Введение к работе
Актуальность работы.
В последнее время качество железорудного сырья обогатительных фабрик и металлургических комбинатов России значительно снижается вследствие истощения железорудных месторождений. Содержание железа в рудах снижается, а вредных примесей и пустой породы увеличивается. Решение сырьевой проблемы состоит в использовании новых сырьевых месторождений, и в этом вопросе перспективным направлением является освоение технологий металлургической переработки богатых железом руд Яковлевского месторождении. Высокое содержание в них железа и минимальное вредных примесей позволяет перерабатывать их способами бескоксовой металлургии. Однако работающих мощностей бескоксовой металлургии недостаточно для полного использования добываемых руд. Рост добычи яковлевских руд требует расширения перспективных способов их металлургической переработки.
Большую часть металлического железа получают в виде чугуна на современных доменных печах большой мощности. Использование яковлевских руд для производства доменного агломерата повысит показатели доменной плавки за счет получения агломерата лучшего качества. Но неясно, как физико-химические свойства этой руды влияют на качество агломерационной шихты и производимого агломерата. Положительный технико-экономический эффект в аглодоменном производстве может быть достигнут только при условии рационального использования этих руд для получения агломерата не худших металлургических качеств с экономией доменного кокса.
Большое вклад в развитие агломерационных процессов внесли фундаментальные исследования ученых и металлаургов СВ. Базилевич, ЕФ. Вегман, ВИ. Клейн, ВИ. Коротич, А.В. Малыгин, В.П. Пузанов, Ю.Г. Ярошенко и другие. Освоение эффективных технологий получения доменного агломерата с применением яковлевских руд и последующей его плавки в доменных печах позволит решить проблему снижения качества
железорудного сырья в доменной металлургии. Это определяет актуальность исследования особенностей металлургической переработки железных руд Яковлевского месторождения.
Цель работы. Разработка технологических решений, обеспечивающих эффективную агломерацию мартитовых железных руд.
Основные задачи исследования:
-обоснование переработки железных руд Яковлевского месторождения в аглодоменном производстве чугуна;
-анализ и сравнение технико-экономических показателей рассматриваемых способов прямого получения железа и доменной металлургии чугуна;
-изучение влияния полидисперсных яковлевских руд на процесс окомкования агломерационных шихт, содержащих тонкодисперсные железорудные концентраты;
-исследование влияния повышенного содержания железа в агломерационной шихте на образование ферритов кальция в оксидной системе FeO-CaO-Si20 при высокотемпературном спекании;
-оценка экономического эффекта при переработки яколвевских руд в агло-доменном производстве.
Методика исследований. В работе были использованы экспериментальные исследования и математические методы обрабокти полученных результатов средствами компьютерного программного обеспечения. Исследование физико-химического состава проводилось классическими методами в лабораторных условиях по требованиям государственных стандартов и с использованием современного оборудования. Для анализа микроструктуры агломерационного спека и выявления фазообразования в нём использовался современной электронный микроскоп.
Научная новизна:
-выявлена способность полидисперсных мартитовых и гидрогематитовых яковлевских руд повышать комкуемость агломерационной шихты;
-установлена математическая зависимость эффективности окомкования агломерационной шихты от концентрации в ней полидисперсных мартитовых и гидрогематитовых руд Яковлевского месторождения, влажности шихты;
-уточнены процессы минералообразования при спекании агломерационных шихт содержащих железорудные концентраты и мартитовые и гидрогематитовые руды Яковлевского месторождения в оксидной системы FeO-CaO-Si20.
-определена зависимость газопроницаемости
агломерационной шихты с содержанием яковлевских руд от её состава, что позволяет проводить процесс спекания в повышенной слое;
Защищаемые положения.
1. С целью снижения выхода мелких фракций при
окомковании агломерационной шихты, содержащей
тонкодисперсные железорудные концентраты, необходимо
добавлять в её состав полидисперсные мартитовые и
гидрогематитовые руды в количестве 15-30% и 40-50% по массе
соответственно, что повышает комкуемость шихты в 1,25-2 раза.
2. Для повышения производительности процесса
агломерации необходимо вести процесс в высоком слое до 450-500
мм, достаточная газопроницаемость которого обеспечивается
использованием гранулированного железорудного материала,
содержащего установленное количество полидисперсных
яковлевских руд.
Практическая значимость работы:
1. Уточнены процессы минералообразования в твердых и
жидких фазах при высокотемпературном спекании железорудного
сырья, содержащего яковлевские руды;
2. Установленные зависимости комкуе мости
агломерационных шихт от содержания в них полидисперсных руд
имеют практическое применение при разработке и освоении
технологии подготовки и металлургической переработки железных
руд Яковлевского месторождения;
3. Результаты исследований могут применяться при проведении проектных и опытно-технологических работ в практике переработки высокожелезистых руд.
Степень обоснованности и достоверность научных
положений, выводов и рекомендаций, содержащихся в
диссертации, подтверждается использованием
стандартизированных методик проведения экспериментов, методов компьютерной обработки данных, а так же соответствием полученных экспериментальных результатов теории и практике агломерации железных руд и доменного производства. Результаты исследований коррелируются с полученными результатами промышленных испытаний на действующем агломерационном производстве.
Апробация работы.
Основные результаты диссертации докладывались на научно-техническом семинаре «Инновационные технологии в цветной металлургии» (Санкт-Петербург, 2012), Международная научно-практическая конференция «Инновационные технологии в минерально-сырьевом комплексе на базе научных достижений, автоматизации и диспетчеризации предприятий» (Санкт-Петербург, 2013).
Личный вклад автора состоит в постановке цели и задач исследований, анализе существующих технологий и способов переработки железных руд, проведении лабораторных исследований, обработке полученных данных, подготовке статей и материалов для участия в конференциях.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 3 научные работы, в том числе 2 статьи в журналах, входящих в перечень ВАК Минобрнауки России.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы. Работа изложена на 121 страницах машинописного текста, содержит 44 таблицы и 32 рисунка. Библиография включает 112 наименований.
![Совершенствование режимов работы блока доменных воздухонагревателей с целью повышения эффективности процесса нагрева дутья [Электронный ресурс]](/i/i/4263/169004.png "Совершенствование режимов работы блока доменных воздухонагревателей с целью повышения эффективности процесса нагрева дутья [Электронный ресурс] Рябчиков Михаил Юрьевич")
