[image]

Китайский ультра-мартен

 
+
-
edit
 

zaitcev

старожил

Мужики, кто-нибудь слышал что-нибудь про новейший китайский метод выплавки железа?

Якобы берут руду и дробят её в пыль. Эту пыль сыплют в область плазмы. Руда мгновенно расплавляется и железо каким-то чудесным образом слипается в капельки, которые стекают по стенкам конвертора в приёмник. Шлак падает туда же, но он не расплавлен и его какой-то механизм стряхивает в сторону.

Процесс непрерывный, циклов загрузки-слива нет. Производительность неограничена, нужно только больше печей. Ну и самое главное - работает на собственной китайской руде, чтобы не везти качественную руду из Австралии.

Это вообще о чём? Газетная утка или так можно было?

Вот ссылка на СМИ:

Iron-making gets 3,600-fold productivity boost with ‘explosive’ method

Chinese researchers have developed a new method for making iron that they claim is not only faster and cheaper, but also better for the environment. //  eandt.theiet.org
 
   132.0132.0

Pu239

старожил

zaitcev> Вот ссылка на СМИ:
zaitcev> Iron-making gets 3,600-fold productivity boost with ‘explosive’ method | Engineering and Technology Magazine
Что-то статья уважаемого Zhang Wenhai в журнале "Nonferrous Metals", который скорее всего "The Chinese Journal of Nonferrous Metals" никак не гуглится у меня.
Хотя картинка из искомой статьи попалась. Но она ничего не проясняет.
Прикреплённые файлы:
AA1vsQxP.jpeg (скачать) [768x560, 128 кБ]
 
 
   57.0.2987.10857.0.2987.108
RU spam_test #11.12.2024 07:54  @zaitcev#11.12.2024 00:33
+
+1
-
edit
 

spam_test

аксакал

zaitcev> Руда мгновенно расплавляется и железо каким-то чудесным образом слипается в капельки, которые стекают по стенкам конвертора в приёмник. Шлак падает туда же, но он не расплавлен и его какой-то механизм стряхивает в сторону.
Интернеты пишут, что
Существенный недостаток индукционной плавки — холодные шлаки, которые нагреваются только от металла.
 

Но в данном случае, для первичной плавки как бы полезный эффект.
   130.0.0.0130.0.0.0

pokos

аксакал

zaitcev> Мужики, кто-нибудь слышал что-нибудь про новейший китайский метод выплавки железа?
Я так понял, научились делать кричное железо индукционным методом.
   131.0.0.0131.0.0.0

Pu239

старожил

pokos> Я так понял, научились делать кричное железо индукционным методом.
Что используется в качестве восстановителя?
   57.0.2987.10857.0.2987.108

zaitcev

старожил

pokos>> Я так понял, научились делать кричное железо индукционным методом.

Pu239> Что используется в качестве восстановителя?

Я так понял, что угольная пыль. Но я не химик совсем и не понимаю, возможно ли это с точки зрений всяких валентностей. Плюс в какой атмосфере это всё делается, то есть чистый азот или как. Наиба бы спросить.
   132.0132.0

Pu239

старожил

pokos>>> Я так понял, научились делать кричное железо индукционным методом.
Pu239>> Что используется в качестве восстановителя?
zaitcev> Я так понял, что угольная пыль.
У тебя есть статья господина Zhang Wenhai из журнала "Nonferrous Metals"? В перепевах журналистов информации не выловить. Я не нашел пока даже точного названия статьи.
zaitcev> Но я не химик совсем и не понимаю, возможно ли это с точки зрений всяких валентностей.
С точки зрения валентностей, в самом широком смысле - точно возможно. В доменном процессе углеродом в виде кокса восстановливают. Но не напрямую, а через монооксид углерода. Так что должны быть нюансы.
По единственной картинке из статьи видно, что получается не железо, а чугун с высоким содержанием углерода - 4%. И еще больше 4% мусора, скорее всего шлака.
   57.0.2987.10857.0.2987.108

zaitcev

старожил

zaitcev>> Я так понял, что угольная пыль.

Pu239> У тебя есть статья господина Zhang Wenhai из журнала "Nonferrous Metals"? В перепевах журналистов информации не выловить. Я не нашел пока даже точного названия статьи.

Да, дело трудное.

