Металлургия

Качество агломерата

Качество агломерата
Высококачественный агломерат прочен, почти не разрушается при нагреве и восстановлении в доменной печи, характеризуется высокой восстановимостью, высокой температурой начала размягчения и коротким интервалом размягчения.
Прочность агломерата определяется строением его кусков (их текстурой) и минералогическим составом. Установлено, что кусок агломерата не является однородным и представляет собой систему блоков (сгустков вещества), разделенных крупными порами неправильной формы. Блоки сварены друг с другом по поверхности, и текстура куска в целом напоминает строение виноградной грозди. Периферийная зона блока состоит главным образом из кристаллов магнетита, между которыми располагаются небольшое (5—10 %) количество силикатной связки и стекла. Ближе к центру расположена промежуточная зона с повышенным (10—30 %) количеством связки. Наконец, в центре блока всегда имеется одно или несколько силикатных «озер», которые на 60—80 % состоит из Саоливина. Здесь среди массы силикатов и стекла расположены дендриты магнетита, его скелетные кристаллы, эвтектики Саоливин-магнетит, силикаты кальция. Остатки руды встречаются только в периферийной зоне блока, а остатки коксовой мелочи только в его центральной части. Пористость в пределах блока тонкая. Форма сечения пор близка к круглой. Абсолютные размеры блоков увеличиваются по мере укрупнения коксовой мелочи, используемой для спекания.
Подробнее

Удаление вредных примесей из шихты при спекании руд и концентратов

Удаление вредных примесей из шихты при спекании руд и концентратов
В ходе агломерации происходит интенсивное выгорание сульфидной серы шихты. Пирит FeS2 и пирротин FeS начинают окисляться с 250—280 °С по реакциям: 4FeS2 + 11О2 = 2Fe2O3 + 8SO2; 4FeS + 7O2 = 2Fe2O3 + 4SO2. Выше 1383 °C в воздушной атмосфере гематит диссоциирует с образованием магнетита, который и является в этом случае единственным твердым продуктом реакции: 3FeS2 + 8О2 = Fe3O4 + 6SO2; 3FeS + 5О2 = Fe3O4 + 3SO2
Определенную роль играет и прямое взаимодействие оксидов железа шихты и сульфидов: 16Fe2O3 + FeS2 = HFe3O4 + 2SO2 (более 500°C); 10Fe2O3 + FeS = 7Fe3O4 + SO2 (более 1100°C).
В присутствии катализаторов (Fe2O3) до 40 % SO2 окисляется до SO3. Некоторая часть органической серы коксовой мелочи переходит в газовую фазу и присутствует в газовой фазе в виде паров комплексов S2 (500—600 °С); S6 и S8 (до 500 °С). В отходящих газах установлено также наличие H2S и COS. В зоне горения твердого топлива сернистые соединения захватываются из газовой фазы железистым силикатным расплавом и растворяются в нем в виде CaS. Кроме того, при температурах до 900—1000 °С известь, известняк и ферриты кальция поглощают SO2 из газа по схеме: СаО + SO2 + 0,5Н2О = CaSO3*0,5H2O (сульфит кальция); CaSO3*0,5H2O = CaSO3 + 0,5Н2О (>150 °С); CaSO3 + 0,5О2 = CaSO4 (ангидрит).
Удаление вредных примесей из шихты при спекании руд и концентратов
Подробнее

Плавление шихты, кристаллизация расплава и образование конечной микроструктуры агломерата

