ОСНОВЫ АГЛОМЕРАЦИИ. ЖЕЛЕЗНЫХ РУД

Материальный баланс процесса спекания. и расчет состава агломерата

Для определения химического состава агломерата (расче­том) и составления материального баланса процесса спекания необходимо получить полный химический анализ входящих в шихту компонентов и золы топлива. Возврат, представляющий по химическому составу тот же агломерат, составляет постоян­ную, циркулирующую часть агломерационной шихты.

Приведем в качестве примера расчет состава агломерата при спекании шихты (табл. 69).

Таблица 69

Химический состав компонентов шихты

Компоненты шихты

Содержание, %

Потери при прокаливании

Fe

Fe,0,

FeO

SIO,

A1,0,

CaO

MfiO

MnO

S

P. O.

Руда А................. .

60,5

85,5

0,2

10,5

1,2

0.4

0.2

0,5

0,01

0,03

1,46

Руда Б...................

42,3

40,3

18,1

22,8

11,7

0.9

1.2

0.7

0,1

0,16

4,04

Колошниковая пыль

45,8

55,0

10,5

14,0

5,0

10,0

0.7

0,6

0.1

0,10

4,00

Известняк

0,35

0,5

1.7

0,5

54,0

0,7

0,04

0,03

42,53

Зола коксика

9,25

13,3

50,0

32,0

3,0

1.0

0,7

Определение состава агломерата и материального баланса процесса спекания сводится к арифметическим вычислениям, для чего необходимо знать выход прокаленного остатка по каждому из компонентов, безвозвратные механические потери шихты при спекании и потери в весе железных окислов в результате обра­зования закиси железа. При агломерации магнетитовых руд же­лезные окислы не только не уменьшаются, но могут увеличить свой вес вследствие частичного перехода Рез04 в Ре20з, что име­ет место при агломерации магнетитов с малым количеством го­рючего.

При современных газоочистных и пылеулавливающих уст­ройствах безвозвратные потери пыли на агломерационных фаб­риках в среднем не превышают 0,5%.

Потеря в весе от химической реакции в результате перехода Fe203 в Fe304 зависит от содержания закиси железа в агломера­те, которое в офлюсованном агломерате можно принять 8 — 12%. Зная содержание железа в отдельных компонентах и коли­чество закиси железа в агломерате, можно легко подсчитать потерю в весе данного компонента.

Переход Fe203 в Fc304 можно представить уравнением

3Fe203 - 2Fe3Oj + О,

из которого следует, что три молекулы окиси железа весом 480 г в результате отщепления кислорода теряют в весе 16 г, или иначе, с переходом в магнитную окись на 168 г железа те­ряется 16 г кислорода. Отсюда, зная содержание закиси железа в агломерате, легко подсчитать потерю в весе в результате пе­рехода Fe203 в Fe304.

Расчет производится следующим образом. Предположим со­держание FeO в агломерате равно 10%, что отвечает содержа­нию металлического железа

10 х 56 72

где 56 — атомный вес железа;

72 — молекулярный вес FeO.

При содержании железа в руде 42,3%, содержание металли­ческого железа в виде Fe203 будет

42,3 — 7,8 = 34,50%,

что отвечает содержанию Fe203

31,50 • 160

112

Сумма окислов железа Fe203+Fe0 в руде по анализу 40,30+ 18,10 = 58,40%.

Сумма Fe203+Fe0 в агломерате по расчету 49,30 + 7,8 = 57,10%.

Потеря в весе руды в результате перехода части Fe203 в FeO составит

58,40 — 57,10= 1,39%. -

Приведенные выше вычисления можно выразить одной фор­мулой:

х — 0,11 (% F еОагл. % йеОруды) і

где х — искомая потеря руды в весе вследствие образо­

вания FeO;

FeOarJI — содержание FeO в агломерате, %'.

FeOpyilbl — содержание FeO в руде, %.

Коэффициент 0,11 получается в результате вычислений по­терь кислорода окисью железа исходя из реакции

6Fe203 -> 4Fe304 + 02.

