عنوان پایان‌نامه
فرآوری مصرف غبار و سرباره تولیدی فولادهای مخصوص در کوره های قوس الکتریکی ایران
- رشته تحصیلی
- مهندسی مواد-استخراج فلزات
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 40808;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 745
- تاریخ دفاع
- ۰۹ مهر ۱۳۸۶
- استاد راهنما
- ناصر توحیدی
- دانشجو
- ابراهیم غفاری
- چکیده
- در فرآیند تولید فولادهای مخصوص در کوره های قوس الکتریکی در محدوده دمایی 1350 تا 1550 درجه سانتی‌گراد، مقادیر قابل توجهی از فلزات با ارزش وارد سرباره و غبار می‌گردند. سرباره و غبار تولیدی حاوی ترکیبات متنوع اکسیدی، کروماتی، سیلیکاتی، منیزیتی وآلومینایی است .تا‌کنون علی‌رغم تولید حجم وسیعی از سرباره و غبار در کشور تلاشی برای بازیافت مجدد فلزات با ارزش موجود در سرباره و غبار به چرخه تولید صورت نگرفته است. سرباره و غبار تولیدی در شرکت های تولید فولاد آلیاژی در ایران، در برابر آب و باران حل و موجب آلودگی آب های سطحی و زیرزمینی و خاک می شوند. مواد فوق رفتار حل ناشدنی ندارند، پس نمی توان آنها را مستقیماً در طبیعت رها کرد. بنابراین از یک سو احترام به حقوق نسل های آینده و لزوم حفاظت از محیط زیست و از سوی دیگر ارزش اقتصادی عناصر آلیاژی موجود در غبار و سرباره، بازیافت این مواد را از غبار و سرباره کوره های قوس الکتریکی فولادهای مخصوص را امری ضروری نموده است. در این پژوهش به منظور بازیافت سرباره و غبار تولیدی در شرکت های تولید فولاد آلیاژی در ایران از فناوری گندله های دو لایه ای استفاده شد و احیاء پذیری دو نوع گندل? بدون چسب و با 3 درصد چسب بنتونیت باهم مقایسه شد . نتایج تحقیق حاکی از آن است که استفاده از 3 درصد چسب بنتونیت استحکام گندله های دولایه تولیدی را به مقدار قابل ملاحظه ای افزایش می دهد. ولی از آنجایی که وجود بنتونیت به تشکیل فاز شیشه ای از ناخالصی های موجود در سرباره و غبار دامن می زند و بازده احیا را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد. آسیاکاری غبار وسرباره همراه با کک به مدت 25 ساعت استحکام گندله های تولیدی را تا 3 برابر نسبت به چسب بنتونیت افزایش می دهد. در حالت کلی فرایند احیاء گندله های دو لایه ای شامل سه مرحله است؛ جوانه زنی و رشد فاز فلزی حاوی آهن؛ واکنش شیمیایی (احیاء کربو ترمی اکسید کروم) و نفوذ کروم به داخل فاز فلزی و تشکیل آلیاژ فروکروم. با افزایش دما و زمان احیاء محدود? کنترل توسط مکانیسم های جوانه زنی و رشد و واکنش شیمیایی کوچکتر و به تناسب آن محدود? کنترل نفوذی وسیع تر می شود.
- Abstract
- ABSTRACT From Sabzevar Ferrochromium EAF slag powder mixed with coke two kinds of pellets were produced by 3% bentonite and by 25 hours milling. Solid state reduction behavior of these pellets was studied thermogravimetrically in the temperature range 1150-1550 oC under a nitrogen atmosphere. Reduction was found to occur in three stages. In the first stage, reduction is initiated by the nucleation of metallic iron, and the rate is likely to be controlled by the diffusion. The Zhuravlev-Lesokhin-Tempelman equation was determined to fit closest to the experimental data, giving an activation energy of 12.9 kj.mol-1.The second stage involves the reaction of chromium, but in this stage iron and some mineral oxides like MgO and silicon ions reduced through the slag partially. The rate of reduction is proposed to be controlled by chemical reaction between chromite and carbon with an activation energy of 103.9 kj.mol-1 .The third stage involves the nucleation and growth of ferrochromium alloy and the rate is likely to be controlled by the diffusion of chromium into the metallic iron zone. The Ginstling-Brounshtein equation was determined to fit closest to the experimental data and giving an activation energy of 124.7 kj.mol-1. Bentonite addition was found to affect on the diffusion controlled stages and with help to formation of glassy matrix decreased the rate of diffiusion and increased the activation energy. Keywords: Dobell layer pellet, Composite pellet, Recycling of ferrochromium slag, Diffusion control, Chemical reaction control.
