Процеси отримання металів сирі матеріали доменної плавки, підготовка залізняку - Виробництво
Процеси отримання металів: сирі матеріали доменної плавки, підготовка залізняку - Виробництво залізорудних котунів
| Процеси одержання металів: сирі матеріали доменної плавки, підготовка залізняку |
| Стадії високотемпературного коксування кам'яного вугілля |
| Влаштування коксових печей та цехів |
| Якість коксу |
| Залізні руди |
| Оцінка якості залізняку |
| Відновлюваність руди |
| Найважливіші родовища залізняку |
| Найбільші зарубіжні родовища залізняку |
| Сучасна схема підготовки руд до доменної плавки |
| Збагачення руди |
| Агломерація залізняку і концентратів |
| Конвеєрні агломераційні машини |
| Реакції між твердими фазами |
| Плавлення шихти, кристалізація розплаву |
| Видалення шкідливих домішок із шихти при спіканні руд та концентратів |
| Якість агломерату |
| Виробництво залізорудних котунів |
| Високотемпературне зміцнення котунів |
| Отримання котунів безвипаловим шляхом |
| Металургійні властивості котунів |
| Порівняння металургійних властивостей агломерату та котунів |
| All Pages |
Пвиробництво залізорудних котунів
При агломерації тонкоподрібнених залізорудних концентратів помітно зменшується швидкість процесу (через різке зниження газопроникності шихти). міжтим у зв'язку з постійним збільшенням частки руди, що піддається збагаченню, в металургійний переділ залучається все більше залізорудної сировини, що містить 80-90% і більше фракції
Вдалим вирішенням проблеми окускування тонких залізорудних концентратів стало виробництво залізорудних котунів, вперше запропоноване в 1912 р. Андерсоном (Швеція) і в 1913 р. Браккел'сбергом (Німеччина). Виробництво залізорудних котунів останнім часом розвивалося в багатьох країнах світу високими темпами і в даний час перевищило 200 млн. т/рік.
Схеми отримання котунів являють собою комбінацію двох етапів: формування котунів шляхом окомкування вологої шихти в спеціальних апаратах - окомкователях (виробництво сирих котунів) і зміцнення гранул (випалювальним або безвипалювальним способами) для надання котуни міцності, необхідної для зберігання, транспортування. у печах.
Сирі котуни формуються при окочуванні тонкодисперсного залізорудного матеріалу, зволоженого до певної міри. Тонкоподрібнений залізорудний порошок відноситься до гідрофільних дисперсних систем, що характеризується інтенсивною взаємодією з водою. У такій системі прагнення зменшення енергії реалізується шляхом зниження величини поверхневого натягу на межі розділу фаз (при взаємодії з водою) та укрупнення частинок (в результаті їх зчеплення). Можна вважати, що в цілому дисперсна система залізорудний матеріал-вода має певне термодинамічні прагнення до оздоблення.
Сирі котуни повинні мати достатню міцність, щоб уникнути деформації і руйнування при їх доставці до випалювального агрегату, а також гарною термостійкістю, тобто здатністю не руйнуватися при випалюванні. Для посилення цих властивостейшихту котунів вводять сполучні добавки (головним чином, бентоніт, а також його суміш з водою, вапно, хлористий кальцій, залізний купорос, гумінові речовини).
Найбільшого поширення у виробництві знайшов бентоніт, який у кількості 0,5—1,5 % вводять у шихту перед обгортуванням. Бентоніт - це глини, що відрізняються тонкою дисперсністю, іонообмінною здатністю, високим ступенем набухання при зволоженні, зв'язністю, здатністю поступово виділяти воду при нагріванні. Бентоніт в основному складається з монтморилоніту (Al, Mg)2_3(OH)2-(Si4O10)-/iH2O і близьких до нього за складом мінералів. Частина катіонів кристалічних ґрат здатна заміщатися іонами Са 2+ і Na 1+ . При зволоженні бентоніт інтенсивно поглинає воду, збільшуючись обсягом 15— 20 раз. Вибір бентоніту обумовлений його здатністю при зволоженні утворювати гелі з надзвичайно розвиненою питомою поверхнею (600-900 м 2 /г), яка приблизно в 7 разів більша за поверхню частинок інших сортів глини. Бентоніт збільшує пористість сирих котунів, що сприятливо позначається на швидкості видалення вологи під час сушіння котунів без зниження їх міцності.
На сучасних фабриках обгортування сирі котуни отримують в окомкователях барабанних і тарілчастих (або чашних) типів. Барабанний окомкователь (рис. 72) є циліндричний барабан з гладкою внутрішньої поверхнею, який встановлюють під кутом до горизонту (до 8—9°), і обертається на катках (частота обертання 7—11 хв" 1 ). Зародки окатишів під час руху в барабані під дією сили тяжіння і відцентрової сили притискаються до поверхні барабана, при цьому накочується шар концентрату дрібної фракції, розміри промислових барабанів досить великі: діаметр 3 м і більше, довжина до 14 м.таких агрегатів по сирих котунів становить понад 90—100 т/год. Барабанний окомкователь не дозволяє отримувати котуни дрібного класу, тому за барабаном встановлюють механічний гуркіт, що відсіває котуни дрібної фракції (як правило,
Чашові, або тарілчасті, окомкователи (рис. 73) є похило встановлений (під кутом 45-60 е) диск з бортом. Вихідна шихта, що завантажується в чашу, що обертається, заклинюється між бортом і днищем і піднімається на деяку висоту. Скочуючись по похилому днищу, зародки накочують на себе шар тонкого концентрату, перетворюючись на частинки кулястої форми. Враховуючи, що частинки великих розміру та маси при обертанні тарелі можуть підніматися на велику висоту по борту, висота борту регулює кінцевий розмір сирих котунів.
Діаметр тарелі сучасних промислових грануляторів становить 5-7 м. Їхня питома продуктивність залежить від властивостей шихти і досягає 90 т/год. Тарілчасті гранулятори, поступаючись барабанним у продуктивності та стабільності, забезпечують отримання більш рівномірних по крупині котунів, допускають можливість регулювання та оперативної перебудови режиму робіт. Для тарілчастих окомкователей, як і барабанних, важливе значення мають збереження якісного шару гарнісажу, правильний вибір кута нахилу і швидкості обертання чаші, вологості матеріалу.
Механічна міцність сирих котунів повинна бути достатньою, щоб не відбулося їх руйнування при транспортуванні до випалювальних агрегатів. До цього часу немає обґрунтованої методики визначення величини сил зчеплення в сирому котуні. Зазвичай статичні та динамічні навантаження моделюють випробуваннями відповідно на роздавлювання та скидання.
Випробування на роздавлювання проводять шляхом стиснення котуна з метоювизначення зусилля, при якому котуни деформуються або руйнуються. Мінімальний опір роздавлюванню одного котуна повинен становити 45-55 Н для котунів діаметром 25 мм і 9 Н для котунів діаметром 9,5 мм.
При випробуванні на скидання важливо правильно вибрати висоту. Відповідно до реальних рівнів висот транспортерів при перевантаженні висота скидання має бути не менше 300 мм. В Україні сирі котуни повинні витримувати без руйнування не менше 15 скидань з висоти 300 мм. У США стандартна висота для випробування на скидання (5 разів) становить 457 мм.