Определив потерю в весе от химических реакций отдельных компонентов и зная механические потери, дальше вычисляется средневзвешенный химический состав шихты.

Продолжим наши расчеты исходя из указанного выше соста­ва шихты, в которой рудную часть примем состоящей из 70°/о руды А и 30% руды Б. Таким образом, суточный расход будет, т.

Руды А... 6630x 0,7 = 4641

Руды Б.................. 6630 x0,3 = 1689

Всего. . 6630

Расчет будем вести на получение офлюсованного агломерата с основностью 0,5.

Для выяснения необходимой добавки известняка надо про­извести расчет чудной части шихты с определением содержания в ней кислот и оснований с учетом состава золы коксика.

Количественный состав рудной части шихты следующий:

m

%

Руда А...... .

4641

65,6

Руда Б..................

1689

28,1

Кол. шийковая пыль

325

4,6

Зола коксика....

610,6X0,2=122

1.7

Всего.

7077

100

Каждый из компонентов вносит в шихту, %: кремнезема:

65,6x10,5

руда А (10,5% Si02).................................... —------ = 6,83

28,1x22,8

1С0

колошниковая пыль (14,0% Si02) зола коксика (50,0% Si02)

Итого Si02 в ши хте

14,70

гл инозема:

руда А (1,2% А1203).....................

65,6x1,2

100

0,79

руда Б (11,7% А1203)...................

28,1X11,7

100

3.2С

колошниковая пыль (5,0% А1203)

4,6X5,0

0,23

100

зола коксика (32,0% А1203)

1,7x32,0

0,54

100

4,6x14,0

100

1,7x50

.100

= 0,85

Итого А1203 в шихте 4,85

Итого СаО в шихте

1,02%

окись магния:

руда А (0,2% MgO) . .

65,6X0,2

100 -0’13

руда Б (1,2% MgO) ......

28’|п[11]п1’2 -0,3* 100

колошниковая пыль (0,7% MgO)

4,6X0,7

• 100 =0'03

зола коксика (1,0% MgO) . . . .

1,7x1,0 100 =0'02

Итого MgO в шихте. .

0,52%

Сумма кислот в шихте Si02+А 1203= 14,70+4,85= 19,55%. Сумма оснований в шихте СаО+MgO= 1,02 + 0,52= 1.54%_

Добавку известняка до основности 0,5 определяем по формуле _ loo (Ка — Ь)

іде а — содержание (Si02 + AI2O3) в шихте. %; b — содержание (СаО + MgO) в шихте, %; с —содрежание (Si02 + А1203) в известняке, %; d —содержание (СаО + MgO) в известняке, %;

К — заданная основность.

Подставляя в формулу вычисленное содержание суммы ос­нований и кислот в шихте и известняке, получим необходимую добавку известняка в шихту для обеспечения основности 0,5:

^ 100 (0,5 х 19,55 — 1,54) 824 j Я о/

Х 0,5(19,55— 2,2) + (54,7— 1,54) 61,84 ~ ’ °’

считая на сумму: руда + колошниковая пыль + зола коксика (6630+325+122 = 7077 т), которая составляет 100—13,3=86,7%; определяем весовой расход известняка:

_ 7077 - ЮО--- 7077 = 1085 ml сутки.

86,7

Окончательный состав шихты (без возврата):

т %

Руда А. . . 4641 53,6

Руда Б.......................................... 1989 23,0

Колошниковая пыль 325 3,8

Известняк.................................. 1085,0 12,5

Кокснк....................................... 610,6 7,1

Всего............. 8650,6 100

Подсчитаем выход и состав агломерата, принимая содержа ние FeO в агломерате 10% и механические потери 0,5%.

Р у д а А %

Потери в результате химических реакций1 0,11(1,0 — 0,2) =1,08

Потери при прокаливании....................................................... 1,46

Механические потери............................................. 0,50

Всего, .... 3,04

Переходит в агломерат 100—3,04 = 96,96%, или

4641 х”-96 = 4500 т.

