Введение к работе
Актуальность работа Развитие странн во многом определяется прогрессом в базовых отраслях индустрии, к которым относится и черная металлургия. В области подготовки железорудных материалов к доменной плавке методом агломерации серьезными проблемами стало увеличение доли тонкодисперсннх составлявших в шихте и отсутствие на подавляющем большинство аглофабрик установок по очистке выбрасываемых аглогазов от вредных веществ. К настоящему времени железорудная часть вмхты на 70 - 90 % представлена тонкоизыельчеяными магнетитовими концентратами. Это привело к ухудшению газодинамических условий спекания, снижении удельной производительности аг-ломашин и качества агломерата. Существующее положение усугубляется теп, что эксплуатируемый в СССР парк аглолент значительно устарел. Так, из 170 работающих агломашин 79 с площадью спекания менее 74 и , многие из которых построены еще в года первых пятилеток. Эксгаустеры устаревших конструкций, и малых мощностей создают в среднем по отрасли вакуум лишь 862 мм вод.ст. (8,62 кПа), что выну^пает спекать оихту низким слоем (316 им) при средней удельной производительности равной 1,19 т/»г час. Использование известных методов интенсификации процесса агломерации, как то: подача извести в шихту, сдерживается отсутствием ее в необходимых количествах, а подогрез пихты перед спеканием недостаточный (43С в 1989 г.) из-за низкой температуры горячего возврата и ухудшения технико-экономических показателей работа аглофабрик при увеличении количества горячего возврата в шесте механическим путем.
Одним из новых направлений интенсификации процесса агломерации и снижения выбросов оксида углерода в адмосферу является
- 4 -целенаправленное изменение физико-химических свойств и минералогического состава горячего возврата перед вводом в шихту путем его окисления. Незначительные затраты на внедрение нового способа интенсификации процесса агломерации в сочетании с ростом око-логической чистоты процесса и большими масштабами возможного его применения в СССР делают работу особенно актуальной.
Цель работы состояла в разработке и практической реализации новой технологии интенсификации процесса агломерации железорудных материалов путем окисления горячего возврата перед вводом его в аглошихту. Исследование механизма окисления магнетита, являющегося основным железосодержащим минералом горячего возврата в области температур, при которых в магнетите существует магнитное "упорядочение.
Научная новизна Экспериментально исследованы физико-химические процессы, протекающие в слое горячего возврата при продуве через него кислорода и воздуха. Изучено влияние температуры вводимого в иихту возврата на ее комкуеыость и производительность аг 'оустановки. Определено влияние ввода окисленного возврата на показатели процесса спекания и качество получаемого агломерата. Установлено влияние наличия в спекаемой шихте предварительно окисленного оборотного продукта на снижение вредных выбросов оксида углерода.
Получены данные, свидетельствупцие о влиянии на характер окисления магнетита при температурах ниже точки Ксри, магнитного упорядочения в пел. Шяснеиа природа возникновения так называемых плоскостей отдельности в магнетите при его низкотемпературном окислении. Для объяснения наблщиаемых эффектов в области точки Кюри при термографических исследованиях магнетита выдвинута гипотеза, согласно которой наближавше при нагреве в инертной ат-
- 5 -мосфере на кривой ДОА ендоэффект и на кривой ТГ потеря веса образца связаны с десорбцией с поверхности магнетитових зерен парамагнитных молекул кислорода и диффузией с мездомекных (псевдодоменных) границ по всему объему зерна магнетита примесных ионов и вакансий.
Предложено при термодинамическом анализе возможности реакции окисления магнетита вводить в уравнение, определяющее свободную энергии Гибйса, магнитный член, учитывающий затрату энергии на преодоление сил обменного взаимодействия, обусловливающих возникновение доменной структуры в ферромагнетике.
Практическая ценность. Предложен способ и разработана технология интенсификации процесса агломерации железорудных материалов путем повышения температуры "горячего" возврата, вводимого в шихту. Разогрев "горячего" возврата осуществляется за счет экзотермических реакций окисления составляющих возврата, находящегося в расходном ун*ерв, при продуве через него кислорода или воздуха. Метод опробован в лабораториях и промышленных условиях. В ходе промышленных опытов по подаче кислорода в бункер горячего возврата одной из трех работающих агломашин в количестве 1,2км3/т возврата повышение температуры последнего составило 80С по сравнения с начальной. Температура шихты на всех вгломашинах выросла на 5С, что привело к повышению производительности аглолент в среднем на 6.
Реалиаация результатов работа. Разработанная технология интенсификация процесса аглемереции железорудных материалов окислением оборотного продукта-реализована на четырех агломашинах агло-цеха ? 2 Абагурской обогатительно-агломерационной фабрики Донецкого металлургического комбината. Экономический эффент от ее внедрения составляет 53,3 тыс.руб.
Апробация работы. Результаты работы доложены и оСсуадекы на научно-техническом семинаре "Энергосбережение и сокращение вредных выбросов в технологических процессйх подготовки рудных материалов" (р.Киев, 1990 г.).
Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано три статьи, получено одно авторское свидетельство на изобретение и одно пслояигальное решение ВНИИГПЭ по заявке на изобретение.
Структура и объем работы. Диссертационная работа объемом f- стр. состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы и приложений на 5 страницах, содержит ?Э страниц машинописного текста, 31 рисунок, 20 таблиц. Список литературы включает && наименований.