Меры предосторожности при транспортировке губчатого железа

Для погрузки металлизованного сырья может быть использовано различное оборудование: краны, вагоноопрокидыватели, транспортеры и т.д. При производстве этих работ в условиях сухого климата снижения степени металлизации не наблюдается. Но в условиях влажной погоды во время погрузки и последующей внутриконтинентальной транспортировки оно имеет место.

Ситуация особенно усложняется при морской транспортировке металлизованного сырья. В связи с тем что при взаимодействии его с влагой выделяется водород, оно не может грузиться на морские суда во влажных условиях. Поэтому в тех случаях, когда перед погрузкой на суда нет возможности хранить металлизованное сырье в закрытых помещениях (складах, вагонах и т.д.), его необходимо защищать от дождя брезентом. По этой же причине разгрузка в порту назначения должна прекращаться в дождливую погоду, если к потребителю оно должно будет доставляться длительным путем.

Меры предосторожности должны приниматься не только против дождевой, но также и против трюмной влаги. Трюмную воду следует закрывать лесоматериалами, а углы, где скапливаются конденсаты, засыпать опилками.

Учитывая опасность, которую представляет собой влага для металлизованного сырья, очевидно, что для его погрузки и разгрузки более предпочтительны закрытые ленточные конвейеры, чем грейферные краны. Способ пневмотранспортирования не может быть использован проведения этих работ вследствие высокой насыпной массы и меньшей сыпучести губчатого железа по сравнению с зерном, цементом и т.д., которые обычно обрабатываются этим методом.

Из-за высокой насыпкой массы металлизованного сырья в процессе его транспортировки морским путем образуются значительные воздушные пространства в трюмах судов. Опыт показывает, что достаточные меры предосторожности будут обеспечены, если будет организован контроль изменения в этом пространстве содержания кислорода, водорода, СО и СО₂, общая схема которого показана на рисунке 6.3.

Рисунок 6.3 – Система контроля атмосферы трюмов при морской транспортировке губчатого железа: 1 – трюм; 2 – связующие и вентиляционные линии; 3 – фильтр; 4 – трехходовой кран; 5 – холодильник; 6 – сборник конденсата; 7 – измерительная камера для водорода с каталитической ячейкой; 8 – сигнальная сирена; 9 – прибор, показывающий содержание водорода; 10 – преобразователь измерений; 11 - анализатор кислорода; 12 – анализаторы СО и СО2; 13 – газовый насос; 14 - вентилятор

В дополнительном измерении температуры металлизованного сырья нет необходимости, и, кроме того, быстродействие термопар в случае опасности будет меньшим. Системы контроля дымообразования, устанавливаемые обычно на судах, не могут заменить описанного выше устройства, так как при окислении металлизованного сырья дым не выделяется.

В описанной системе мощность вентилятора и вентиляционные разводки рассчитываются для каждого судна в отдельности, в то время как все остальное оборудование может быть типовым с выводом показаний приборов в рубку. Отбор проб газа и выводы вентиляционных рукавов должны соответствовать верхним слоям насыпей губчатого железа в трюмах. Мощность вентиляторов в зависимости от емкости трюмов колеблется от 2 до 6 тыс.м3/ч. Если содержание кислорода в воздушном пространстве трюмов составляет 19 – 21 %, и отсутствуют следы водорода и окиси углерода, то процесс окисления металлизованного сырья не происходит. Признаком его начала является появление в составе газов до 1% водорода и снижение содержания кислорода до 15 – 19%. При быстром окислении содержание водорода повышается до 4 % и более, а содержание кислорода снижается до 15% и менее. Признаком воспламенения металлизованного сырья является появление в атмосфере до 5% и более СО и снижение содержания кислорода до 10% и менее.

Если обеспечиваются отмеченные выше мероприятия при погрузочно-разгрузочных работах и самой транспортировке, от дорогостоящих брикетирования или пассивации губчатого железа можно отказаться, но склонность к окислению железа каждой партии перед погрузкой должна быть определена в лабораторных условиях с оценкой следующих трех величин: скорости окисления; выделения водорода; температуры загорания.

Это дает возможность оценить, какое количество тепла может выделиться в трюмах и как часто необходимо включать вентиляторы в наиболее неблагоприятных случаях.

Лабораторный метод определения скорости окисления (рисунок 6.4) заключается в следующем: навеску 200 – 500 г смачивают дистиллированной водой в количестве 5% (по массе) или 5 %-ным раствором NaCl в том же количестве. Кислород, поглощенный навеской в течение первого часа, пересчитывается на величину с размерностью г О2/(кг•ч) и принимается для оценки.

Рисунок 6.4 – Установка для определения скорости окисления губчатого железа

Выделение водорода определяют на установке, показанной на рисунке 6.5.

Рисунок 6.5 – Установка для определения количества водорода, выделившегося при увлажнении губчатого железа

Масса навески губчатого железа составляет 500 – 1000 г, температура воды 50°С. Образец погружают в дистиллированную воду или в 5 %-ный раствор NaCl. Время анализа составляет на менее 3 дней. Общее количество выделившегося водорода (при 0°С и 760 мм рт.ст.) делится на период анализа.

Температуру возгорания определяют следующим образом. Навеску 500 – 600 г гранул губчатого железа диаметром 3 – 10 мм помещают в сосуд вместимостью 400 см³, установленный в сушильную камеру (рисунок 6.6).

Рисунок 6.6 – Установка и график для определения возгораемости губчатого железа: 1 – сушильная камера; 2 – образец; 3 – термопары; 4 – показывающий прибор; 5 – вентиляция; 6 – температура камеры; 7 – температура образца; 8 – начало возгорания

В рабочее пространство камеры и в сосуд с губчатым железом вводят термопары, после чего температура в камере повышается вначале быстро, а затем медленнее, например 150, 180, 200, 220, 230, …°С, с ожиданием каждый раз выравнивания температуры между образцом и рабочим пространством камеры. Тот момент, когда температура образца превысит температуру камеры, отмечается как температура возгорания.