100 [12] х

Для руды Б будет прирост в результате окисления магне­тита и вычисленную величину нужно вычесть из суммы всех по­терь, %:

Р У Л а Б %

Потери в результате химических реакций 0,11(10—18,1) = 0,80 Потери при прокаливании. . 1,04

Механические потери............................................................ 0,50

Всего 4,54 — 0,89 = 3,65

Переходит в агломерат 100—3,65 = 96.35%, или

1989 X 96.35
100

Колошниковая пыль

Прирост в результате химических реакций,

как в руде Б..........................................

Потери углерода при прокаливании Механические потери

Всего. . . . 4.50—0,05=4,45

Переходит в агломерат 100—4,45 = 95,55%, или

325 X 95,55 = 312 т 100

Известняк

Потери при прокаливании.... Механические потери......

Всего

Переходит в агломерат 100—43,03 = 56,97%, или 1185 x 56.97 . —. п]я т.

luo

Содержание золы в коксике 20% и вся она перейдет в агло­мерат, за исключением 0,5% механических потерь. Количество золы коксика равно 610,6 X 0,2 = 122 т.

Перейдет в агломерат 100—0,5 = 99,5%, или

122 X 99,5 121 т.

100

Всего перейдет в агломерат:

Руда А 4500 60,4

Руда Б................................................... 1917 25,4

Колошниковая пыль 312 4,2

Известняк................ ...... 618 8,3

Зола коксика.............................................. 121 1,7

7468 100,0

От принятого состава шихты (без топлива и воды) это соста­вит (7468 : 8650,6) • 100 = 86,3%.

Все содержащиеся в компонентах шихты элементы, за ис­ключением серы, мышьяка и цинка, полностью перейдут в агло­мерат. Выгорание мышьяка на Камыш-бурунской фабрике до­стигает 25% от исходного содержания в руде, выгорание цинка при обычном процессе не превышает 5%-

Содержание в агломерате нелетучих соединений увеличится в процентном отношении на величину потерь от химических ре­акций в результате образования окиси железа и вследствие по­терь от прокаливания. Химический состав входящих в шихту компонентов с учетом потерь в весе определяют по формуле

_ а■ 100 (100 — fc) '

где х — искомое содержание химического элемента с учетом по­терь в весе;

а — исходное содержание химического элемента; b — потеря в весе в процессе спекания.

Выгорание серы принимаем до содержания 0,01%. что Для руды Б и колошниковой пыли составит десульфурацию, равную 80% (табл. 70).

Таблица 70

Химический состав компонентов шихты с учетом потерь в весе

Компоненты шихты

Потеря В весе*

%

Содержание, %

Fe

SiO,

Al, o,

CaO

MgO

MnO

s

P. O.

Руда А

2,54

62,2

10,9

1,25

0,41

0,28

0,52

0,01

0,031

Руда Б.................. .

3,15

43,6

24,6

12,1

0,93

1,24

0,73

0,14

0,165

Колошниковая пыль. .

3,95

50,1

14,5

5,2

10,4

0,73

0,62

0,12

0,12

Известняк.

42,53

0,61

2,97

0,87

94,0

1,22

0,05

Зола коксика.............

9,25

50,0

32,0

3,0

1,0

0,7

* Графа включает ранее вычисленные потери от химических реакций и от прокалива­ния без механических потерь.

17 А. М. Парфенов

Химический состав агломерата будет представлять средне­взвешенное содержание отдельных составляющих, расчет кото­рого приводится в табл. 71.

Таблица 71

Расчет химического состава агломерата

Содержание, %

Наименование

Fe

SiO,

аі£о,

CaO

MgO

MnO

S

PaO,

Руда А вносит... Руда Б » .... Колошниковая пыль. .

Известняк..................

Зола кокса.................

37,32

11,07

2,00

0,05

0,16

6,54

6,25

0,58

0,25

0,85

0,75

3,07

0,21

0,07

0,54

0,25

0,24

0,43

7,80

0,05

0,15

0,31

0,02

0,10

0,02

0,31

0,18

0,03

0,06

0,02

0,003

0,018

0,042

0,004

0,004

0,012

Состав агломерата

50,60*

14,47

4,64

8,77

0,60

0,52

0,083

0,080

* В том числе 10% FeO.