Плавление шихты, кристаллизация расплава и образование конечной микроструктуры агломерата
Плавление шихты, кристаллизация расплава и образование конечной микроструктуры агломерата
Процессы размягчения и плавления происходят только в зоне горения твердого топлива, так как лишь здесь температуры достаточны для перегрева веществ выше поверхности солидуса (размягчение) и ликвидуса (плавление) по соответствующим диаграммам состояния. Как уже указывалось, шихта в большинстве случаев не содержит легкоплавких компонентов. Однако после начала реакций между твердыми фазами образуются новые соединения (рис. 1) с пониженной температурой плавления. Первые капли силикатного и ферритного расплавов начинают растворять в себе всю массу шихты в зоне горения твердого топлива, чему способствуют неограниченная их растворимость в расплаве выше поверхности ликвидуса, с одной стороны, и быстрое повышение температур, с другой. Исследование кинетики смачивания и растворения компонентов агломерационной шихты в расплавах, проведенное Г. Г. Ефименко, Д. А. Ковалевым, А. И. Каракашем, С. В. Базилевичем, показало, что известь и магнезия хорошо смачиваются и энергично растворяются в расплавах силикатов железа; гематит и кварц — в расплавленных ферритах кальция. Углы смачивания Fe3O4, Fe2O3, CaO, MgO, SiO2, A12O3 расплавами на основе CaFeSiO4 и CaFe2O4 при 1300—1400 °C не превышают соответственно 30 и 60°.
Подробнее

Реакции между твердыми фазами

Реакции между твердыми фазами
Испарение гигроскопической влаги шихты при агломерации происходит в зоне сушки и подогрева шихты толщиной до 30 мм со скоростью 30—35 г/(м2-с). Эта величина, отнесенная к 1 м2 поверхности комков шихты, во много раз превышает интенсивность парообразования в паровых котлах, что объясняется тесным контактом отходящих газов с подсушиваемым материалом. Установлено, что практически при любой вертикальной скорости спекания сушка шихты успеет завершиться под зоной горения твердого топлива. Это относится и к случаям спекания под давлением с максимальными скоростями; гигроскопическая влага никогда не попадает в зону горения и ее можно не учитывать в тепловом балансе.
Реакции между твердыми фазами
Подробнее

Конвейерные агломерационные машины

Конвейерные агломерационные машины
Чашевые агломерационные установки периодического действия характеризуются относительно низкой производительностью, так как почти половина рабочего времени при их эксплуатации уходит на загрузку чаш шихтой, зажигание и выгрузку готового агломерата. С изобретением в 1906 г. непрерывно действующей ленточной агломерационной машины строительство крупных чаше-вых агломерационных установок было сокращено и в настоящее время во всем мире не более 3 % агломерата изготовляется на установках этого типа.
Первая ленточная агломерационная машина, конструкция которой была предложена в 1906 г. американцами А. Дуайтом и Р. Ллойдом, вошла в эксплуатацию в 1911 г. в г. Бёдсборо (США, шт. Пенсильвания). Машины этого типа получили широкое распространение во многих странах. В настоящее время в мире работает более 1000 аглолент суммарной производительностью до 450 млн. т агломерата в год. Советский Союз занимает первое место в мире по производству агломерата (151,4 млн. т в 1984 г.).
Ход процесса спекания на конвейерных машинах показан на рис. 1.
Конвейерные агломерационные машины
Подробнее

Агломерация железных руд

Агломерация железных руд
Окускование пылеватых железных руд и тонких концентратов перед доменной плавкой позволяет существенно улучшить технико-экономические показатели работы доменных печей, увеличить их производительность. Значительные капитальные затраты на строительство фабрик окускования рудного сырья и расходы на их эксплуатацию сравнительно быстро компенсируются экономией кокса и ростом выплавки чугуна на предварительно окускованном сырье. В настоящее время промышленностью используются два метода окускования: агломерация руд и концентратов и производство окатышей из концентратов.
Процесс агломерации, изобретенный в 1887 г. англичанами Ф. Геберлейном и Т. Хантингтоном, первоначально использовался в цветной металлургии для обжига и окускования сульфидных руд, сера которых служила топливом для процесса спекания.
Позднее немецкие инженеры В. Джоб (1902 г.) и С. Завельсберг (1905 F.) применили этот метод к пиритным огаркам, пылеватым железным рудам и колошниковой пыли. Содержание серы в железных рудах обычно невелико. Поэтому рудная пыль предварительно смешивалась с 6—7 % (по массе) коксовой мелочи. Тепла, выделяющегося при горении коксовой мелочи, было достаточно для плавления шихты (1300—1500 °С).
Агломерация железных руд


