Содержание к диссертации
Введение
1. Условия и закономерности формирования прочной структуры агломерата 13
1.1. Теоретические условия формирования прочности агломерационного спека 13
1.2. Основные закономерности формирования блочной структуры агломерата 20
1.3. Основные направления улучшения качества агломерата 23
1.4. Выводы и задачи исследований 26
2. Исследование теплового состояния дисперсных материалов с распределенным в них твердым топливом 28
2.1. Описание лабораторной установки и методики исследований 29
2.2. Основные закономерности окисления углерода твердого топлива 31
2.3. Особенности формирования температурного поля прессованных материалов с внутренним источником тепла 36
2.4. Исследование закономерностей характеристик процесса нагрева материалов с добавками твердого топлива 45
2.4.1. Исследования особенностей изменения нагрева образцов с учетом выгорания углерода твердого топлива 45
2.4.2. Исследование особенностей изменения характеристик нагрева железорудных материалов 48
2.5. Выводы 50
3. Исследование массообменных процессов при обжиге рудно-топливных материалов 52
3.1. Методика оценки физико-химических процессов при нагреве рудно-топливных материалов в окислительной среде 52
3.2. Исследование закономерностей изменения расходов углерода и кислорода 55
3.3. Закономерности развития массобменных процессов при спекании железорудных материалов методом вакуумной агломерации 59
3.3.1. Описание лабораторной установки и методики исследований 59
3.3.2. Анализ результатов опытного спекания аглошихты 60
3.4. Выводы 68
4. Определение рациональных условий формирования прочного агломерата 70
4.1. Обоснование методики исследований 71
4.2. Исследование условий упрочнения рудно-топливных материалов 74
4.3. Установление общих закономерностей формирования качественного агломерата 86
4.4. Управление процессом формирования качественного продукта на агломерационной машине 88
4.5.Выводы 90
5. Разработка и промышленные испытания способов улучшения качества получаемого агломерата 94
5.1. Определение требуемых параметров и свойств исходного сырья для формирования блочной структуры агломерата 95
5.2. Исследование условий окомкования агломерационной шихты 96
5.3. Совершенствование высокотемпературных условий формирования блочной структуры агломерата 99
5.3.1. Исследование исходного состояния условий зажигания и спекания на агломашине АК- 50 99
5.3.2. Отработка режимных параметров существующей конструкции зажигательного горна 102
5.3.3. Разработка и использование комбинированного топлива при агломерации 112
5.3.3.1.Исследование особенностей слоевого способа сжигания газообразного топлива при агломерации железных руд 113
5.3.3.2.Результаты промышленных испытаний использования комбинированного топлива при агломерации 122
5.4. Использование железосодержащих отходов металлургического производства при агломерации 125
5.4.1. Анализ возможных образований и направления использования железосодержащих отходов на Серовском металлургическом заводе 126
5.4.2. Металлургические основы утилизации железосодержащих отходов при агломерации 128
5.5. Выводы 133
Общие выводы 134
Список использованных источников 137
Приложения 149
- Основные закономерности формирования блочной структуры агломерата
- Особенности формирования температурного поля прессованных материалов с внутренним источником тепла
- Закономерности развития массобменных процессов при спекании железорудных материалов методом вакуумной агломерации
- Управление процессом формирования качественного продукта на агломерационной машине
Основные закономерности формирования блочной структуры агломерата
На основании обобщения многочисленных экспериментальных данных по разрушению агломератов, а также анализа условий формирования различных аглоструктур Е.Ф.Вегман в 1966 году сформулировал основы теории формирования блочной структуры агломератов /93/. Развитая в последующее время эта теория достаточно логично объясняет процесс образования агломератов в условиях высокотемпературного спекания. По мнению автора, образованный в процессе агломерации спеченный продукт представляет собой совокупность сгустков-блоков расплавленных веществ, соединенных между собой относительно непрочными перемычками и разделенными порами. Основным условием возникновения блочной структуры аглопирога Е.Ф.