ОСНОВЫ АГЛОМЕРАЦИИ. ЖЕЛЕЗНЫХ РУД

Механическая прочность и ситовый состав агломерата

Механическая прочность агломерата является одним из очень важных его металлургических свойств, так как современные до - 13*

менные печи большого объема не могут работать с хорошими по­казателями на агломерате, который во время транспортировки и перегрузок, а так же и при движении в доменной печи разруша­ется с образованием мелочи. По пути следования от агломераци­онной машины в доменную печь агломерат подвергается следу­ющим перегрузкам: 1) с желоба в вагон; 2) из вагона в бункера доменного цеха; 3) из бункеров в вагон-весы; 4) из вагон-весов в скип; 5) из скипа на малый конус; 6) с імалого конуса на боль­шой kohvc; 7) с большого конуса в печь. В случае расположения

аглофабрики вдалеке от заво­да число перегрузок может возрасти. Метода испытания прочности агломерата, кото - рый бы полностью воспроиз­водил условия его разрушения при доставке от агломашины в доменную печь, нет. Однако имеются методы, позволяю­щие оценить сравнительную механическую прочность раз­личных агломератов, и эта оценка позволяет в производ­ственной обстановке создавать условия для получения более прочного агломерата.

Одним из таких методов, получивших на наших агломераци­онных фабриках наиболее широкое распространение, является испытание агломерата в барабане П. Г. Рубина (рис. 57).

Вес пробы агломерата составляет 20 кг. Крупность кусков, входящих в пробу, должна быть от 40 мм и выше. Барабан с за­груженной пробой равномерно вращается в течение 4 мин. со скоростью 25 об/мин. После этого из пробы отсеивается фракция —5 мм, и ее вес, отнесенный к весу всей пробы и выраженный в процентах, является «барабанной пробой», или показателем прочности испытаний в барабане.

В Механобре применяют барабан, изображенный на рис. 58, который состоит из двух железных дисков, соединенных между собой прутьями трапецеидального сечения с зазорами по 5 мм. Для загрузки в барабан и выгрузки агломерата часть прутьев соединена в съемный сегмент размерами 0,3 X 0,25 м, крепящий­ся на шарнирах с барашками Мелочь размерами 5—0 мм, обра­зующаяся в процессе истирания агломерата, проваливается в за­зоры между прутьями в металлический бункер, прикрепленный к станине барабана.

В устье бункера имеется выпускное отверстие, прикрываю­щееся шибером, через которое по окончании испытания мелочь разгружается в сосуд и взвешивается.

Ряс. 58 Схема устройства барабана для испытания механической ттпочности агломерата системы

Механобра

Затем определяют показатель прочности в барабане (бара­банное число) по формуле

а - 100 Л *

где А — вес пробы, взятой для испытания, кг;

а—вес мелочи 5—0 мм, образовавшейся в процессе испы­тания, кг.

В Западной Европе для испытания прочности агломерата по­лучил распространение барабан Микум размерами 1000x1000 мм с четырьмя полками шириной 100 мм. т. е. подобный бараба­ну проф. Рубина. Время испытания 4 мин., при этом барабан вращается со скоростью 25 об/мин.

Результаты испытания характеризуются числом Поля, опре­деляемым по формуле

2 а + Ь d + Зс ’

где а — выход фракции агломерата размерами более 50 мм, %; Ь — выход фракции агломерата размерами 50—10 мм, %; Ь — выход фракции агломерата размерами 50—10 мм, %; с—выход фракции агломерата размерами менее 1 мм, %• В качестве стандартного испытания механической прочности агломерата Механобром рекомендуется трехкратное сбрасыва­ние с высоты 2 м на чугунную плиту пробы весом от 10 до 20 кг и истирание в барабане, подобном по конструкции коксовому барабану Сундгрена (см. рис. 58), принятому для испытания кокса на отечественных металлургических заводах. При этом ос­новным видом испытания является барабанная проба.

По данным А. И. Мачковского [57], офлюсованный агломерат из криворожских руд имеет более равномерный ситовый состав, чем обычный: содержание фракции 5—0 мм в офлюсованном аг­ломерате на 3—4% меньше, а содержание фракции +80 мм на 5—15% меньше, чем в обычном агломерате.

В табл. 61, 62 и 63 приведен ситовый состав агломератов трех южных заводов, подтверждающий указанную закономерность.

Обращает на себя внимание отсутствие стандарта в ситовых рассевах агломерата: каждая фабрика по-разному и совершенно произвольно выбирает шкалу рассева, руководствуясь, очевид­но, имеющейся в наличии размерностью сит.

Практикой и исследованиями установлено, что наименее про­чный агломерат дают бурые железняки, а наиболее прочный — магнитные железняки. Красные железняки занимают промежу­точное положение. Из концентратов обжигмагнитного обогаще­ния бурых и красных железняков получается агломерат столь

Ситовый состав агломерата Макеевской агломерационной фабрики

Ситовый состав агломерата Енакиевской агломерационной фабрики

Ситовый состав агломеріта агломерационной фабрики завода
им. Дзержинского

же прочный, как из естественного магнетита. Прочность агломе­рата зависит не только от формы железного окисла, содержаще­гося в руде, но также от степени измельчения руды и ее ситовой характеристики.

