Почему окалину не плавят в доменной печи?

[Nikolay_t]

Открыл диаграмму Fe-O2, насколько я понимаю природный магнитит - это то, что показано стрелкой Fe3O4, если предположить что окалина находится левее, в районе 20%, то при нагревании вообще не образуется Fe3O4, может в этом дело?

[T-34]

24.11.2023 в 09:53, Nikolay_t сказал:

раз не делают значит есть какая то веская причина,

 Вы задели очень интересный вопрос - окалину не плавят в доменных печах и в любых других по причине крайней агрессивности чистых оксидов железа по отношению к огнеупорным футеровкам. Попроще - расплавленная окалина в виде расплавов оксидов железа сожрет любую из существующих футеровок. Очень агрессивное соединение. 
С этим связана интересная история - в 1949 году в Сибири, на провинциальном небольшом металлургическом заводе инженер Ремин надумал совершить переворот в металлургии - получать сталь без домен и без мартенов, способом прямой плавки железной руды, благо оксиды железа плавятся всего-то около 1200 градусах. Ну и типа обогащай руду на магнитных сепараторах, и в печь ее. Не нужен ни кокс для доменного процесса, ни сами домны, ни мартены. Как водится, традиционных металлургов обвинили во вредительстве, а сибирский Ремин и Бигеев из Магнитки написали письмо тов. Сталину и Берии, и те круто взяли за шиворот консерваторов. Дали деньги изобретателям ( ради этого те и бодались) и запыхтели новаторы над опытами. Но даже на самой беспримесной железной руде ( чистейший магнетит) дело не пошло именно из-за невозможности организовать плавку с доведением расплава до стадии легирования. Чистые оксиды железа агрессивно разьедали любые промышленные футеровки немедленно после расплавления. Платиновые тигли использовать даже Берия не решился. 
Потребовали новых денег, и раздули дело о вредительстве, подтянув даже писателя Фадеева, который страдал и пил горькую после обнародования истины о романе Молодая Гвардия, не имевшем ничего общего с реальностью. Фадеев ухватился за идею, намереваясь создать новое масштабное полотно и т.д. , и даже чего-то там написал. Но умер отец всех народов, немедленно этот пузырь с новаторами лопнул. Такого удара писатель уже не смог вынести, его заклевали со всех сторон, и в итоге Фадеев застрелился. 
А новаторы, поплевывая, продолжили плавить сталь  обычным ретроградским традиционным способом, и дожили до седин, списав все на сталинские перегибы и культ. 
Бескоксовая металлургия таки нашла своих героев, и в том числе прямое восстановление оксидов железа в бездоменном процессе, но там процессы идут в твердой (газовой) фазе, и технологи пуще глаза боятся допустить расплавления оксидов в печи. 
А для окалины нашлось масса иных применений - это весьма дефицитный продукт для порошковой металлургии, для катализаторов и пр. Во вращающихся печах очень даже применяется совместно с углем. 
Почему в доменную печь не нужно закидывать окалину - очень даже добавляют в завалку, а то и вдувают прямо в фурмы в виде суспензии с мазутом (это для замасленной окалины), и просто руду добавляют, но в небольших количествах. 

[aversun]

02.12.2023 в 11:12, T-34 сказал:

 Вы задели очень интересный вопрос - окалину не плавят в доменных печах и в любых других по причине крайней агрессивности чистых оксидов железа по отношению к огнеупорным футеровкам. Попроще - расплавленная окалина в виде расплавов оксидов железа сожрет любую из существующих футеровок. Очень агрессивное соединение. 
С этим связана интересная история - в 1949 году в Сибири, на провинциальном небольшом металлургическом заводе инженер Ремин надумал совершить переворот в металлургии 

Я как-то давно читал об этом, да тут и агрессивный расплав и другие причины.

https://metallurgicheskiy.academic.ru/11125/способ_Ремина

http://www.famhist.ru/famhist/bardin/00005b85.htm

Кроме того был еще предложен способ прямого восстановления железа электричеством, подобно алюминию, но читал давно и ссылку дать не могу.

В доменную печь по сути загружается та же окалина - магнитный железняк, но ничего, футеровка держит.

[Метвед]

Сама по себе окалина (магнетит, гематит) не плавится при доменных температурах но таки да, если её кинуть на горячую (выше 1000 градусов) футеровку металлургической печи (там обычно огнеупорная составляющая - оксиды алюминия, магния и т.п.) то образуется легкоплавкий железистый шлак.   Но домна устроена как вертикальная шахта где вверху температура низкая а внизу высокая (дутьё снизу), потому железная руда (магнетит, гематит) медленно опускаясь в составе шихты (шихту сыплют в домну сверху) сначала восстанавливается доменными газами (окись углерода восстанавливает оксиды железа)  а потому уж восстановленное железо насыщается углеродом и плавится в чугуний в нижней части домны, откуда его время от времени сливают.