Вегман считает наличие распределенных частиц твердого топлива, воспламенение которого в слое является основной причиной образования блоков. Поровое пространство, расположенное между ними имеет объем 22...28% полного объема куска агломерата. Внутренняя часть блока пронизана сквозными цилиндрическими порами, а также имеет замкнутые газовые пузыри. Для офлюсованного агломерата характерно, что каждый блок состоит из периферийной части, состоящей из магнетита и небольшого количества силикатной связки (кальциевого оливина). Центральная его часть располагается в местах скопления частиц твердого топлива, вокруг которых после воспламенения резко возрастает температура и происходит расплавление минералов, образовавшихся в результате твердофазного минералообразования, а также компонентов исходной шихты. В процессе расплавления образовавшийся расплав пропитывает близлежащие частицы, расплавляя их. Этим достигается увеличение размеров блоков. Вещество, расположенное в центре, содержит дендриты и скелеты кристаллов магнетита и вюстита связанные силикатами железа и железистым стеклом. Образовавшиеся усадочные раковины возникают между блоками в результате перетекания расплава к горящей частице. Значительное количество крупных пор и каналов образуется в результате просасывания газов. Образование мелких пор является следствием возникновения усадочных раковин при кристаллизации расплава. Изменение размеров блока прекращается после выгорания частиц топлива /94/. Характерной особенностью строения блока является его концентрически-зональное строение, при котором пористость вещества возрастает с периферии к центру /95/. Блочная структура агломерата наиболее типична для «нормального» расхода топлива. При низком его расходе образование блоков не наблюдалось.
При всей логичности построения данной теории она нуждается в развитии и уточнении ряда положений, а именно, при обосновании данных теоретических положений Е.Ф.Вегман не учитывал завершенность тепловых процессов в слое.
На основе анализа внутренней структуры офлюсованного агломерата была сформулирована другая точка зрения /96/ на механизм формирования блочной структуры. В отличие от предыдущей, объясняющей формирование блоков процессами, происходящими при горении твердого топлива, ее сторонники считают, что конечная структура агломерата определяется условиями осуществления подготовительных операций смешения и окомкования и зависит от температурно-теплового уровня процесса спекания. В соответствие с положениями этой теории механизм формирования аглоструктуры зависит от уровня создаваемых температур в слое. При низкотемпературных условиях (ниже 973К) в формировании конечной структуры принимает участие в основном мелкодисперсная часть шихты. При этом процессы минералообразования авторы связывают только с этими компонентами, а наличие газопроводящих пор в слое объясняют усадкой спекаемых частиц. На высокотемпературной стадии (выше 973К) спекание протекает с участием большого количества жидкой фазы, источником образования которой является твердое топливо, сосредоточенное в основном в ней.
Авторы этой теории считают, что основой формирования блоков являются кусочки возврата, расположенные в центре образующихся при окомковании гранул. Эта часть аглошихты имеет более низкую температуру плавления и является источником первичного расплава. Укрупнение блоков осуществляется за счет диффузии оксидов железа через расплав с образованием локальных объемов, заполненных железосиликатным расплавом. Основой образования жидкой фазы являются процессы расплавления новых твердофазных образований и частиц мелкодисперсных включений, а также растворения кварцевых включений аглошихты. При расположении в центре гранулы кусочка возврата в ней наблюдается ярко выраженная зональность. Слияние нескольких гранул обеспечивает создание более крупных образований (блоков). Блоки между собой соединяются перемычками, имеющими химический состав и структуру аналогичный периферии блока. Поскольку материал в большей степени контактирует с газовой фазой, то его основу составляет гематит и раствор феррита в стекле. Поровое пространство агломерата составляют крупные и мелкие поры /97/. Мелкая их часть, в основном замкнутая, образуется внутри блока по границам существовавших гранул. Более крупные поровые включения располагаются на границе блоков и часто имеют вытянутую форму. Их формирование происходит при высоких температурах в момент образования блоков за счет стягивающих усилий сил поверхностного натяжения. Направленность поровых включений и их протяженность определяется давлением просасываемых газов. Авторы считают, что в процессе формирования блочной структуры агломерата добавки твердого топлива являются только источниками тепла и особого участия в формировании внутренней структуры не принимают.
