» » Влияние концентрации водорода и окиси углерода в смеси с азотом на скорость восстановления
09.06.2015

На скорость восстановления железа влияют не только свойства руд и агломератов, но и состав газа-восстановителя. Тормозящее влияние продуктов восстановления (CO2 и H2O) на скорость восстановления, а также положительное влияние добавления водорода к окиси углерода рассмотрено выше. Повышение концентрации СО и H2 в их смеси с азотом ускоряет восстановительный процесс (см. рис. 72). С повышением содержания окиси углерода в смеси с азотом от 40 до 80% степень восстановления пористых брикетов из окиси железа в течение 20 час. при 600° возросла от 50 до 70%, причем прирост восстановления был пропорционален возрастанию содержания СО в газе. При более высоких концентрациях СО эффект оказывается меньше.
Поскольку при работе доменных печей на дутье, обогащенном кислородом, содержание СО в газе возрастает, а N2 — падает, представляет особый интерес подробное исследование влияния соотношения СО и N2 в газе на восстановление руды, по которому можно будет судить о возможной степени увеличения непрямого восстановления и снижении расхода горючего при обогащении дутья кислородом.
Обстоятельное изучение этого вопроса было проведено м.м. Лейбовичем, Е.Г. Лампсаковой и Н.М. Максименко над порошком окиси железа, над богатыми бурыми железняками и красными железняками Криворожья фракции 1,6—3,3 мм. Восстановление велось при 800°, а иногда — при температурах от 300 до 900° смесью Н2 или СО с азотом, причем концентрация N2 изменялась от 20 до 80%. Исследования показали, что понижение содержания азота в большей мере способствует ускорению восстановления окисью углерода, чем водородом (очевидно в связи с худшей диффузией СО и СО2, чем Н2 и H2O); особенно заметно влияние концентрации газа-восстановителя при 600—700° и притом для менее пористого красного железняка.
Л.М. Цылев остановил внимание на ускорении восстановления с понижением содержания N2 только для условий, близких к производственным. Он изучал восстановление смесями CO с N2 в присутствии CO2 при температурах 600, 800 и 1000°. Приняв в газе при атмосферном дутье 58% азота, он допустил, что при 1000° углекислый газ отсутствует; при 800° его содержание составляет 8% и при 600° —10%. При обогащенном дутье концентрация N2 равна 43%, а сумма CO2 + СО — 57%, причем при 1000° CO2 равно 0, при 800° — 3% и при 600° — 7%. Установлено, что повышение концентрации CO в присутствии CO2 увеличивает степень непрямого восстановления на 4—12% (в зависимости от свойств руды) или сокращает время для достижения определенной степени восстановления в 1,2—1,4 раза. Наибольшее влияние обогащение газа восстановителем оказало на бурый железняк (приращение восстановимости: 10—15% при 700° и 7,5—8,0% при 800—900°); менее сильное влияние было оказано на восстановимость мартитовых руд (7— 12% при 600—800° и около 7,5% при 900°). Наименьшее увеличение восстановления для агломератов оказалось при 600°—на 4—6%, но при 1000° приращение увеличивается, достигая 7—10%.
Выводы Л.М. Цылева существенно дополнили предыдущие исследования.