Содержание к диссертации
Введение
Аналитический обзор. Задачи и проблемы мирового производства металлизованного сырья 7
1.1 .Экономическая ситуация на рынке мталлизованного продукта 7
1.2.Основные технологии производства металлизованного продукта 13
1.2.1.Тхнология Midrex и ее развитие 18
1.2.2. Технология Finmet 22
1.2.3.Технология Danarex 26
1.2.4. Технология HYL-III 29
1.3 .Основные требования к окатышам для металлизации 36
1.4. Освоение производства металлизованного продукта на ОАО «Лебединский ГОК» с мая 1999 г. по май 2001 г. 42
1.5.Выводы и постановка исследований 47
Исследование роли внешнего давления в формировании свойств металлизованного продукта 49
2.1 .Специфика работы установки металлизации с горячей выгрузкой продукта для последующего брикетирования 49
2.2. Некоторые положения теории горячего прессования композиционных материалов 51
2.3.Поведение горячих металлизованных окатышей при переменной внешней нагрузке 59
2.4.Эффективная вязкость металлизованного продукта как критерий схода шихты в реакторе при горячей выгрузке 67
2.5.Заключение и выводы к разделу 2 70
Исследование роли состава и свойств шлаковой связки в протекании процесса металлизации 71
3.1.Особенности требований к качеству окатышей для металлизации на установке ХИЛ-Ш ОАО «Лебединский ГОК» 71
3.2.Влияние состава шихты на структуру и фазовый состав обожженных окатышей 75
3.3. Металлургические свойства окатышей с различными добавками в шихте 87
Выводы к главе 3 98
Освоение производства горячебрикетированного железа на ОАО «Лебединский ГОК» 99
4.1 . Реализация требований к качеству обожженных окатышей для производства ГБЖ 99
4.2.Вывод установки ХИЛ-Ш на проектные показатели 104
Выводы к главе 4 113
5 Совершенствование технологии металлизации и пути форсирования шахтных печей типа ХИЛ-Ш 114
5.1.Принципы выбора материала покрытия на окатыши для их последующей металлизации 114
5.2.Повышение технико-экономических показателей работы ХИЛ- III за счет подачи подогретого природного газа в конус реактора 120
5.3 .Дальнейшее развитие технологии металлизации 126
Выводы к главе 5 129
Заключение 130
- Освоение производства металлизованного продукта на ОАО «Лебединский ГОК» с мая 1999 г. по май 2001 г.
- Некоторые положения теории горячего прессования композиционных материалов
- Металлургические свойства окатышей с различными добавками в шихте
- Реализация требований к качеству обожженных окатышей для производства ГБЖ
Введение к работе
На современном этапе развития металлургическая промышленность РФ вступила в период глобализации рынка стали, который характеризуется с одной стороны отсутствием географических и политических барьеров для перемещения сырья, топлива и продукции черной металлургии, с другой стороны, неизбежностью действия жестких законов экономики и рынка. Одновременно в этот период совершенствуется технология в черной металлургии, направленная на сокращение: потребления ресурсов, в первую очередь кокса, производственных отходов и загрязняющих окружающую среду выбросов. Эти факторы, а также региональные сырьевые и топливные ресурсные особенности предприятий стимулируют их специалистов и международные инжиниринговые фирмы на разработку новых технологий производства первородного железа, способных выдерживать конкуренцию с классическими технологиями и превосходящих их по использованию энергетических и экологических ресурсов.
Перспективными планами развития металлургии России предусматривается приоритетное увеличение мощностей для выплавки электростали. При этом развитие непрерывной разливки стали снижает количество чистого оборотного лома, а загрязнение лома цветными металлами идет со скоростью 0,005-0,01% в год.
В связи с этим представляются актуальными те направления научных разработок, которые направлены на обеспечение электросталеплавильного производства РФ первородной металлошихтой, обеспечивающие экономическую живучесть горно-рудным предприятиям.
