اسفنجی تولید شده از سنگ آهن معادن مختلف

مراحل تهیه و تولید فولاد

چگونگی تهیه و تولید فولاد

کشف راز نحوه جذب آهن در روده ها

نحوه درست کردن تیر لانه زنبوری و فواید استفاده از آن