Третья точка зрения на формирование блочной структуры офлюсованного агломерата предложена В.И.Коротичем /44/. Он считает, что образование спека начинается с появления расплава при температурах выше 1573К вокруг горящей частицы коксовой мелочи. Повышение температуры снижает вязкость расплава и улучшает его смачивающую способность. Это обеспечивает пропитку не расплавившихся частиц шихты с последующим стягиванием их в конгломерат за счет сил поверхностного натяжения с образованием крупных пор в межблочном пространстве. При недостатке тепла расплав застывает, образуя плотный участок. При избытке тепла жидкий расплав растворяет окружающие частицы, увеличивая общее количество расплава. После превышения определенного объема избыток расплавленной массы под действием силы тяжести и динамического напора газов стекает вниз, смачивая нижние горизонты слоя и укрупняя спеченную структуру. Такой механизм подтверждается наличием перетекающего расплава на нижних горизонтах слоя /98,99/. Однако эта теория описывает процесс образования агломерата, констатируя только последовательность преимущественного развития отдельных стадий без изучения глубинных внутренних процессов: контактного взаимодействия расплава с твердыми частицами, прочности соединения между манжетами и др.
Первые две схемы объясняют условия образования спеченной структуры в двух крайних состояниях, обусловленных значениями технологических параметров. На это же указывают данные об исследованиях структуры агломерата по высоте слоя /100, 97/. При этом не принимались во внимание физико-химические процессы, происходящие в слое.
Многочисленные литературные данные по изучению механизма формирования спеченной структуры железорудных материалов методом вакуумной агломерации позволяют установить, что основными процессами определяюшими физико-химические и металлургические свойства готового агломерата являются: окисление твердого топлива /60, 65, 101/, частичное восстановление и окисление оксидов железа, продуктами горения твердого топлива, а также продуктами восстановления углеродом компонентов газовой фазы /60, 98, 102, 103/, формирование первичного расплава на основе легкоплавких соединений оксидов железа, кремния, кальция /33, 15, 104, 105, 106/, размягчения тугоплавких составляющих, перетекания расплава в результате расплавления, растекания, пропитки, перетока /26, 106, 60, 104, 105/, кристаллизации и частичного окисления расплавленной массы материалов /26, 60, 100, 102, 103/. Каждый из этих процессов представляет собой сложное явление, закономерности развития которого оказывает существенное влияние на свойства получаемого агломерата. Кроме того, кинетические особенности элементарных процессов находятся в той или иной зависимости по отношению друг к другу. Несмотря на это, определяющим процессом в формировании конечной макроструктуры агломерата принадлежит жидкофазному спеканию /107, 108, 60, 15, 104/. В тоже время, глубина развития основных процессов спекания определяется свойствами исходной шихты, степенью ее подготовки, уровнем температурного и теплового состояния зоны формирования агломерата, условиями развития окислительно-восстановительных процессов в слое и т.д. Таким образом, для углубления знаний о процессах образования агломерата необходимо при всестороннем рассмотрении явлений твердофазного и жидкофазного спекания, использовать также и закономерности изменения основных теплофизических явлений и свойств получаемых материалов.
Особенности формирования температурного поля прессованных материалов с внутренним источником тепла
Для изучения особенностей окисления распределенного твердого топлива в чистом виде были проведены опыты по нагреву инертных образцов на базе шамотного порошка класса -0,1мм с добавками твердого топлива. Экспериментальные данные об изменении перепада температур между поверхностью и центром исследуемых материалов в изоскоростном режиме представлены на рис.2.4. Их анализ показал, что в первоначальный период нагрева (до 150-200 С) наблюдается постепенное повышение уровня температур, как поверхности, так и центра образца. При этом температура поверхности выше температуры центра на величину до 4 градусов.