[Максим0]

24.11.2023 в 11:53, Nikolay_t сказал:

Вроде бы тот же оксид железа, может же так же катать в окатыши и плавить, раз не делают значит есть какая то веская причина, нигде не могу найти информации по этому вопросу.

Возврат окалины в производство железа начался со времён изобретения пудлингования, на под пудлинговой печи полагалось насыпать окалину осыпавшуюся в последующих переделах железа. В домну окалину не засыпали поскольку в пудлинговой печи она была гораздо полезнее своей чистотой.

Если бы окалины образовывалось действительно много, наверняка разработали бы технологию возврата её в домну, но необходимого её избытка для мотивации такой разработки так и небыло полученно.

[Nikolay_t]

Нашел информацию что шихта, богатая FeO (как окалина) используется в качестве промывочный, из-за того что является трудновосстановимой. Fe3O4 до 570С восстанавливается напрямую до Fe при меньшем соотношении СО/СО2, чем FeO, в результате коэффициент использования кокса на рудах богатых FeO меньше, процесс восстановления идет дольше. Насколько это похоже на правду?

Изменено 18 Мая, 2024 в 10:16 пользователем Nikolay_t

[user2022]

В 02.12.2023 в 03:24, aversun сказал:

был еще предложен способ прямого восстановления железа электричеством, подобно алюминию, но читал давно и ссылку дать не могу.

С этим теперь стало проще - когда цена железа на приемке металолома стала годно высокой - стало выгодно ставить ванны восстановления железа электротоком по ночному тарифу электроэнергии и получать железо на сдачу в металолом и грев. Надо только иметь источник руды или ржави разной или отходов от заводиков типа окалины и др что нету возможности сразу сдавать в металолом. Ну и натаскать-намотать трансформаторов и поставить диодов на понижение вольтов и добавку амперов для ванн. Чиста майнинг железа на сдачу вместо крипты. 

 

Но при работе на электролитах из православной серной кислятины для граждан из магазинов запчастей надо ловить аэрозоль кислоты летящий от пузырей иначе он будет жрать хозяйство. Или пробовать придумывать работу на щелочном электролите более удобном и самонейтрализующемся при улете в жилое помещение с углекислым газом. Но технология на щелочном электролите может быть сильно сложнее т.к. обычно восстановление части железных соединений типа гидроксида почуть идет в железо-никелевом акумуляторе но в твердой фазе практически и это сильно труднее может быть делать при насыпи разного железосодержащего мусора.

 

А вот при работе ванны на кислятине предполагается там можно просто в ванну между (графитовым ? свинцовым ?) анодом и жестяным железным катодом сыпать разный мусор с атомами железа на дно лопатой до 23 вечера и он будет подожран кислятиной на ионы под уход на катод достаточно автоматически. И потом после 7 утра уже снимать намайненое железо на сдачу днем в пункт приема.

 

Сейчас электроэнергия уходит по ночам просто в грев через резистор - а так можно получать гидроэлектрометалургией и грев и железо для сдачи за рубли. Можно даже устроить вечный рублевый двигатель если количество выходных рублей будет больше затраченых на работу установки.

Изменено 19 Мая, 2024 в 20:37 пользователем user2022

[user2022]

Ночью поматемачил - 5 ампер тока дают около 1 милиграма железа в секунду даже при окислении 3+. Если выйдет добывать железо 2+ там еще в 1.5 раза больше. При разумных 3 вольтах на корыте восстановления цельных атомов железа и 15 квт гражданской мощщи по ночному тарифу селюков в ленобласти выходит около 7200 ру-рублей расходы на электроджоули и около 10000 ру-рублей дохода от сдачи в металолом по около 14 ру-руб за кг железа и еще и весь грев можно себе оставлять. Уже выгодно и доходы - вечный рублевый двигатель. И отопление зимой безплатно выходит.

 

Привезти 15 тон окисленого железа на камазе стоит около неск тыс ру-руб на десятки километров - если из этого восстановить порядка 10 тон железа в металолом - там выручка от сдачи уже порядка 140 тыс ру-руб. 

Изменено 20 Мая, 2024 в 09:28 пользователем user2022

[Винт]

И как. Получилось? 

 

 

Изменено 24 Мая, 2024 в 15:59 пользователем Винт

[shah82]

ответ на вопрос в заголовке - потому, что её плавят в мартене/конверторе

окалина удобный источник кислорода, для выжигания избыточного углерода при получении стали из чугуна

плавить из неё чугун в домне - экономически не целесообразно

 

а вот попробовать переплавить вместе с металоломом в вагранке - возможно будет иметь какой то экономический смысл