Но вот забавный такой обзор для обывателей на английском:

Page restricted | ScienceDirect

Update your browser to view ScienceDirect correctly. Check supported browsers Your technical details and browser version: //  www.sciencedirect.com
 

У него в ссылках есть вот такое:

Z.C. Wang, S.Y. Chen, M.S. Chu, Z.G. Liu, J.W. Zhang
Tentative study on direct reduction iron production by gasification-shaft furnace
China Metall, 23 (1) (2013), pp. 20-25
Chinese

Это по-видимому статья с того времемни когда Жанг Вей-хай получил патент. И колонка вертикальная.

Из обзора следует, что по-видимому используется угарный газ. Но там много интертесных способов.
   132.0132.0

pokos

аксакал

Pu239> Что используется в качестве восстановителя?
Это не оч понятно. Скорее всего, углерод, судя по составу вытекшего чугуна.
   131.0.0.0131.0.0.0
+
+1
-
edit
 

pokos

аксакал

Pu239> По единственной картинке из статьи видно, что получается не железо, а чугун с высоким содержанием углерода - 4%.
Если кричная печь достаточно большая, в ней тоже получается некоторое количество чугуна, и он вытекает, т.к. легкоплавкий и текучий, по сравнению с железом. Арабы даже называли его "вода".
Однако, остаётся и изрядно чистого железа в нерасплавленной массе, это и есть крица. Что касается китайцев, то если крица у них и осталась, то её извлечь крайне трудно, т.к. шлак не расплавился и не отделился от железной пыли.

На фото установки не написано ничего интересного: "Металлургическая испытательная печь. инжиниринговый институт Цзянси технологического университета."
   131.0.0.0131.0.0.0
Это сообщение редактировалось 13.12.2024 в 11:44
EE Татарин #13.12.2024 15:45  @pokos#13.12.2024 10:15
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★★★
pokos> Однако, остаётся и изрядно чистого железа в нерасплавленной массе, это и есть крица. Что касается китайцев, то если крица у них и осталась, то её извлечь крайне трудно, т.к. шлак не расплавился и не отделился от железной пыли.
Почему? Это же вопрос просто "сколько греть"? Рано или поздно железо прогреет шлак.

Ну и ещё момент: нормально, НЯП, в домнах шлак и железо/чугун сепарирует гравитация, а там разница сил небольшая - чисто разница плотностей * "же" (то есть, десятые Н на каждый грамм). Соотвественно, и скорость сепарации, и трудность отделения мелких частиц.
А в индукционной можно давить магнитным полем по какой-то схеме, там удельные силы могут быть в десятки-сотни-тысячи раз выше запросто. Про десятки тысяч-сотни тысяч раз разницы не говорю, но для чистого металла и такое реально.
   131.0.0.0131.0.0.0
RU Pu239 #13.12.2024 18:15  @Татарин#13.12.2024 15:45
+
+2
-
edit
 

Pu239

старожил

Татарин> А в индукционной можно давить магнитным полем по какой-то схеме, там удельные силы могут быть в десятки-сотни-тысячи раз выше запросто. Про десятки тысяч-сотни тысяч раз разницы не говорю, но для чистого металла и такое реально.
Это либо запредельные магнитные поля, либо совсем холодный процесс - температура Кюри для железа 770 °C.
   57.0.2987.10857.0.2987.108
EE Татарин #13.12.2024 20:59  @Pu239#13.12.2024 18:15
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★★★
Татарин>> А в индукционной можно давить магнитным полем по какой-то схеме, там удельные силы могут быть в десятки-сотни-тысячи раз выше запросто. Про десятки тысяч-сотни тысяч раз разницы не говорю, но для чистого металла и такое реально.
Pu239> Это либо запредельные магнитные поля, либо совсем холодный процесс - температура Кюри для железа 770 °C.
?! С фига ли? Печка-то индукционная, вихревые токи там в массе есть по определению, иначе б и не грелось толком. Вот они-то и будут толкать что-то и куда-то, как в асинхронном (реактивном) двигателе.
Возникают они в металле, в оксиде и шлаках не возникают (почти).
   131.0.0.0131.0.0.0

Naib

аксакал

zaitcev> Я так понял, что угольная пыль. Но я не химик совсем и не понимаю, возможно ли это с точки зрений всяких валентностей. Плюс в какой атмосфере это всё делается, то есть чистый азот или как. Наиба бы спросить.