Поэтому перспективным развитием технологий металлизации на своих производствах интенсивно занимаются специалисты Лебединского ГОКа, Михайловского ГОКа, Полтавского ГОКа, Ингулецкого ГОКа и т.д.
Практическая значимость. Проведенные в диссертационной работе исследования позволили разработать принципы формирования шихтового модуля и режимов термообработки окатышей из концентратов ОАО «Лебединский ГОК», обеспечивающие повышение их металлургических свойств при последующей металлизации.
Известно, что природный минералогический состав связки концентратов рудных месторождений региона КМА и других горно-обогатительных комбинатов РФ, а также флотоконцентраты, полученные с помощью различных технологий флотации, имеют слабую поровую структуру. Промышленные и полупромышленные испытания подтвердили, что при введении в шихту оптимального количества флюсоупрочняющей добавки происходит увеличение доли открытой пористости. Заслуживают внимания и изложенные в работе технологические методы интенсификации процессов металлизации на установке ХИЛ-Ш.
Полученные результаты носят общий характер и могут быть использованы для улучшения металлургических свойств окатышей различного назначения, как для доменной плавки, так и для процессов прямого получения железа. Предложенные методики оценки металлургических свойств обожженных окатышей уже применяются при тестировании железорудных концентратов и при определении проектных параметров обжиговых машин.
Проведенные комплексные исследования и промышленные испытания производства и металлизации окисленных окатышей позволили впервые обеспечить стабильную работу и проектные показатели установки прямого получения железа ХИЛ-Ш ОАО «Лебединский ГОК». За эти достижения автор в составе творческого коллектива был удостоен звания Лауреата Премии Правительства РФ в области науки и техники 2002 года.
Научная новизна диссертации определяется тем, что:
впервые использованы и адаптированы к навеске металлизованных окатышей положения теории горячего прессования ансамбля частиц;
впервые разработано и предложено понятие «эффективной вязкости» металлизованных окатышей, величина которой определяет условия их нормального схода в нижней части реактора;
установлены закономерности формирования поровой структуры окатыша в зависимости от минералогического состава связки; показано, что при введении боксита и мела (известняка) в соотношении 1:1 происходит увеличение доли открытой пористости;
установлены закономерности изменения металлургических свойств окатышей в зависимости от состава и дозировки флюсоупрочняющих добавок - боксита, известняка, доломита и мела.
Научная новизна работы определяется также тем, что впервые на установке ХИЛ-Ш применена внутренняя конверсия подогретого до температуры 250-300С природного газа в нижней части конуса реактора, что обеспечило стабильный сход столба шихты и увеличение производительности установки металлизации.
Освоение производства металлизованного продукта на ОАО «Лебединский ГОК» с мая 1999 г. по май 2001 г.
В технологии Finmet в шихте применяется мелкая руда крупностью менее 12 мм. Сушка руды выполняется в сушителях с кипящим слоем, в которых руда нагревается примерно до 100ооС, чтобы снизить содержание свободной влаги до 0,1-0,2%. Высушенную руду доставляют многоковшовым элеватором на самый верхний этаж здания реакторов в так называемую систему запираемых бункеров (Lock-Hopper), где давление повышается до давления в системе реакторов - около 10 бар (изб.).
Четыре реактора с кипящим слоем соединены между собой трубопроводами для потоков газа и твердого материала. При этом мелкая руда падает по принципу противотока с газом под действием силы тяжести из самого верхнего реактора в самый нижний. Принцип противотока в многоступенчатом процессе повышает эффективность восстановления по сравнению с эффективностью, достигаемой в отдельном реакторе. В первом реакторе (R4) железная руда нагревается частично уже израсходованным восстановительным газом из предыдущего реактора до температуры 400-550ооС. Запыленный газ из кипящего слоя очищается во внутренних циклонах реактора, и отделенные твердые частицы по передаточным трубам циклона возвращаются в кипящий слой. Руда стекает вниз через последующие реакторы. Степень металлизации в каждом реакторе повышается в результате повышения температуры процесса, а также в связи с улучшением химического состава восстановительного газа. В последнем, самом нижнем реакторе (R1) достигается степень металлизации более 92%. Содержание углерода в металлизированном конечном продукте может быть установлено в последнем реакторе на уровне 0,5-3 %, причем более 90% углерода присутствует в форме карбида железа (РезС).