Рис. 1. Схематический разрез чашевой агломерационной установки в различные моменты после начала спекания:
Подробнее

Современная схема подготовки руд к доменной плавке

Современная схема подготовки руд к доменной плавке
Извлеченные из земных недр руды в большинстве случаев не могут быть непосредственно использованы в металлургическом производстве и проходят поэтому сложный цикл последовательных операций подготовки к доменной плавке. Отметим, что при добыче руды открытыми разработками в зависимости от расстояния между взрывными шпурами и размера ковша экскаватора величина крупных глыб руды может достигать 1000—1500 мм. При подземной добыче максимальный размер куска не превышает обычно 350 мм. Во всех случаях добываемая руда содержит и большое количество мелких фракций.
Независимо от последующей схемы подготовки руды к плавке вся добываемая руда проходит прежде всего стадию первичного дробления, так как величина крупных кусков и глыб при добыче намного превышает размер куска руды, максимально допустимый по условиям технологии доменной плавки. Техническими условиями на кусковатость в зависимости от восстановимости предусматривается следующий максимальный размер кусков руды: до 50 мм для магнетитовых руд, до 80 мм для гематитовых руд и до 120 мм для бурых железняков. Верхний предел крупности кусков агломерата не должен превышать 40 мм.
Современная схема подготовки руд к доменной плавке

Рис. 1. Схема дробления: а — «открытая»; б — «открытая» с предварительным грохочением;
в — «замкнутая» с предварительным и поверочным грохочением
Подробнее

Крупнейшие зарубежные месторождения железных руд.

Крупнейшие зарубежные месторождения железных руд.Крупнейшие зарубежные месторождения железных руд.
Кирунаеара (Швеция). Месторождение магнетитовых руд магматического происхождения у северного полярного круга. Руда содержит в среднем 59,8 % Fe, 0,1—0,2 % Мп. Пустая порода представлена апатитом 3 (3 СаО. Р2О5) CaFe2. В связи с этим содержание фосфора находится в обратной связи с содержанием железа в руде. Так, при 68 % Fe в руде содержится всего 0,03 % Р, а при 58 % Fe более 2,5 % Р. Добываемые открытыми разработками руды подвергают дроблению, измельчению, магнитной сепарации; в концентратах содержится 63—69 % Fe. Экспорт руды и концентрата осуществляется главным образом через порт Лулео и норвежский порт Нарвик. Запасы месторождения составляют 2,4 млрд. т.
Лотарингский железорудный бассейн (Франция, у г. Нанси, частично на территории Люксембурга и Бельгии). Здесь располагается одно из крупнейших в мире осадочных месторождений оолитового железняка (руды минетт) и сидеритов. В руде в среднем содержится 31—35 % Fe; 0,2—0,3 % Мп; до 2,0 % Р и 0,1 % S. Характер пустой породы руды на отдельных участках месторождения резко различный. По этой причине руды с кислой пустой породой (15—27 % SiO2; 3—12 % CaO; 4—8 % А12О3) смешивают с рудами с основной пустой породой (15—22 % СаО; 6—12 % SiO2; 4—8 % А12О3), получая самоплавкие смеси. Ресурсы руд оцениваются в 6 млрд. т. Франция потребляет до 65 % добываемой руды, экспортируя остальную ее массу в Бельгию, Люксембург и ФРГ.
Подробнее

