Введение к работе
Актуальность работы. В мире имеется несколько десятков месторождений бурых железняков, уникальность которых заключается в том, что они являются комплексными. По сравнению с обычными железными рудами в них более высокое содержание таких элементов, как хром, никель, титан, кобальт. К подобному типу руд относятся бурые хромоникелевые железняки Орско-Халиловской группы месторождений. Общепринятым на данный момент способом переработки таких руд является агломерация с последующей проплавкой в доменной печи и получением чугуна, легированного никелем и хромом. Основными проблемами подобного передела является низкое качество получаемого агломерата, невысокая производительность агломерационных машин, трудности в работе механизмов агломерационного цеха. Все это ведет к получению малопрочного пористого спека. С подобными проблемами сталкиваются ОАО «Комбинат Южуралникель» (ЮУНК, г. Орск) при получении агломерата для шахтной плавки. По этой же причине от использования данных руд отказался металлургический комбинат ОАО «Уральская Сталь» (прежде ОАО «НОСТА», Орско-Халиловский металлургический комбинат (ОХМК)).
Руды Орско-Халиловской группы месторождений в настоящее время представляют значительный интерес для производства высококачественного металла, используемого в судо- и мостостроении, военной технике, газопроводных труб большого диаметра для работы в условиях Севера. Повышение эффективности комплексного использования руд Орско-Халиловской группы, без потери ценных легирующих элементов на всех стадиях переработки, в частности при производстве агломерата, является актуальной задачей для металлургических предприятий региона, так как позволит уменьшить их зависимость от привозного сырья.
Цель работы - повышение качества агломерата из природнолегированных хромоникелевых бурых железняков за счет оптимизации состава агломерационной шихты, а также улучшение показателей процесса агломерации. Для достижения поставленной цели решались следующие основные задачи:
изучение опыта работы металлургических предприятий при использовании бурых железняков в аглодоменной шихте;
выявление факторов, влияющих на показатели производства и качество агломерата;
проведение экспериментов по спеканию Орско-Халиловских бурых железняков с новыми наполнителями-утяжелителями;
поиск способов улучшения качества агломерата, повышения технико-экономических показателей процесса агломерации и улучшение условий работы оборудования.
Научная новизна заключается в следующем:
- определены основные причины получения агломерата низкого качества
из хромоникелевых бурых железняков;
предложены способы улучшения качества агломерата основностью (CaO/SiCb) 1,2 и увеличения удельной производительности агломашины в 1,4-1,6 раза путем введения в шихту менее дефицитных, чем окалина или чугунная стружка, наполнителей-утяжелителей (Соколовско-Сарбайская аг лору да, концентрат ССГПО, шлак ЮУНК), которые, как удалось выяснить в работе, также выполняют роль интенсификаторов процесса;
определены технологические параметры производства агломерата (количество вводимых наполнителей-утяжелителей, расход топлива, возврата, влажность шихты, высота спекаемого слоя, основность), позволяющие получать качественный агломерат;
составлены схемы минералообразования при спекании агломерата из Орско-Халиловских бурых железняков без добавок и с добавками наполнителей-утяжелителей.
Практическая значимость. Полученные результаты работы могут найти практическое применение при производстве агломерата из хромоникелевых бурых железняков. Агломерат в дальнейшем может применяться в доменном производстве ОАО «Уральская Сталь» для получения передельного или литейного хромоникелевых чугунов, а также проплавляться в шахтных печах ОАО «Комбинат Южуралникель» для получения никелевого штейна.
Апробация работы. Основные результаты работы представлены на международной научно-технической конференции «Образование, наука, производство и управление в XXI веке» г. Старый Оскол, 65-66 научно-технических конференциях ГОУ ВПО «МГТУ им. Г.И. Носова», межрегиональных научных конференциях Новотроицкого филиала ГОУ ВПО «ГТУ МИСиС» 2005-2008 гг.
Публикации. Основные положения диссертации были опубликованы в 8 печатных работах, в том числе 2 научных публикации в центральных рецензируемых изданиях.
Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, 4 глав, заключения, списка использованных источников и приложений. Она изложена на 106 страницах машинописного текста, включая 28 рисунков, 37 таблиц, 104 источника и 2 приложения.