Восстановительный газ состоит из смеси возвращаемого восстановительного газа из реактора R4 (оборотного или рециркуляционного газа) и свежего газа, генерируемого в паровом реформере. Оборотный газ из верхнего реактора сначала охлаждается, а затем очищается в мокром очистителе (скруббере) от пыли.
Некоторое количество этого газа отбирается из системы для контроля содержания инертных составляющих в восстановительном газе. При этом отобранный газ главным образом сжигается как топливо в печи для подогрева восстановительного газа. Затем оборотный газ сжимается в компрессоре. Из свежего и оборотного газов (или от части их потока) удаляют диоксид углерода для оптимизации его восстановительного потенциала в системе, спроектированной специально для этой цели. После нагрева в печи приблизительно до 850С восстановительный газ на окончательном этапе направляют в реакторы.
DRI в горячем состоянии доставляют по пневмотранспортной системе в бункер на участок брикетирования. Оттуда материал под действием силы тяжести поступает в брикетировочные машины (ленточные прессы), где уплотняется до плотности более 5 кг/дм . Непрерывные брикетные ленты, выходящие из этих машин, ломают на отдельные брикеты. Одновременно мелочь, получившуюся в процессе ломки, возвращают в процесс брикетирования. Затем горячебрикетированное губчатое железо транспортируют на склад брикетов. 1.2.3. Технология Danarex
В настоящее время итальянская фирма Danieli предлагает строительство промышленной установки для металлизации железорудных окатышей (возможна добавка богатой железной руды) по новой технологии, разработанной совместно с фирмой Агех (Венесуэла). Новая технологическая схема процесса металлизации является по своему существу комбинацией технологий Midrex и HYL-III. Она включает и реформер в цикле оборотного колошникового газа (Midrex) и независимый цикл колошникового газа с подогревом его перед шахтной печью в мощном рекуперативном газонагревателе (HYL-III). Кроме этого, эта технология использует опыт и патенты фирмы Агех по "внутренней" конверсии природного газа с добавкой кислорода. "Внутренняя" конверсия осуществляется в два этапа: сначала производится частичное окисление природного газа кислородом перед шахтной печью в горячем (футерованном высокотемпературным огнеупором) подводящем газопроводе, а затем осуществляется конверсия метана в шахтной печи газообразными окислителями (СОг и НгО) на поверхности окатышей, металлизованная поверхность которых является хорошим катализатором [33-39].
В технологической схеме (рис. 1.5) предусмотрена достаточно полная рекуперация физического тепла колошникового газа и дымовых газов из реформера, а избыточный колошниковый газ используется в качестве топлива для обогрева труб реформера и газонагревателя. Благодаря этому организован полностью замкнутый газовый цикл со сбросом низкотемпературных газовых потоков в трубу.
Следует признать удачными конструктивные решения некоторых узлов шахтной печи: ввод восстановительного газа на двух уровнях по высоте печи и выделение зоны охлаждения металлизованных окатышей в отдельный узел, не связанный с функцией науглероживания окатышей.
Некоторые положения теории горячего прессования композиционных материалов
В связи с тем, что процессы металлизации при получении губчатого железа протекают при умеренных температурах (без расплавления), пустая порода и, примеси в исходном сырье полностью переходят в металлизованный продукт. Известно, что содержание железа и кислой пустой породы в губчатом железе существенно влияет на стоимость выплавки стали, так как они влияют на расход металлизованного продукта для выплавки 1 т стали, расход электроэнергии для расплавления образующегося шлака, расход извести, потери железа со шлаком. С этих позиций содержание железа должно быть максимальным, а содержание кремнезема - минимальным.
