بررسی شرایط تولید کاربید آهن از گندله های 3 تا 9 میلی متری دراتمسفرهای حاوی متان – هیدروژن

به دلیل ارزش روز افزون کاربید آهن در صنعت آهن و فولاد، در سال های اخیر جنبه های ترمودینامیکی، سینتیکی وتولیدی این ماده به شدت مورد توجه قرار گرفته است. از طرفی تولید کاربید آهن و به ویژه سمنتیت از ذرات نرمه و سینترشده، یکی از موضوعات اساسی محققان صنعت آهن و فولاد بوده است. از این رو در این پژوهش شرایط سینتیکی و عملی امکان تولید کاربید آهن از گندله های خرد شده، که به دلیل اندازه کوچک امکان شارژ به راکتورهای میدرکس راندارند، مورد بررسی قرار گرفت. با استفاده از یک راکتور لوله ای با دو محفظه و تحت شرایط کاملا کنترل شده و عاری از اکسیژن، مخلوطی از گازهای هیدروژن، متان و آرگون برای مدت زمان معلوم و در دمای ثابتی به مخلوطی از گندوله های 3 تا 9 میلیمتری دمیده شد. پس از پایان فرایند، گندله ها در اتانول کوئنچ شد و جهت آنالیز با پراش پرتو ایکس XRD)و آنالیز لکو به وسیله شست و شوی اسیدی به اندازه دانه زیر 150 میکرومتر رسانده شد. نتایج نشان می دهد با افزایش پارامترهایی چون زمان و نسبت متان به هیدروژن، میزان کربن آزاد افزایش یافته، به طوریکه کاهش مقدار سمنتیت را به همراه داشته است. همچنین افزایش دما تا از 730 تا 780 درجه سانتیگراد در صد انجام واکنش احیایی را افزایش داده و با بیشتر شدن دما (از 730 تا 780 درجه سانتیگراد) میزان تجزیه کاربید آهن نیز افزایش و در نتیجه میزان کاربید آهن تولیدی طی این فرایند کاهش پیدا کرد. در دمای 730 درجه سانتیگراد با دمش مخلوط گازی هیدروژن ( 80 % حجمی) - آرگون با دبی 1 لیتر بر دقیقه و متان با دبی 1.1 لیتر بر دقیقه در مدت 50 دقیقه به راکتور، منجر به حداکثر مقدار سمنتیت و حداقل مقدار آهن در محصول تولیدی خواهد شد

کلیدواژه ها:

تشکیل سمنتیت ، گندله آهن ، فرآیند احیا ، فرآیند کربوراسیون