Σχολή Μηχανικών Μεταλλείων – Μεταλλουργών Εργ. Μεταλλουργίας Ε.Μ. Πολυτεχνείο Σχολή Μηχανικών Μεταλλείων – Μεταλλουργών Εργ. Μεταλλουργίας Μεταλλουργία Σιδήρου – Χυτοσιδήρου Θεωρία και Τεχνολογία 1o Μάθημα: Γενικά στοιχεία – Πρώτες ύλες Δρ. Α. Ξενίδης

Μεταλλουργία Fe Σημαντική βιομηχανία 4 κατηγορίες προϊοντων Παγκόσμιο επίπεδο Εθνικό επίπεδο 6 μεταλλουργίες 4 κατηγορίες προϊοντων Σίδηροι Χυτοσίδηροι Χάλυβες Σιδηροκράματα Μεταλλουργία Fe I

Μεταλλουργία Fe Διάγραμμα Fe - C Στερεά διαλύματα Σιδηροκράματα Παρεμβολής του C στο πλέγμα Fe Αντικατάστασης Σιδηροκράματα Δημιουργία κραμάτων Ρύθμιση χημικής ανάλυσης μετάλλων ή κραμάτων Κάθαρση μετάλλων ή κραμάτων Μεταλλουργία Fe I

Διάγραμμα Fe - C Μεταλλουργία Fe I

Πρώτες – Βοηθητικές ύλες Πρώτες ύλες: ενσωματώνονται στο τελικό προϊόν Σιδηρομεταλλεύματα Παλαιοσίδηρα Καύσιμα Βοηθητικές ύλες: Απαραίτητες αλλά ΔΕΝ ενσωματώνονται στο τελικό προϊόν Συλλιπάσματα Άλλες προσθήκες Νερό, Οξυγόνο Ηλεκτρική ενέργεια Μεταλλουργία Fe I

Σιδηρομεταλλεύματα - Χαρακτηριστικά Περιεκτικότητα σιδήρου Τύπος Μετάλλευμα Συμπύκνωμα Συσσωμάτωμα (σφαιροποίηση, επίτηξη, μπρικετοποίηση, κονδυλοποίηση) Σύσταση Ορυκτολογική Χημική CaO, SiO2, P2O5 Κοκκομετρική Χοντρόκοκκα (lumpy), λεπτόκοκκα (fine) μεταλλεύματα Μεταλλουργία Fe I

Ορυκτολογική σύσταση σιδηρομεταλλευμάτων Ορυκτό Τυπική ανάλυση Fe (%) Καθαρό Χρώμα Μαγνητίτης (Fe3O4) 65 72,4 Μαύρο Αιματίτης (Fe2O3) 50 69,9 Ερυθρό Γκαιτίτης (Fe2O3.H2O ή FeO.OH) - 62,9 Μαύρο έως καφέ Λειμωνίτης (Fe2O3.3H2O ή Fe(OH)3) 30-50 52,3 Καφέ Σιδηρίτης (FeCO3) 30 48,2 Κιτρινωπό έως καφέ Μεταλλουργία Fe I

Τυπική ανάλυση σιδηρομεταλλεύματος Συστατικό (%) Fe 56.6 SiO2 5.9 Mn 0.2 P 0.6 Al2O3 3.6 CaO 1.2 ΜgO 0.9 SO3 0.06 Na2O + K2O ίχνη TiO2 0.02 Η2O 12.1 Μεταλλουργία Fe I

Σιδηρομεταλλεύματα - Χαρακτηριστικά Πυκνότητα Όχι συμπαγές, όχι πολύ πορώδες Καθαρότητα Ελάχιστη περιεκτικότητα Cu, Zn, Pb, P, S κλπ Ανάγονται πριν τα οξείδια του Fe και καταλήγουν στο μέταλλο Καθαρότητα – Πλούσιο μετάλλευμα Ομοιομορφία Σημαντική στη σιδηρομεταλλουργία Ομογενοποίηση με μηχανικούς αποθέτες Μεταλλουργία Fe I

Διάταξη απόθεσης Μεταλλουργία Fe I

Παλαιοσίδηρος (scraps) Scrap ανακύκλωσης (old scrap) προϊόντων μετά το τέλος ζωής τους (π.χ. αυτοκίνητα, πλοία, κλπ) Scrap που παράγεται στην ίδια τη μεταλλουργία (home scrap) (απομετάλλωση, χύτευση) Scrap που παράγεται από απορρίμματα μετάλλου ομοειδών μονάδων (new scrap) (ρετάλια, γρέζια μηχανουργείων κλπ) Ποιότητα ? Αξιοπιστία προμηθευτή Μεταλλουργία Fe I