В табл. 72 приведен материальный баланс процесса спекания.

Таблица 72

Материальный баланс процесса спекания

* Поступает

m

%

Выдается (уходит)

m

%

Руда A..................

4641,0

42,4

Агломерат....

7391

67,5

Руда Б.................

1989,0

18,0

Возврат...............

1650

15,1

Кслошниковая пыль

325,0

3,0

Уходит с газами

Известняк

1085,0

9,9

(вода, кислород,

Возврат...............

1650,0

15,1

пыль, углерод и

Кексик.................

610,6

5,5

другие)..............

1901,3

17,4

Вода....................

648,7

5.9

10949,3

100

10949,3

100

При проектировании фабрик производительность машин при­нимается на основании данных, полученных либо в лаборатор­ных опытах по спеканию руд, либо на основании существующей практики действующих фабрик.

Производительность агломерационной машины подсчиты­вается по формуле

Счас = 60-F-C-1-K.

Все величины в формуле (за исключением F) определяются экспериментальным путем.

Примем вертикальную скорость спекания равной 25 мм/мин, или 0,025 м/мин, а насыпной вес шихты 1,5 т/м3. Выход агломе­рата согласно материальному балансу 0,675 (67,5%). В этом случае производительность агломашины площадью 50 м2 будет

Q = 60 х 50 х 0,025 х 1,5 х 0,675 = 75,9 т/час, или 75,9 X 24 = 1822 т/сутки.

Потребное число машин для производства заданного количе­ства агломерата

7391 : 1822 » 4 машины.

Удельная производительность машины будет 75,9:50= 1,52 т/м2-час.

Если для проектирования задана удельная производитель­ность машины, то определение потребного числа машин сводит­ся к следующим вычислениям.

Производительность 1 м2 машины в сутки

1,52 x 24 = 36,48 т.

Потребная площадь машин для производства заданного количества агломерата

7391 :36,48= 203 м

Откуда необходимое число агломерационных машин пло­щадью 50 м2 составит

203:50 ~ 4 машины.

Расчетом не учтены простои машин на текущий и капиталь­ный ремонты. Очевидно, для ритмичного производства агломе­рат? количество агломерационных машин следует увеличить или же совмещать простои их на ремонт с ремонтными работами в доменном цехе.

Определив число агломерационных машин, устанавливают принципиальные узлы технологической схемы, как-то: количест­во стадий смешивания, метод выделения постели, величину ва­куума и т. д., руководствуясь результатами исследовательских работ и существующим оборудованием.

После выбора и уточнения технологической схемы и основных типов оборудования приступают к решению генерального плача фабрики, т. е. к взаимному размещению отдельных сооружений, привязка к транспортным железнодорожным магистралям пунк­тов приема сырых материалов и выдачи готовой продукции, при­вязке к источникам газо - и водоснабжения и размещению газо­вых, водопроводных и канализационных трасс.

17*

При планировке корпусов фабрики необходимо учитывать направление господствующих ветров в районе строительства и располагать корпуса со стороны, противоположной разгрузочной части агломерационных машин, где наиболее обильно пыле - и газообразование.

Добавить комментарий

ОСНОВЫ АГЛОМЕРАЦИИ. ЖЕЛЕЗНЫХ РУД

Фабрики, оборудованные переносными чашами

Переносные чаши были созданы с целью всемерного уде­шевления стоимости небольших агломерационных фабрик, что сделало бы их доступными для самых маленьких металлурги­ческих заводов, какими является большинство шведских заво­дов, где и возникла …

Фабрики, оборудованные стационарными чашами

В стационарных чашах загружают и зажигают шихту при помощи передвигающегося над ними загрузочного вагона и 20 А М. Парфенов подвижного зажигательного горна. Разгрузка агломерата осу­ществляется опрокидыванием чаши вокруг своей горизонталь­ной …

Пуск и эксплуатация агломерационных машин

Пуск в эксплуатацию агломерационных машин совпадает обычно с вводом в действие новых агломерационных фабрик или же с вводом в эксплуатацию следующей очереди строительства уже действующей фабрики. В том и другом …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.