Дальнейшее повышение температуры газовой среды в рабочем пространстве печи способствует началу развития экзотермических процессов горения углерода твердого топлива, что обеспечивает внутренний разогрев образцов. В этом случае перепад температур между поверхностью и центром начинает сокращаться, а по достижении температуры газов 300...320 С наступает момент их равенства (tr.p), когда уровень температур на поверхности и в центре образца становится одинаковым. Дальнейший внешний нагрев материалов в окислительной среде способствует интенсивному выгоранию углерода твердого топлива с выделением значительных количеств тепла. Это приводит к повышению температуры центральных слоев образца, а перепад температуры по его сечению меняет знак.
Внутренний разогрев нагреваемых материалов продолжается до температур газовой среды 1000... 1050 С, соответствующих наибольшей разности температур между поверхностью и центром образца (Wc). При более высоких температурах газовой среды скорость изменения температуры центра образца начинает сокращаться из-за уменьшения его количества вследствие выгорания. В течение этого периода нагрева температура центра стремится достичь температуры поверхности, а после 1170 С она начинает отставать от последней.
Описанный выше механизм выгорания добавок твердого топлива подтверждают данные об изменении химического состава отходящих газов (рис.2.5). При этом следует отметить, что на начальном участке нагрева (до 300...320 С) изменение концентрации кислорода практически не происходит. Небольшое повышение содержания СОг в отходящих газах с 11,6 % до 12,3 % обусловлено, по-видимому, догоранием летучих, выделяющихся при деструкции топлива. В тоже время состав газовой среды позволяет уточнить, что процесс интенсивного выгорания углерода продолжается только до температуры 720 С, когда концентрация диоксида углерода наибольшая, а кислорода минимальная. В процессе дальнейшего повышения температуры рабочего пространства скорость выгорания углерода твердого топлива сокращается. При этом концентрация СОг в газовой среде снижается, а Ог повышается. По достижении температур выше 1000... 1050 С концентрация диоксида углерода и кислорода в отходящих газах практически не изменяется. С определенным допущением этот уровень температур можно считать моментом полного окисления углерода твердого топлива.
Следует также отметить, что при температурах газовой среды около 320С в отходящих газах появляется избыточная концентрация монооксида углерода (рис.2.5 б), которая достигает максимального значения (время достижения максимальной концентрации монооксида углерода при газификации твердого топлива - тмакс.) при температуре газовой среды около 600 С через 30 минут после начала опыта. При последующем увеличении температуры обжига концентрация СО в отходящих газах снижается за счет его догорания и снижения концентрации углерода в обжигаемых материалах, а при температурах около 880С достигает нулевого значения. Эта особенность полностью совпадает с данными о кинетике окисления кускового твердого топлива/140, 145, 146/.
Таким образом, процесс выгорания твердого топлива в инертных материалах в интервале температур газа от момента достижения равенства температур на поверхности и в центре образца до максимального перепада температур по его сечению (1000... 1050 С) сопровождается внутренним разогревом обжигаемых образцов. В этот же период практически полностью заканчивается процесс окисления твердого топлива. При температурах около 320 С в отходящих газах появляется избыточный монооксид углерода, концентрация которого достигает максимального значения при 600 С, а при температурах около 880 С его содержание практически равно нулю.
Для изучения поведения твердого топлива, распределенного между частицами железорудных материалов, необходимо провести аналогичные исследования. При этом характер изменения температурного поля рудно-топливных образцов приобретает некоторые особенности, связанные с развитием окислительно-восстановительных реакций оксидов железа.