Καύσιμα Είδη Σκοπός Στερεά Υγρά Αέρια Θέρμανση Αναγωγή Ξυλάνθρακας Λιθάνθρακες (λιγνίτες, γαιάνθρακες, ανθρακίτες) κωκ Υγρά Μαζούτ, πετρέλαιο Αέρια Φυσικό αέριο, αέριο υψικαμινου, κωκερίας Σκοπός Θέρμανση Αναγωγή Μεταλλουργία Fe I

Τυπική ανάλυση κώκ Συστατικό % Cfix 90 Fe 1.3 SiO2 4.4 Mn 0.07 P 0.03 Al2O3 2.8 CaO 0.3 MgO 0.2 S 0.9 Η2Ο 1.5 Μεταλλουργία Fe I

Ηλεκτρική ενέργεια Κίνηση Θέρμανση Καμίνων Διατάξεων χύτευσης Γερανών Αναγωγική τήξη μεταλλευμάτων Τήξη scrap Τήξη σπογγώδους σιδήρου Τήξη κραμάτων Μεταλλουργία Fe I

Ρύθμιση της φυσικοχημικής συμπεριφοράς της σκουριάς, π.χ. Συλλιπάσματα Ρύθμιση της φυσικοχημικής συμπεριφοράς της σκουριάς, π.χ. Ευτηκτότητας Ιξώδους Χημικών ιδιοτήτων Διάκριση συλλιπασμάτων Όξινα (SiO2) Βασικά (CaCO3 ή (Ca, Mg)CO3) Ουδέτερα (CaF2) Επαμφοτερίζοντα (Al2O3) Μεταλλουργία Fe I

Τυπική ανάλυση ασβεστολίθου Συστατικό % CaO 51.5 MgO 1.7 CO2 41.4 SiO2 3.4 Fe 0.3 Mn 0.1 P 0.006 Al2O3 0.9 SO3 0.06 Na2O + K2O Ίχνη H2Ο 0.5 Μεταλλουργία Fe I

Προσδίδουν τις απαραίτητες φυσικοχημικές ιδιότητες στο μέταλλο Προσθήκες Προσδίδουν τις απαραίτητες φυσικοχημικές ιδιότητες στο μέταλλο Σιδηροκράματα Κάθαρση π.χ. Fe-Mn, Fe-Si ή κραμάτωση, π.χ. Fe-Cr ή Fe-Ni Καθαρά μέταλλα Mn, Ni, Al, Cu Ενώσεις NiO, MoO, MnSi Μεταλλουργία Fe I

Ψύξη επιφανειών ή μαζών, π.χ. Νερό Ψύξη επιφανειών ή μαζών, π.χ. Ψύξη μεταλλικού κελύφους υψικαμίνου ή φρεατωδών καμίνων Ψύξη του μετώπου αποσκωρίωσης ή απομετάλλωσης Ψύξη των ρευματαγωγών των ηλεκτροδίων Ψύξη και καθαρισμός απαερίων Πύργοι καταιονισμού, Venturi κλπ Ψύξη και κοκκοποίηση μετάλλων ή σκωριών Μεταλλουργία Fe I

Νερό Είδη νερού Συστήματα ανακύκλωσης νερού όπου είναι δυνατόν Θαλασσινό νερό (όπου είναι διαθέσιμο) Βιομηχανικό νερό για ψύξη και κοκκοποίηση μετάλλων Αποσκληρυμένο για ψύξη πολύ θερμών μερών ηλεκτρικών και άλλων καμίνων Συστήματα ανακύκλωσης νερού όπου είναι δυνατόν Οικονομία Διατήρηση πόρων Διατήρηση αισθητής θερμότητας Μεταλλουργία Fe I

Χρησιμοποιείται ευρύτατα στη μεταλλουργία Οξυγόνο Χρησιμοποιείται ευρύτατα στη μεταλλουργία Υψικάμινο αύξηση της παραγωγικότητας Μείωση της ειδικής κατανάλωσης κώκ (Μικρότερες απώλειες αισθητής θερμότητας των απαερίων) Απομετάλλωση σε όλες τις καμίνους Καθαρισμός μετάλλων – μεταλλάκτες Χύτευση και καθαρισμό Μεταλλουργία Fe I