tələb edir. Vaqranka sobasında filizdən dəmirin alınmasında C, CO və H
2
kimi
reduksiyaedicilər iştirak edir. C koksun karbonudur. CO karbonun natamam
yanmasından, H
2
isə H
2
O+C=H
2
+CO reaksiyasının gedişindən alınan məhsullardır.
Dəmir-oksidin karbonla reduksiyası bilavasitə reduksiya, qaz reduksiyaedicilərilə
reduksiyası isə dolayı reduksiya adlanır. Kimyəvi analizlə müəyyən edilmişdir ki,
koloşnik qazının tərkibində 23-30% CO olur.
Dəmir-oksidin karbonla reduksiyası 900ºC-dən yuxarı temperaturlarda
aşağıdakı reaksiya üzrə gedir:
ܨܱ݁ + ܥ = ܨ݁ + ܥܱ, (- Q, kal).
Dəmir-oksid, həmçinin, karbonun natamam yanmasından alınan CO ilə də
ekzotermiki reaksiya üzrə reduksiya olunur:
ܨܱ݁ + ܥ = ܨ݁ + ܥܱ
ଶ
, (−݈ܳ݇ܽ)
Vaqrankaya verilən şixtənin tərkibində dəmir oksidindən başqa, müəyyən
miqdarda manqan, silisium, fosfor və digər elementlərin oksidləri də olur. Proses
zamanı bu oksidlərin bir hissəsi reduksiya olunur. Manqan filizdə əsasən MnO
2
şə
klində olur. Temperatur artdıqca MnO
2
daha aşağı oksidlərə çevrilir:
4ܯܱ݊
ଶ
= 2ܯ݊
ଶ
ܱ
ଷ
+ ܱ
ଶ
(ܶ = 838 ܭ − ݀ܽܲ
మ
ଵ
ܯܽ olur).
6ܯ݊
ଶ
ܱ
ଷ
= 4ܯ݊
ଷ
ܱ
ସ
+ ܱ
ଶ
(ܶ = 1363 ܭ − ݀ܽܲ
మ
ଵ
= 0,1 ܯܽ olur).
MnO-nin reduksiya dərəcəsinə temperatur da təsir göstərir. Temperatur aşağı
düşdükdə MnO-nun reduksiyası çətinləşir. Sobada yüksək temperaturlu zonanı
yaratmaq üçün koksun sərfini, havanın üfürülmə sürətini və ondakı oksigenin
miqdarını artırmaq lazımdır. Silisium filizdə, əsasən SiO
2
, aqlomeratda isə silikat
birləşməsi (ܨܱ݁ ∙ ܱܵ݅
ଶ,
ܯܱ݊ ∙ ܱܵ݅
ଶ
) şəklində olur.
Vaqrankada istehsal olunan çuqunda müəyyən miqdarda silisium olmalıdır.
Silisium SiO
2
-nin reduksiyasından alınır. Silisium reduksiyası yalnız 1770 K-dən
yuxarı temperaturda karbonla mümkündür:
(ܱܵ݅
ଶ
) + 2ሾܥሿ = ሾܵ݅ሿ + 2ܥܱ;
Sistemdə reduksiya olunmuş dəmir iştirak etdiyindən reduksiya olunan silisium
dəmirdə həll olur, onunla 1320-1420 K-də aşağıdakı reaksiya üzrə FeSi əmələ gətirir:
ܱܵ݅
ଶ
+ 2ܥ + ܨ݁ = ܨ݁ܵ݅ + 2ܥܱ
SiO
2
-nin reduksiyasına onun qızma dərəcəsi də təsir göstərir. Müxtəlif
temperaturlu zonalarda reduksiya olunan silisiumun miqdarı müxtəlif olur. Məsələn,
buğluqdakı metalda 0,04-0,06 % silisium olduğu halda sobadan buraxılan çuqunda
onun miqdarı 1,3-1,5%-ə çatır.
Fosfor çuqunda, əsasən zərərli qatışıq sayılır. Onun zərərli təsiri fosforlu
çuqunlardan alınmış poladın mexaniki xassələrinin aşağı olmasında, poladın kövrək
alınmasında ifadə olunur. Sistemdə maye ərinti (dəmir) iştirak etdikdə, fosforun
reduksiyası da asanlaşır. Posanın əsaslığını artırmaqla fosforun mayeyə keçən
miqdarını azaltmaq olur. Lakin posanın əsaslığı həddən artıq olduqda isə arzu
olunmayan hal alınır-fosfor tamamilə reduksiya olunur və ərintiyə keçir:
ܥܽ + ܥ = ܥܽ + ܥ; 5ܥܽ + ܲ
ଶ
ܱ
ହ
= 5ܥܱܽ + 2ܲ.