При аналогичных условиях нагрева железорудных образцов (рис.2.6.) на первоначальном участке, где интенсивность протекания практически всех физико-химических процессов минимальна, уровень температур поверхности и центра постепенно возрастает при отставании нагрева центральных слоев на величину до 18 градусов. Такая разница в закономерностях изменения перепада температур между поверхностью и центром железорудного образца по сравнению с инертным обусловлена в основном различием их теплофизических свойств. При температурах около 200 С начинает работать в качестве внутреннего источника тепла углерод твердого топлива, вызывая повышение температуры центральных слоев. В соответствие с установленными выше особенностями нагрева инертных материалов, при температурах около 320 С в их структуре появляется избыточный монооксид углерода, который в железорудных образцах начинает восстанавливать оксиды железа. В результате на дифференциальной температурной кривой нагрева наблюдается снижение интенсивности роста температуры центральных слоев, а кривая изменения перепада температур становится ближе к горизонтальной линии. Существующий максимум содержаний монооксида углерода в отходящих газах при окислении только твердого топлива при температурах около 600 С обеспечивает ограничение скорости восстановления оксидов железа. Выше этой температуры концентрация СО в газах снижается, а скорость процессов восстановления оксидов железа сокращается.
Закономерности развития массобменных процессов при спекании железорудных материалов методом вакуумной агломерации
Для изучения особенностей развития массообменных процессов при агломерации железных руд были проведены опытные спекания на экспериментальной установке типа «Аглочаша» диаметром 330мм. Схема установки представлена на рис. 3.1.
Рабочее пространство аглочаши (2) представляет собой шахту, выполненную из стали с внешней тепловой изоляцией. Для контроля за уровнем температур слоя при спекании на горизонтах 50, 100, 150, 200мм и в подрешетчатом пространстве устанавливали термоэлектрические термометры в защитном чехле градуировки ТВР (4... 8). Конструкция установки предусматривает также контроль статического давления по высоте слоя (9... 11), а также автоматический отбор и анализ состава отходящих из слоя газов на содержание кислорода, диоксида и монооксида углерода (12). Для внешнего нагрева шихты предназначен горн (13), отапливаемый газовой горелкой (14). Для контроля и регулирования расхода газа и воздуха на аглочашу в период зажигания предусмотрены диафрагмы (15) и (17), а также регулировочные краны (16) и (18).
При проведении опытов исходные материалы общим весом 49кг, состояли из 60% концентрата Качканарского ГОКа, 10% известняка, 30% возврата. К основной массе шихты добавляли кокс фракции -Змм производства НТМК в количестве 4 %. Сухие исходные компоненты помещались в цилиндрический барабан диаметром 0,6 м, вращающийся со скоростью 18...20 об./мин. и перемешивались в течение 2 минут. Затем добавляли воду для обеспечения общей влажности шихты 8% и окомковывали шихту в том же режиме в течение 2 минут. Подготовленная шихта загружалась вручную на решетку аглочаши (3) с учетом равномерности ее распределения по сечению. Непосредственно в нижнюю часть установки на колосниковую решетку (3) предварительно укладывали слой защитной постели из возврата агломерата класса 5... 12мм высотой 15мм. Общую высоту слоя аглошихты устанавливали 200мм.
Режим зажигания аглошихты осуществляли продуктами полного сгорания природного газа с температурой 1100 С в течение 2 минут при скорости фильтрации газов через слой 0,3 м/с. Дальнейшее получение агломерата достигалось при спекании просасыванием холодного воздуха, поступающего в слой из окружающей среды за счет разрежения в подрешетчатом пространстве, создаваемого дымососом.
Анализ закономерностей изменения во времени температурного поля спекаемой шихты (рис.3.2) позволяет установить, что в процессе получения агломерата каждый горизонт слоя испытывает последовательный режим термообработки, который условно может быть поделен на три периода: 1 период - высокоскоростного нагрева до температуры 1000-1050С; 2 период - нагрева до максимальной температуры спекания; 3 период - охлаждения потоком воздуха, поступающего из окружающей среды.
