ОСНОВЫ АГЛОМЕРАЦИИ. ЖЕЛЕЗНЫХ РУД

УСЛОВИЯ ПОЛУЧЕНИЯ ОФЛЮСОВАННОГО АГЛОМЕРАТА

Влияние известковых добавок

За последние годы в доменных печах широко применяют офлюсованный агломерат вместо обыкновенного. В офлюсован ном агломерате пустая порода частично или полностью ошлако­вана известью и в соответствии с этим агломераты различают по модулю основности, т. е. отношению

£ СаО + MgO

SiO‘2 "І - АІ2О3

Здесь химические индексы обозначают весовые проценты соот ветствуюших окислов пустой породы.

Процесс ошлакований пустой породы при агломерации про гекает в условиях кратковременного воздействия высокой тем пературы, в связи с чем для полного взаимодействия между из вестковым флюсом и рудой основное внимание должно быть уделено крупности флюса и контакту его с рудой.

Кроме известковых флюсов, в агломерационную шихту для получения так называемого «комплексного агломерата» вводят иногда марганцевую руду, металлическую стружку и другие добавки, обычно направляемые непосредственно в доменную печь.

Производство офлюсованного и комплексного агломератов имеет следующие преимущества перед производством и приме нением обычного агломерата.

1. Введение известковых флюсов в агломерационную шихту сопровождается, как правило, увеличением производительности агломерационных машин.

2. Восстановимость офлюсованного агломерата выше вое становимости обычного агломерата.

3. Добавка известняка в агломерационную шихту сокраща­ет, а при высокой основности полностью исключает добавку его в доменную печь, что уменьшает расход дорогостоящего метал лургического кокса на выплавку чугуна, улучшает тепловой ба­ланс доменной печи и увеличивает ее производительность.

Вместе с этим производство офлюсованного агломерата име­ет и недостатки, из которых главным являются относительно малая прочность агломерата и известное усложнение техноло­гической схемы агломерационной фабрики вследствие сооруже­ния установки для дробления и подготовки известняка к спека нию.

Известковые флюсы можно вводить в агломерационную шихту в виде известняка, извести, известкового молока, мела и доломитизированного известняка. Каждая из этих добавок ин­тенсифицирует процесс спекания но-разному и требует своих условий подготовки.

Отличительной особенностью офлюсованных агломератов является меньшее по сравнению с обычным агломератом содер­жание фаялита и склонность к распаду — разрушению — с тече­нием времени, что объясняется модификационным превращени­ем ортосиликата кальция и наличием свободной извести. Раз­рушение наступает тем скорее, чем больше в шихту было введе но флюса. Агломераты с добавкой известняка менее стойки чем агломераты с добавкой извести и известкового молока.

При равной степени основности более прочными и устойчи­выми являются агломераты, полученные из богатых руд.

Расчет необходимой добавки известняка для получения аг­ломерата с заданной основностью можно производить по сле­дующей формуле, позволяющей определить количество извест­няка в % к шихте без известняка:

д _ т(кЬг — Д]) + n(kb2 — fls) + p(fe&3— оз)+ .

ах k ■ Ьх

где А — потребная добавка известняка, % к шихте 6es

известняка;

k — заданная основность агломерата;

а1г а^...ап — содержание суммы (СаО + MgO) в компонен тах шихты, %;

blt Ь2 — содержание (А1203 + SiCb) в компонентах шихты, %;

ах — содержание (СаО + MgO) в известняке, %;

Ьх— содержание (А1203 + Si02) в известняке, %; т, п, р — содержание отдельных компонентов в шихте, %.

Можно также пользоваться формулой, предложенной И. М. Архиповым, которая дает потребное количество шихты, вклю чая известняк:

А = ЮР (fe а — О k (а— с) + (d— Ь)

где k — заданная основность;

а — содержание (Si02 + А1203) в шихте без известняка, %;

Ь — содержание (СаО + MgO) в этой же шихте, %; с — содержание (Si02 + А120з) в известняке, %; d — содержание (СаО + MgO) в известняке, %.

Чем мельче известняк, добавляемый в агломерационную шихту, тем меньше времени надо на полное разложение отдель ного зерна, тем скорее это зерно прореагирует с окружающей его кремнекислотой руды и тем полнее произойдет реакция об­разования кальциевого силиката за короткий период высоких температур в зоне спекания. В табл. 34 приводятся данные стойкости агломерата, полученного из криворожской руды с из­вестняком крупностью 5—0; 3—0 и 1—0 мм с основностью 0,8 Испытанию подвергался агломерат крупнее 12 мм. Через каж­дые пять дней рассевали агломерат на фракции +12; 12—6 и 6—0 мм и по выходу фракций крупностью менее 12 мм можно было судить о стойкости агломерата.