Призыв совершён успешно :)

Задумка интересная в принципе.
Статья у меня тоже не открылась, но по картинкам могу предположить как это работает.

Для восстановления руды нужен восстановитель и температура. Где-то 400 для водорода, порядка 700 для угарного газа. Углерод практически не работает, так как очень мала площадь контакта в рудой (всё твёрдое)

Что сделали китайцы.
Снизу в колонну они подают газ-восстановитель. Его нужно греть, что осуществляется индукционным нагревом летящего металлического порошка внизу колонны. Горячий газ поднимается противотоком к порошку руды и восстанавливает его, образуя новые частицы металла. В приёмник оседает восстановленный порошок + относительно холодный шлак. Далее их сепарируют магнитом. Руда индукцией не греется, так как не проводник. Газ наверху охлаждают, отделяют воду и углекислоту и закачивают обратно.

Что они вероятно сделали/планировали ещё. Если дать достаточно большую мощность нагрева, то частицы расплавятся в полёте и магнитное поле сгонит их в кучку, что может привести к слипанию в компактный металл. Металл легко науглероживается СО образуя чугун. Далее снова сепарация.

Теперь о минусах.
1 Руда нужна обогащённая. Иначе всё одно греть шлак и пустую породу, а это расход энергии.
2 Нужно много электроэнергии
3 Потенциал восстановительного газа используется не полностью и устроена его циркуляция и очистка (что добавляет гемора)
4 Установка плохо масштабируется, так как нельзя допускать кипящий слой. А это ограничивает и давление газа и поток порошка.

Отдельный плюс - это вариант так называемой "бестигельной плавки". Нет проблем футеровки и её износа, утечки тепла через неё, охлаждения.
Восстановитель в принципе любой.
   109.0.0.0109.0.0.0

Naib

аксакал

Подумал: а чем плох кипящий слой?

А в общем-то, ничем он не плох. Да, будет перемешивание руды и металла по большой длине, зато присутствие металла позволит греть по всей длине колонны. Если правильно подобрать режим, то в нижней части колонны невосстановленной руды не останется. Зато растёт производительность, так как можно поднять давление и потоки руды в колонну.
   109.0.0.0109.0.0.0

Pu239

старожил

Naib> Для восстановления руды нужен восстановитель и температура. Где-то 400 для водорода
При 400 °C процесс будет медленным, а сильно греть с водородом нельзя, равновесие в противоположную сторону сместится. Для водорода значит нужна большая высота установки или кипящий слой. На выходе будет железная пыль, очень возможно пирофорная.

Naib> порядка 700 для угарного газа. Углерод практически не работает, так как очень мала площадь контакта в рудой (всё твёрдое)
Некий аналог доменного процесса не получится сделать? Готовить монооксид углерода из угля in situ?
Да и температуру хочется повыше, чтобы пылинки слипались.
   57.0.2987.10857.0.2987.108

haleev

опытный

Naib> Подумал: а чем плох кипящий слой?
Тем что нет противотока газа и выходящего из реактора порошка.
Если порошок падает навстречу газу, то на выходе из реактора он будет иметь низкую температуру, отдав тепло.
Экономия энергии же ))
Кроме того для организации кипящего слоя нужен порошок с частицами определённого размера. Не строго, но "от и до" - мелкие будут уноситься потоком газа, крупные - скапливаться на дне. Железо имеет намного бОльшую плотность чем шлак, это тоже будет сказываться. И всё это при температуре плавления чугуна.
   133.0133.0

Naib

аксакал

Naib>> Подумал: а чем плох кипящий слой?
haleev> Тем что нет противотока газа и выходящего из реактора порошка.
haleev> Если порошок падает навстречу газу, то на выходе из реактора он будет иметь низкую температуру, отдав тепло.

Колонну синтеза можно разделить на зоны кипящего слоя и ламинарного течения. Нижняя треть - ламинарное падение - далее подкачка газа и кипящий слой. Проблема в том, что за счёт переноса тепла газом шлак всё одно будет иметь температуру газа, то есть суперэкономии не выйдет
   109.0.0.0109.0.0.0

в начало страницы | новое
 
Поиск
Настройки
Твиттер сайта
Статистика
Рейтинг@Mail.ru