Расчет и практика производства показали, что содержание железа в железорудных материалах желательно иметь в пределах 67-68%, а количество кислых оксидов не должно превышать 3% (в металлизованном продукте 5%), так как в противном случае использование методов бездоменного получения металла становится экономически невыгодным. Однако очень низкое содержание кремнезема может привести к разрушению, разбуханию и слипанию шихты при восстановлении, что снижает эффективность процесса.
В связи с этим возникает проблема использования в качестве шихты для металлизации офлюсованных железорудных материалов. Присутствие в шихтовых материалах оксидов кальция и магния повышает их восстановимость и прочность при восстановительно-тепловой обработке, уменьшает разрушение при низких и склонность к слипанию при высоких температурах, улучшает условия науглероживания окатышей в процессе их металлизации. Однако при больших значениях основности свойства окатышей резко ухудшаются.
Требования к основности различаются в зависимости от свойств исходных железорудных материалов и типа процесса металлизации. Так если для установок Midrex значение основности специально не оговаривается (обычно оно составляет 0,5 - 0,8), то для установок HYL оно должно быть 0,9. Для процесса металлизации в условиях Оскольского электрометаллургического комбината основность окатышей из дообогащенного Лебединского концентрата рекомендуется 0,4-s-0,5
Физические свойства. Эффективность процесса восстановления в движущемся слое в значительной степени зависит от высокой проницаемости столба шихты, способствующей хорошему контакту газовой и твердой фаз. Высокая газопроницаемость достигается при применении материалов с узким фракционным составом и высокой прочностью на сжатие и истирание. Требования к физическим свойствам железорудного сырья (прочности, фракционному составу, истираемости и др.) в значительной мере различаются в зависимости от специфики процесса металлизации, единые критерии оценки качества отсутствуют. Например, для процессов металлизации с использованием газообразных восстановителей (в шахтных печах, ретортах) крупность окатышей должна находиться в пределах 10-30 мм, содержание мелочи ( 5 мм) не должно превышать 2%, механическая прочность в исходном состоянии - не ниже 2000 Н/окатыш, доля окатышей фракции 9,5-16 мм должна составлять 93-95%; доля фракции 6,35 мм при испытании в барабане — не менее 95%; доля фракции 0,6 мм - не более 4%. Таким образом, требования к содержанию мелочи в шихте для шахтных печей металлизации железа жестче, чем для доменных, так как в первых отсутствует кокс, разрыхляющий шихту и служащий опорным каркасом столба шихты.
Однако, вне зависимости от специфики процесса металлизации, по нашему мнению, справедлив подход, предложенный авторами [46], согласно которому наиболее опасным с точки зрения разрушения гематитовых окатышей при восстановлении является довольно узкий диапазон температур (600 - 700С), в котором происходит хрупкое разрушение. При более низких температурах реакция восстановления гематита не получает достаточного развития, а при более высоких начинают проявляться пластические свойства реагирующих окислов, что приводит к релаксации возникающих напряжений.- Следовательно, снижение относительного времени пребывания окатышей в зоне «опасных» температур должно способствовать уменьшению степени их разрушения. Это реализуется при увеличении скорости нагрева окатышей в верхней части доменной печи Повышение скорости нагрева до 8 град/мин приводит к уменьшению степени самопроизвольного разрушения, а дальнейшее её увеличение не оказывает существенного влияния.
Таким образом, характер изменения прочностных свойств окатышей при восстановлении в верхней части шахтной печи зависит не только от свойств самих окатышей, но и от условий восстановления и, в частности, от скорости изменения температуры.