Таблица 34

Влияние крупности известняка на стойкость агломерата пр:< хранении

Стойкость агломерата, полученного с известняком крупно­стью 1—0 и 3—0 мм, значительно лучше по сравению со стой­костью агломерата, полученного с известняком крупностью 5— 0 мм, который после тридцатидневного хранения превратился на 60% в мелочь. Из этого следует, что крупность известняка не должна превышать 3 мм, ее желательно снизить до 1—0 мм или даже 0,5—0 мм. Из исследования агломерата следует, что при­чиной распада его являются вкрапления свободной извести, ко тсрая при поглощении атмосферной влаги вызывает разруше ние агломерата.

В табл. 35 приведены результаты наблюдений за изменени­ем кусковатости агломерата с разной основностью в зависимое -

ги от продолжительности хранения. Исходная крупность агло­мерата составляла + 25 мм

Анализируя табл. 35, можно заметить, что с увеличением ос­новности агломерата стойкость его снижается

В целях получения более устойчивого офлюсованного агло мерата ставили опыты с заменой обычного известняка доломи - тизированньш, с тем чтобы избежать получения неустойчивых ортосиликатов кальция. Такая замена, по данным опытов И. М. Архипова [50] с криворожскими рудами, не повлияла заметно на показатели спекания и стойкость агломерата. По данным Н. М. Якубцинера и И. А. Горелика [10], проводивших опыты с маг нитогорскими концентратами, замена обыкновенного известняка магнезиальным сопровождалась получением агломерата с по вышенной механической прочностью, но наблюдений за стой­костью его во времени не проводили.

Заменяя известняк известью, можно снизить количество сво­бодной СаО в агломерате и этим уменьшить интенсивность из­весткового распада.

С технологической точки зрения применение негашеной из­вести имеет ряд преимуществ перед известняком. При увлажне­нии шихты с известью последняя гасится водой с выделением 1280 кал тепла «а 1 кг, что повышает температуру шихты и ин­тенсифицирует процесс спекания. Гидрат окиси кальция Са(ОН)2 обладает связующими свойствами, поэтому даже трудно комкующиеся руды с малой прочностью связи при до бавках водного раствора извести дают прочные комки, обеспе­чивающие высокую газопроницаемость шихте.

Однако применение извести резко ухудшает условия труда на фабриках, так как измельчение и транспортировка извести сопровождаются обильным пылеобразованием.

Работники завода им. Дзержинского разработали конструк­цию машины для обжига известняка, которая разгружает обож­женную известь на транспортер шихты, минуя отдельную транс­портировку извести в шихтовое отделение, что позволяет суще­ственно уменьшить пылеобразование. Эта машина, известная, под названием ОПР [7], применяется на многих агломерационных фабриках УССР.

При небольших добавках извести последнюю целесообраз­но вводить в шихту в виде известкового молока, вынося опера­ции дробления и гашения обожженной извести за пределы аг­ломерационной фабрики. Известковое молоко можно подавать в смесительный барабан вместо воды для получения в шихте опти­мальной влажности или же на сборный шихтовый конвейер пе­ред смесителем.

Сравнительные опыты по спеканию криворожской руды с добавкой известняка и эквивалентного ему количества извести показали, что предпочтительней применять известь (табл. 36).

По данным Витенберга и Мейера [54], эффективность спека­ния увеличивается также при совместной добавке в шихту изве стняка и извести-пушонки.

По исследованиям И. М. Архипова, добавка известняка в шихту сопровождается возрастанием вертикальной скорости спе­кания, однако удельная производительность агломерационных машин по железу понижается вследствие уменьшения выхода годного.

Если принять удельную производительность агломерацион­ной установки при спекании трех характерных типов криворож - ской руды при установленном оптимальном составе шихты без известковых добавок за единицу, то удельные производительно­сти при производстве офлюсованного агломерата с основностью 0,5; 0,7 и 1,0 можно представить в виде таблицы [50] (табл. 37).

Таким образом, наибольшее увеличение удельной производи­тельности наблюдается при производстве агломерата с основ­ностью 0,5, дальнейшее увеличение которой приводит к замет­ному снижению удельной производительности установки. Полу чение агломерата с основностью 1,0 для руды с содержанием же леза 53,44% сопровождается снижением производительности, но все же в целом для большинства криворожских руд добавка из еестняка в шихту сопровождается повышением удельной произ­водительности агломерационной машины по железу.