Важнейшие месторождения железных руд

Важнейшие месторождения железных рудВажнейшие месторождения железных руд
Важнейшие месторождения расположены на Юге и в Центре европейской части СНГ, на Урале и в Казахстане. В указанных четырех районах сконцентрировано почти 87 % всех промышленных запасов железных руд. По данным 1966 г., 61 % всех запасов железных руд России принадлежит к категории докембрийских осадочных метаморфизированных руд, 13 % — к категории магматических руд, 11,2 % —к категории контактных месторождений, 13,1 % — к категории осадочных оолитовых руд.
Оленегорское месторождение магнетитовых кварцитов (31 — 33 % Fe) расположено в Мончегорском районе Мурманской области. Рудное тело, расположенное на глубине 1—15 м, имеет мощность до 315 м и состоит из магнетитовых и гематитовых кварцитов (соотношение магнетит: гематит в среднем для месторождения составляет 3:1). Руда относится к легкообогатительным — при измельчении руды до крупности не более 0,8 мм в концентрате содержится до 63 % Fe.
Ковдорское месторождение магнетитовых руд расположено на Кольском полуострове. Мощность рудного тела при протяженности 500—600 и ширине 400—800 м составляет 150—200 м. Кроме магнетита и магнезиоферрита, руды содержат оливин и апатит, что обусловливает необычно высокое содержание в них фосфора и оксида магния. Использование концентратов сухой магнитной сепарации этих руд (фракцией не более 0,2 мм) с таким высоким содержанием MgO (не менее 6 %) возможно лишь в смеси с оленегорским концентратом, пустая порода которого имеет существенно кислый характер. Проектом предусматривается агломерация смеси оленегорского и ковдорского концентратов, взятых в соотношении 1:1, что обеспечивает допустимое содержание MgO в доменном шлаке.
Подробнее

Оценка качества железных руд

Оценка качества железных рудОценка качества железных руд
При определении промышленной ценности железорудных месторождений, кроме металлургических свойств руды, учитывают многие географические, геологические и экономические факторы. Так, близость месторождения к железным и шоссейным дорогам, речным, озерным или морским портам значительно облегчает Строительство рудника, транспортировку добытой руды на металлургические заводы. Наличие в районе месторождения крупных населенных пунктов, благоприятные климатические условия облегчают привлечение рабочей силы на строительство рудника, сокращают стоимость капитальных затрат на сооружение шахтерских поселков. Характерным примером в этом отношении являются крупные месторождения докембрийских богатых гематитовых и мартитовых руд пика Итабири и Мату Гросо в Бразилии, из которых первое, расположенное в 350 км к северу от Рио-де-Жанейро, интенсивно эксплуатируется, а второе, в верховьях Амазонки вдали от городов (2000 км от побережья Атлантического океана) в зараженной малярией местности, не разрабатывается, несмотря на большую потребность в руде. В России неблагоприятным географическим положением характеризуется Нижне-Тунгусское железорудное месторождение, удаленное от ближайшей железной дороги на 1500 км.
Важным критерием оценки месторождений являются и запасы руд. Согласно принятой в России системе различают следующие категории запасов железных руд. К категории А (промышленные запасы) относятся месторождения или участки месторождений, по которым проведено разведочное бурение по частой сетке скважин и форма рудного тела выявлена с достаточной точностью. При этом к разряду А1 промышленных запасов относят руды, технология обогащения, окускования и плавки которых разработана исследовательскими организациями и заводами в промышленном масштабе; к разряду А2 — руды, технология переработки которых еще нуждается в разработке или изучена в лабораторных условиях. Утверждение месторождения по категории А является основанием для начала строительства металлургического завода.
К категории В (вероятные запасы) относятся месторождения, обуренные по редкой сетке скважин, что делает затруднительным определение точной формы рудного тела. Если месторождение отнесено к категории В, то это может служить основанием лишь для проектирования, но не для строительства металлургического завода.
К категории С (ориентировочные запасы) относят месторождения, форма рудного тела в которых известна лишь в самых общих чертах. При этом к разряду С1 причисляют месторождения, на которых пробурены единичные разведочные скважины, а к разряду С2 — месторождения, запасы которых определены на основании изучения выходов пластов руды на дневную поверхность, а также по чисто теоретическим соображениям. Запасы руды по категории С могут использоваться только при перспективном планировании развития металлургии и являются недостаточными для начала проектирования металлургических заводов.
Подробнее
←  вернутся 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ... 20 дальше →

РЕКЛАМА

Видео металлургия

Счетчики