В последнее время для оценки свойств окатышей и их пригодности к тому или иному переделу используется разработанная международная методика, состоящая из семи различных тестов, включающих в себя: химический состав, грансостав, прочность окатышей, их барабанные показатели, восстановимость, разрушаемость, показателей спекаемости. Отметим, что последние пять показателей качества окатышей, в значительной степени определяются их структурой. Эта взаимосвязь убедительно подтверждается отечественными и зарубежными исследованиями [79-93]. Однако структура обожженного окатыша формируется не только в процессе его термообработки и определяется не только его химическим и фазовым составом, но зависит и от количества и свойств связующих материалов, в частности, бентонитов. Однако в литературе не имеется данных о систематических исследованиях, касающихся этой проблемы особенно в плане реализации требуемых свойств окатышей для металлизации.
Металлургические свойства окатышей с различными добавками в шихте
Представляет интерес анализ специфических требований для окатышей, используемых в установке ХИЛ-Ш. Для этого рассмотрим особенности работы установок такого типа. Реакторы ХИЛ-Ш являются наиболее производительными агрегатами, используемыми в процессах прямого получения железа. Причиной этого является паровая конверсия природного газа, более совершенная схема газопотоков и повышенное до 4—5 бар давление газа в столбе шихтовых материалов. Другим важным отличием установок типа «Мидрекс» от ХИЛ-Ш является наличие трех уровней питателей, позволяющих регулировать процесс схода восстановленных материалов. Сход шихты в реакторе ХИЛ-Ш осуществляется только под действием силы Ф тяжести, и в случае его нарушений прибегают к более сложным технологическим приемам - принудительной осадкой схода шихты. Наконец, третьей важной особенностью реактора ХИЛ-Ш ЛГОКа по сравнению с большинством установок прямого получения железа является горячая выгрузка металлизованного продукта с его последующим брикетированием.
Эти отличия и определяют особые требования к металлургическим свойствам окатышей для их последующей металлизации на установке ХИЛ-Ш ОАО «Лебединский ГОК». Пренебрежение к этим требованиям и производство окатышей, близких по свойствам к используемым на установках типа «Мидрекс» (ОЭМК) - прочность, грансостав и офлюсование до основности 0,5-0,6, явился основной причиной неудачных пусков установки ХИЛ-Ш с декабря 2000 г. по май 2001 г. (гл.1).
Следует отметить, что технические условия и требования, предъявляемые к качеству обожженных окатышей для металлизации, не содержат ни одного показателя, гарантирующего эффективную работу установки прямого получения железа. Так, например, ни основность, ни химический состав, ни даже прочность на сжатие не определяют характер поведения окатышей при восстановительно-тепловой обработке. Однако, наиболее распространенным показателем, влияющем на металлургические свойства, является основность [94]. Рассмотрим возможности оптимизации основности в условиях ОАО "Лебединский ГОК". В главе 1 показано, что для процесса ХИЛ обычно используют либо окатыши с основностью больше единицы (для Мидрекс, например, 0,4-0,6), либо ультракислые. Повышение основности до 1,0 и выше для окатышей из концентратов России неприемлемо по причине высокого содержания кремнезема. Даже в одних из наиболее богатых по железу окатышах Лебединского ГОКа (67% Ге0бщ) содержание кремнезема составляет 2,8-3,0% мае. Офлюсование их до основности 1,0 приведет к снижению содержания железа до 65%, делая их неконкурентоспособными на западном рынке. Кислые же окатыши являлись предметом многочисленных (и, как правило, неудачных) пусков реактора ХИЛ-Ш ОАО «Лебединский ГОК» в течение 1,5 лет вплоть до декабря 1999 года. На основании этих данных можно сделать вывод, что окатыши ЛГОК являлись трудным металлургическим сырьем для металлизации на установке ХИЛ-Ш с горячей выгрузкой. Причиной этих «трудностей» явилась большая степень пластической деформации восстановленных окатышей и, как следствие, «появился» новый и практически мало распространенный в мировой практике оценки качества показатель - коэффициент трения в районе нижнего конуса реактора [101]. В качестве другой причины явилась низкая прочность при восстановлении в верхних горизонтах шахтной печи.
