1 Агломераційне виробництво
Агломерація - це процес окускування дрібних руд, концентратів і колошникового пилу спіканням в результаті спалювання палива в шарі матеріалу, що спікається. Найбільш поширені стрічкові агломераційні машини зі спіканням шару шихти на колосникових гратах, що рухаються при просмоктуванні повітря через шихту.
Продукт спікання - агломерат є кусковий пористий продукт чорного кольору.
Агломерацію слід розглядати ширше, ніж окускування, тому що при цьому видаляються деякі шкідливі домішки, розкладаються карбонати і виходить пористий кусковий, до того ж офлюсований матеріал.
Основні складові агломераційної шихти - залізовмісні матеріали (руда, рудний концентрат), повернення, паливо, волога, що вводиться для обгортування шихти, вапняк, що вводиться для отримання офлюсованого агломерату.
Крім того, в шихту найчастіше вводять вапно, що покращує комкуваність шихти, підвищуючи її газопроникність та міцність агломерату; марганцеву руду підвищення вмісту марганцю в чавуні і відходи.
Підготовку шихти, як і спікання, проводять на агломераційних фабриках. Підготовка шихти повинна забезпечити усереднення, необхідну крупність, дозування компонентів шихти, змішування та оздоблення її.
Для забезпечення рівномірного розподілу компонентів по всьому об'єму шихти необхідно здійснювати хороше змішування шихти, що зазвичай проводять у барабанах, що обертаються, спочатку в змішувальному, а потім в окомковательном. На деяких аглофабриках ці операції поєднують в одному барабані.
Схема процесу представлена на рис.1. На колосникові ґрати 1 конвеєрної стрічки завантажують «ліжко» 2 висотою 30-35мм.
Рис.1 Схема агломераційного процесу:
а – початок процесу; б – проміжний момент; в –Кінцевий момент.
Щоб процес розпочався, спеціальним запальним пристроєм нагрівають верхній шар шихти до 1200-1300 про, і паливо займається. Горіння підтримується внаслідок просмоктування атмосферного повітря. Зона горіння висотою близько 20мм поступово просувається зверху донизу.
У зоні горіння температура досягає 1400-1500 про З. За таких температур вапняк СаСО3 розкладається на СаО і СО2, а частина оксидів заліза шихти відновлюється до FеО.
Коли зона горіння опуститься нижче місць утворення рідкої фази, повітря, що просмоктується зверху, охолоджуємо масу, просочену рідкою фазою, і остання твердне, в результаті чого утворюється твердий пористий продукт - агломерат. Пори виникають у результаті випаровування вологи та просмоктування повітря. Просування через шар шихти зверху в них зони, в якій відбувається горіння палива і формування агломерату триває 8-12хв і закінчується при досягненні ліжка.
Основні хімічні реакції, які відбуваються при агломерації. Горіння палива відбувається за реакціями:
У продуктах горіння, що відводяться, відношення СО2:СО дорівнює 4÷6, але поблизу палаючих шматочків коксу атмосфера відновна, що викликає відновлення оксидів заліза. Частина оксидів Fе3О4 відновлюється до FеО:
Вапняк розкладається за реакцією СаСО3 → СаО + СО2. що йде з поглинанням тепла.
При агломерації видаляється сірка та частково миш'як. Протікає багато реакцій взаємодії між оксидами шихти, у результаті утворюються десятки різних хімічних сполук.
Виробництво агломерату ведуть на агломераційних фабриках, до складу яких входять комплекс обладнання для підготовки шихти, стрічкові агломераційні машини та комплекс обладнання для дроблення та охолодження отриманого агломерату та відсіву.його дрібниці.
Рис.2 Схема агломераційної машини
Агломераційна машина рис.2 має в якості основного елемента замкнуту стрічку з окремих спікальних візків-паллет 2. Візок - це колосникові грати, що спираються на чотири ролики з поздовжніми бортами; візки рухаються напрямними рейками під впливом пари приводних зірочок 1.
Під візками робочої гілки стрічки розташовано 13-26 вакуум-камер 6, в яких ексгаустера 9 створюють розрідження 10-13кПа. На стрічку, що рухається, живильником 3 укладають ліжко з повернення агломерату крупність 10-25мм. Потім живильником 4 завантажують шар шихти заввишки 250-350мм. Далі шихта на стрічці, що рухається потрапляє під запальний горн 5, який нагріває поверхню шихти по всій ширині до 1200-1300 про С, в результаті чого спалахує паливо. При подальшому русі стрічки за рахунок просасиваемого ексгаустером 9 зверху повітря шар горіння коксу і спікання агломерату переміщається вниз, а продукти згоряння через вакуумні камери 6 надходять у пиловловлювач 8 і далі викидаються в атмосферу через трубу 10.
Формування агломерату закінчується на горизонтальній ділянці руху стрічки; цей момент легко визначають по різкому падінню температури газів, що свідчать про закінчення горіння коксу. Готовий агломерат при обгинанні стрічкової холостої зірочки 7 зсипається вниз. Він потрапляє у валкову дробарку гарячого дроблення і потім на гуркіти, де від подрібненого продукту відсівають гаряче повернення. Далі агломерат надходить на охолоджувач, де він протягом 40-60 хв охолоджується. Потім агломерат прямує на гуркіти холодного агломерату, де відокремлюється ліжко. Після цього готовий агломерат транспортують конвеєром в доменний цех.