В эти периоды каждый горизонт слоя испытывает воздействие газовой атмосферы различного состава (рис.3.3). При расположении зоны горения выше рассматриваемого участка слоя в первоначальный период термообработки он находится в газовом потоке содержащим 14,5... 15,0 % диоксида углерода, около 5,0 % кислорода и около 2,0 % монооксида углерода. По мере приближения к нему зоны горения концентрация диоксида углерода в просасываемых газах сокращается до 8,0 %, кислорода возрастает до 10,0 %, а содержание монооксида углерода практически не изменяется. В период спекания аглошихты на промежуточных горизонтах состав газовой атмосферы в слое изменяется незначительно. После прохождения зоной горения рассматриваемого участка наступает период охлаждения и наблюдается последовательное повышение в просасываемых газах кислорода до 21 %, СО2 до 1,5 % и СО практически до нуля.
Используя полученные экспериментальные данные о составе отходящих из слоя газов (рис.3.3) с учетом особенностей перемещения зоны горения, определяемых по термограммам опыта (рис.3.2), можно установить с удовлетворительной для инженерных расчетов точностью средний химический состав газовой среды и условия нагрева на каждом участке в заданный момент времени термообработки. Исходные данные о параметрах спекания аглошихты по периодам и горизонтам слоя представлены в табл. 3.2.
На основании данных табл.3.2 с использованием уравнений (3.29) - (3.32) были выполнены расчетные исследования изменения масс углерода и атомарного кислорода на различных горизонтах слоя по периодам термообработки процесса получения железорудного агломерата. Установленные результаты представлены в табл.3.3.
Управление процессом формирования качественного продукта на агломерационной машине
Для установления конкретного вида критериальной зависимости, определяющей качество получаемого спека при формировании его блочной структуры, можно воспользоваться данными исследований характерных температур уплотнения рудно-топливных материалов с учетом особенностей режимов их нагрева. Для этого в каждом опыте провели анализ факторов, определяющих качество агломерата. Результаты этого анализа представлены в табл. 4.3. Дальнейшую обработку экспериментальных и расчетных данных производили с помощью математического пакета программ «TableCurve 3D». В итоге было получено, что при описании условий для формирования качественного спеченного продукта на основе концентрата Качканарского ГОКа справедлива зависимость:
При производстве агломерата рациональный компонентный и химический состав его исходной шихты зависит от требований к получаемому сырью /3,5, 22, 23, 47/. При этом исходные материалы должны обладать определенным гранулометрическим составом и быть подвергнуты предварительно соответствующей подготовке перед спеканием (смешение, окомкование, укладка и др.) /26, 27/. Для этого можно воспользоваться производственным опытом получения качественного агломерата/161, 163, 165/. Формирование же конечной структуры агломерата завершается на стадии высокотемпературного спекания. Как было показано выше, процесс высокотемпературной обработки материалов методом агломерации железных Т руд будет определяться значением комплексного показателя — _# g этом случае максимальная температура нагрева исходных материалов определяется уровнем температуры начала расплавления шихты, значение которой наиболее целесообразно поддерживать минимально возможным. Для конкретной шихты ее изменение может быть осуществлено путем изменения условий наг ева. В этом случае значение комплексного показателя снижается. Для повышения его величины можно использовать уменьшение скорости нагрева спекаемых материалов. Такие условия можно создать либо за счет повышения газодинамического сопротивления слоя, либо за счет увеличения высоты слоя на аглоленте, либо за счет изменения гранулометрического состава шихты в сторону уменьшения среднего диаметра окомкованной шихты, а также за счет понижения уровня разрежения в вакуум-камерах, что связано с ухудшением использования мощности эксгаустера. Изменение высоты укладки слоя на отечественных агломашинах ограничено ее конструкцией и составляет максимальную величину до 300...350 мм. Уменьшение среднего диаметра окомкованной шихты может быть достигнуто путем введения в состав исходной смеси материалов мелкодисперсных составляющих типа концентрата, шламов, пыли и других железосодержащих компонентов. Одним из эффективных мероприятий улучшающих качество получаемого агломерата из тугоплавких шихт, имеющих высокую температуру начала расплавления является увеличение времени выдержки при ней путем расширения высокотемпературной части слоя.