Переход на офлюсованные окатыши позволил увеличить прочность при восстановлении за счет появления ферритной связки, которая сохранила целостность окатыша на первых стадиях восстановления. Однако дальнейшее восстановление и разрушение связки в средних горизонтах шахты приводило к тому, что пластические свойства металлизованного продукта практически были те же, что и при использовании неофлюсованных окатышей. Таким образом, использование офлюсованных окатышей хотя и привело к положительным изменениям процесса металлизации, однако затрудненный сход металлизованного продукта (особенно мелких фракций, образующихся в результате разрушения окатышей) не позволил достигнуть проектных показателей работы установки. Кардинальным решением зашедшей в тупик проблемы являлось либо оптимизация основности на базе существенного уменьшения содержания Si02 в концентрате до 1,5-2,0%, либо изменение свойств окатышей за счет других нетрадиционных добавок. Поскольку первый путь требует больших капитальных затрат в обогатительном производстве, наиболее перспективным является направление поиска таких добавок, которые позволили бы не ухудшая восстановимости увеличить прочность при восстановлении и уменьшить пластические свойства металлизованного продукта.
Прочность окатышей при восстановлении определяется целым рядом факторов. В их числе можно отметить следующие : - наличие нерудного каркаса окатыша, который трудновосстановим вследствие чего является носителем прочности, по крайней мере, на начальных стадиях процесса восстановления; - развитая открытая пористость окатыша, определяющая в большей степени объемный, а не зональный характер восстановления, что приводит к меньшим напряжениям, спровождающим фазовые переходы, а, следовательно, и степени разрушения образца. Реализация такой структуры образца возможна лишь при небольшом развитии процессов жидкофазного спекания. Поэтому основной задачей исследований явился поиск таких добавок в шихту, которые бы обеспечивали формирование тугоплавкой и трудновосстановимой связки, существующий состав пустой породы в окатышах соответствует, в основном, трехкомпонентной системе БегОз — СаО - SiC 2, которая обуславливает появление в окатышах ЛебГОК расплава уже при температурах 1000 - 1100С, и, как следствие, малую долю открытой пористости при температурах обжига. Образующиеся при этом ферриты кальция, являющиеся основой связки, легковосстановимы и теряют свою прочность уже на начальных стадиях восстановления железорудной части окатыша. Эти закономерности определили поиск алюмосодержащих добавок, обеспечивающих переход существующей трехкомпонентной системы в четырехкомпонентную А12Оз - СаО - БіОг — РегОз. Анализ ее диаграммы состояний позволяет установить, что минимальная температура плавления эвтектических смесей составляет 1150 - 1200С. Поэтому формирование такой связки является перспективным для подготовки окатышей для их последующей металлизации на установке ХИЛ-Ш. Исследованию этих закономерностей посвящены следующие разделы этой работы.
Реализация требований к качеству обожженных окатышей для производства ГБЖ
Снижение степени разупрочнения бокситсодержащих окатышей отражает формирование связки иного типа - в системе Ре2Оз — А12Оз — СаО. Трудновосстановимость такой связки и сохранение ее целостности подтверждается минералогическими исследованиями: структура и состав ее практически идентичен в исходных (окисленных) и металлизованных окатышах. Таким образом, оптимизация состава связки в системе Ре2Оз — А12Оз - СаО является основой повышения прочности окатышей при восстановлении.
Усредненные результаты определений степени металлизации окатышей разного состава приведены на рис.3.5. Из него видно, что с повышением основности имеется отчетливая тенденция к уменьшению степени металлизации.