Beləliklə, posanın əsaslığını münasib seçməklə ərintidəki fosforun miqdarını
azaltmaq olar. Elementlərin çuqundakı vəziyyəti və miqdarı onların oksigenə hərisliyi
ilə müəyyən olur. Oksigenə qarşı hərisliyinin artmasına görə düzülüş aşağıdakı
kimidir: Cu, As, Ni, Fe, P, Zn, Mn, V, Cr, Si, Ti, Al, Mg, Ca.
Vaqranka prosesində əksər elementlərin reduksiyası yuxarıdakı ardıcıllıqla
gedir. Çuqunda Cu və Ni reduksiya olunmuş halda olur. Buna səbəb filizdəki nikel və
mis oksidlərinin 600-1200 K temperaturlarda CO ilə asan reduksiya olunmasıdır.
Ə
ritmə prosesində filizin tərkibindəki xrom oksidinin 90%-ə qədəri karbonla
reduksiya olunur. Vanadium oksidi yalnız karbonun iştirakı ilə reduksiya olunur.
Titanın reduksiyası silisiumun reduksiyası kimidir. Alüminium, maqnezium və
kalsium oksidləri domna sobasında reduksiya olunmur.
Kükürd çuqunda və poladda zərərli qatışıq hesab olunur-ərintinin maye
axıcılığını aşağı salır, polada isə isti sınıq xassəsi verir. Bu səbəbdən də çuqun və
poladda kükürdün miqdarı az olmalıdır. Kükürd çuqun və poladda FeS şəklində olur.
O, çuqunda 0,9%-ə qədər həll ola bilər. Lakin poladda və tökmə çuqunlarda onun
miqdarı az- 0,01%-dək olmalıdır.
Kükürd, əsasən, ərintinin istehsal prosesində kənar edilir. Kükürd ərintiyə
filizdən və kükürdlü yanacaqdan keçir. Filizdə kükürd FeS
2
, FeS, MnS şəklində,
yanacaq külündə isə CaSO
4
, BaSO
4
və s. şəklində olur. Bu yolla ayrılan və kaloşnik
qazı ilə kənar olunan kükürdün miqdarı onun şixtədəki ümumi miqdarını 10-20%-ni
təşkil edir. Yüksək manqan və silisiumlu çuqun istehsalında qazlarla kənar olunan
kükürdün miqdarı 40%-ə çatır. Kükürdün qalan hissəsi maye ərinti və posaya keçir.
Beləliklə, ərintidəki kükürdün miqdarını azaltmaq üçün posanın əsaslığını və
yanacağın sərfini çoxaltmaq lazımdır. Lakin posada CaO çox olduqda onun maye
axıcılığı azalır, kükürdün kənar olunması çətinləşir. Posanın maye axıcılığını
normallaşdırmaq üçün ona flüs kimi dolomit (CaCO
3
∙MgCO
3
) verilir.
Kükürd domnadan kənarda da ərintidən azad olunur. Bu məqsədlə kükürdlü
çuqun şalova tökülür və orada soda Na
2
CO
3
ilə emal olunur. Bu üsulla kükürd
ə
rintidən reaksiya ilə kənar olunur:
ሾܨ݁ܵሿ + ܰܽ
ଶ
ܥܱ
ଷ
+ ሾܥሿ = (ܰܽ
ଶ
ܵ) + ܥܱ
ଶ
+ ܥܱ + ሾܨ݁ሿ.
Bu üsulla ərintidən 90%-ə qədər kükürd kənar olunur. Kükürdün zərərli təsiri
manqanla da azaldılır. Çuqun – tərkibində Mn, Si, P və S kimi daimi qatışıqları olan
dəmir-karbon əritisidir. Çuqunda karbonun miqdarı 2,14%-dən çox olur.
Məlumdur ki, şixtədəki dəmir oksidləri C və CO ilə reduksiya olunur.
Reduksiya olunmuş dəmir yüksək temperaturda əriyərək sobanın kürə hissəsinin
dibinə yığılır. Onun ərimə temperaturu saf dəmirin ərimə temperaturundan aşağı olur.
Çuqunları tətbiq olunan yanacağın növünə görə koks və ağac kömürüilə alınan
çuqunlara, tətbiq sahələrinə görə isə təkrar emal çuqunu, tökmə çuqununa bölünür.
Dostları ilə paylaş: |