Это можно обеспечить или за счет увеличения мощности внутреннего источника тепла - повышение расхода твердого топлива или введения активных металлов (алюминий- и магнийсодержащих добавок), или за счет создания внешнего источника тепла при слоевом способе сжигания газообразного топлива/169,170/. В соответствие с зависимостью (4.3), для обеспечения условий получения качественного продукта можно воспользоваться способами регулирования состава газовой среды непосредственно в слое. Для этого используют рециркуляцию отходящих газов путем подачи их непосредственно в слой /160/. Однако, как показывает практика, такой способ требует большой реконструкции агломашины. При этом режим агломерации будет отличаться нестабильностью газодинамического режима работы агрегата, а также большим временем запаздывания выхода агломашины на стационарный режим. Наиболее эффективным способом регулирования состава газовой среды непосредственно в слое следует считать режим слоевого способа сжигания природного газа в потоке газа-рециркулянта /168/, позволяющего существенно повысить качество получаемого сырья при снижении расхода топлива на его производство и сохранении высокой производительности агломашины. 1. Исследована кинетика изменения линейной усадки нагреваемых рудно-топливных материалов, их массы, состава газовой среды и плотности компактного вещества в режиме изоскоростного нагрева и установлена закономерность уплотнения этих материалов по данным об изменении относительного объема их пор. 2. На основании анализа зависимости изменения объема пор в нагреваемых V рудно-топливных материалах —- = F(r) были определены характерные температуры уплотнения: Т0 - температура начала газификации твердого топлива; Ті - температура начала интенсивного твердофазного уплотнения; Т2 - температура начала образования жидкой фазы:, Тз - температура начала интенсивного уплотнения с участием жидкой фазы или температуры начала расплавления. 3. Установлены закономерности влияния основных теплотехнических параметров (содержания твердого топлива в исходной шихте, содержания в газовой среде кислорода и диоксида углерода, скорости внешнего нагрева) на изменение температурных условий уплотнения рудно-топливных образцов. Показано, что наименьшие энергетические затраты на формирование прочного агломерата из магнетитовых железорудных материалов можно обеспечить при нагреве со скоростью 90... 100 град./мин. при содержании в них 7,8...8,2 % твердого топлива в газовой среде содержащей 7,0...8,0 % СОг.
Создание плотной структуры агломерата возможно при скорости внешнего нагрева 120... 130 град./мин. в газовой среде с минимально или максимально возможным содержание диоксида углерода. При этом содержание кислорода в газе должно быть либо близким к нулю, обеспечивая безокислительный нагрев и сохранение исходной структуры нагреваемых материалов при ограниченной мощности внутреннего источника тепла, либо близким к содержанию его в воздухе, создавая условия для максимального окисления углерода и оксидов железа. Наиболее целесообразным следует признать использование совместного слоевого способа сжигания твердого и газообразного топлив. Его реализация дает возможность регулировать окислительную способность газовой среды на агломерационной машине без значительных капитальных затрат. 4. Установлено критериальное уравнение, описывающее условия получения прочного агломерата с учетом рационального состава исходной шихты и состава газовой атмосферы в слое. Получены рациональные значения интегрального критерия качества агломерата получаемого из руд Северопесчаного месторождения. Показана возможность управления процессом формирования прочной структуры агломерата на стадии высокотемпературного спекания при минимизации энергетических затрат и использовании совместного слоевого сжигания твердого и газообразного топлив за счет изменения условий термообработки.