Офлюсование окатышей двояко влияет на их восстановимость. Во-первых, процессы разложения известняка или доломита приводят к разрыхлению структуры окатыша, увеличению его пористости. С другой стороны, образование легкоплавких соединений в системе Fe203 - Si02 - СаО способствует уменьшению доли открытой для газа-восстановителя пористости. Противоположное действие этих двух факторов определяет сложную зависимость восстановимости от основности окатышей [63]. Более того, вид этой зависимости не является одинаковым для окатышей из концентратов различных месторождений. Как показано в настоящей работе, имеется тенденция к уменьшению степени металлизации с ростом основности (особенно более 0,7-0,8). Добавки боксита изменяют состав железорудной части окатыша и способствуют увеличению доли открытой пористости (то есть восстановимости окатышей) как за счет формирования более тугоплавкой связки, так и вследствие дегидратации боксита при нагреве до 250-600С по схеме А120з-пН20 - А12Оз + пН20, что приводит к разрыхлению структуры окатыша.
Поэтому окатыши, даже содержащие только боксит (без флюсующих добавок) имеют степень металлизации не ниже, чем обычные неофлюсованные (рис.3.5).
Интересно отметить, что цементные покрытия, наносимые на обожженные окатыши, уменьшают их восстановимость. И хотя эти данные малочисленны (6 опытов), однако эта тенденция представляется достаточно закономерной. Причиной ее является частичное заполнение пор поверхностного слоя окатыша при "мокром" покрытии.
Исследование пластических свойств металлизованных окатышей проводилось в два этапа. На первом определялась степень деформации слоя окатышей, восстановленных при температуре 750, 800 и 850С в зависимости от их основности путем изменения дозировки известняка в шихту для окомкования. На втором этапе наряду с различными дозировками известняка подавался боксит в количестве 0,3-1,1 кг на тонну шихты.
Результаты первого этапа исследований, приведенные на рис.3.6, свидетельствуют об экстремальном характере зависимости степени деформации от основности. При этом величина экстремума определяется температурой восстановления и для 850С составляет 28%. Для температур 750 и 800С максимальная степень деформации составляет 20 - 21%. Положение экстремума практически не зависит от основности и соответствует ее значениям 0,4-0,6. Аналогично исследовали те же зависимости при разных дозировках известняка и боксита. Результаты, представленные на рис.3.7, свидетельствуют об изменении характера зависимости по сравнению с результатами 1-го этапа - максимум заменяется минимумом, соответствующим основности 0,2, - 0,4. При этом минимальная деформация при температуре восстановления 850С составляет 8%, а при 800С - 3%, что значительно меньше, чем для окатышей той же основности, но без боксита. Таким образом, добавки боксита и известняка оказывают благоприятное действие на степень деформации монослоя металлизованных окатышей под нагрузкой.
Не менее интересным является исследование закономерностей усадки навески металлизованных окатышей под действием внешнего давления. Методика проведения таких замеров достаточно полно изложена в предыдущей главе. Температура восстановления составляла 850С, время 120 мин. Результаты замеров приведены на рис.3.8, где сплошная линия отображает зависимость усадки навески от основности (посредством различной дозировки известняка в шихту), а поле точек соответствует окатышам, содержащим флюс и боксит. Видно, что величина усадки возрастает от20-22% (для неофлюсованных окатышей) до 28 — 29% в интервале основности 0,3 - 0,5, а с дальнейшим ее ростом имеет тенденцию к снижению. Окатыши, содержащие боксит, имеют меньшие значения усадки - в среднем 17 - 18%. Большой разброс точек связан с использованием в качестве флюса мела, известняка или доломита. На основании изложенного можно сделать вполне определенный и подтвержденный комплексными исследованиями вывод: добавка бокситов в шихту для окомкования наряду с известняком приводит к уменьшению степени разупрочнения (трещинообразования ) в 1,6-1,8 раз, степени деформации на 5-7% абс, и увеличивает степень металлизации по используемой методике на 2-3% абс. (по сравнению с офлюсованными) [105 — 107].
Приведенные данные позволили рекомендовать проведение промышленных испытаний окатышей с содержанием боксита и флюса в процессе металлизации на установке ХИЛ-Ш ЛебГОКа.
Похожие диссертации на Разработка и совершенствование технологии производства окатышей и их металлизации в шахтной печи :На примере установки ХИЛ-III ОАО "Лебединский ГОК"