Средние показатели прочности агломератов из различных ти­пов руды, полученные по методу Механобра, приведены в табл. 64.

Прочность различных агломератов

Следует отметить, что приведенные в табл. 64 цифры дают от­носительное представление о прочности агломератов из различ­ных руд. Вес пробы для испытания агломерата на прочность при ручном опробовании рекомендуется принимать равным 20 кг. Такой вес пробы является достаточно представительным, что под­тверждается результатами определения прочности различных агломератов (см. табл. 65) и плотного высокогорского магнети­та, взятого для сравнения.

По данным проф. В Я. Миллера [58]. высокая прочность аг­ломерата из магнетитовых руд достигается благодаря большой суммарной контактной поверхности частиц в единице объема ши­хты и дополнительному упрочнению в результате перехода Fe304 в Fe203 при минимальном развитии жидкой фазы.

Бурые железняки вследствие больших потерь в весе при спе­кании, усадки и обильного образования жидкой фазы дают силь­но оплавленный, хрупкий агломерат.

Горное бюро США, исследуя качество агломерата, применя­ло четырехкратное сбрасывание пробы весом 40 кг с высоты 1830 мм; в качестве показателя прочности принимало изменение среднего размера кусков агломерата.

Высота падения 1830 мм (6 футов) взята по аналогии с испы­танием кокса и, по мнению авторов работы, четырехкратное ис­пытание должно воспроизводить:

а) падение с агломерационной машины в вагон;

б) погрузку в бункер доменного цеха,

в) погрузку в бункер вагон-весов;

г) падение при загрузке в доменную печь.

Эта высота сбрасывания применяется и на некоторых агло­мерационных фабриках Советского Союза.

Инж. В. А. Сахарнов, подвергнув анализу данные Американ­ского горного бюро, пришел к заключению, что вместо среднего размера кусков, определение которого отнимает много времени, показатель прочности может быть выражен остатком материала той крупности, какую имела взятая Для испытания проба. На-

пример, если для испытаний была взята проба весом 100 кг и крупностью свыше 50 мм, а после испытаний осталось 40 кг ку­сков размером +50 мм, то число 40 и является показателем про­чности. Подвергнув материалы работы Горного бюро США пе­ресчету по своему методу, В. А. Сахарнов получил почти полное

совпадение с данными бюро по оценке прочности различных проб агломерата. В табл. 66 сопоставлены результаты оценки прочно­сти агломерата по методу Горного бюро США и инж. Сахарнова.

По сравнению с барабанной пробой проба на сбрасывание дает менее отчетливое представление о механической прочности агломерата.

Прибор, рекомендуемый институтом «Механобр» для испы­тания агломерата на сбрасывание (рис. 59), состоит из металли­ческого ящика размерами 400x400x400 мм. Ящик установлен на рейках, по которым он может передвигаться в вертикальной

плоскости; его можно закрепить на желаемой высоте. Днище ящика состоит из двух створок, свободно открывающихся на шар­нире при нажатии рычага, удерживающего створки в закрытом положении. Внизу прибора расположена чугунная плита разме­рами 650x650 мм, огражденная деревянным съемным ящиком высотой 350 мм—для предотвращения разбрасывания агломе­рата при ударе о плиту.

Испытание прочности агломерата на раздавливание произво­дится, в приборе (рис. 60), заимствованном из коксовой практики.

Прибор состоит из квадратной металлической коробки, за­крывающейся в нижней части двумя плоскостями, свободно вра­щающимися на шарнирах и образующих в устье ящика двугран­ный угол. Шарнирно укрепленные плоскости плотно закрывают­ся при помощи грузов-противовесов. Вверху ящика, на станине прибора, имеется винтовой пресс. При испытании в ящик загру­жается проба агломерата весом 2—3 кг и сверху загруженный агломерат зажимается винтовым прессом с таким расчетом, что­бы на поверхность устья ящика приходилось давление, равное примерно 2 кг/см2.

Регулировка давления осуществляется соответствующей установкой противовесов. Получаемые на данном приборе пока­
затели прочности, выраженные выходом фракции 5—0 мм, по своему цифровому значению почти одинаковы с показателями ударной пробы, что говорит о недостаточной жесткости данных испытаний.

Из рассмотрения существующих способов испытания проч­ности агломерата следует, что наиболее характерные показатели дает барабанная проба, которая в обязательном порядке должна быть введена на всех фабриках.

При всем этом следует отметить, что во всех видах испыта­ний механической прочности агломерата имеется общий недоста­ток — испытывается чаще всего проба агломерата, прочность которой не отражает средней прочности агломерата данной пар­тии. Необходимо разработать методику отбора средней пробы агломерата для испытаний его качества и только после этого представится возможность выбрать и оценить надлежащую ме­тодику испытания механической прочности агломерата.

Пробоотборник должен периодически пересекать поток агло­мерата после отсева возврата. Разделка проб, испытание проч­ности и ситовые анализы должны быть полностью механизиро ваны.

Разработка мероприятий по опробованию механической прочности агломерата является первоочередной задачей научно - исследовательских и проектных организаций.