Контрольні питання

1. Окускування металургійної сировини і його мета.

2. Види окускування руд і концентратів.

3. Сутність процесу брикетування.

4. Переваги використання брикетної сировини в металур-гійному виробництві.

5. Вимоги, що ставляться до брикетів.

6. Фактори, що впливають на процес брикетування матеріалів.

7. Основні операції процесу брикетування.

8. Види й способи брикетування руд і концентратів.

9. Зв’язувальні добавки для брикетів.

10. Типові схеми брикетування залізних руд.

11. Дробильно-сортувальне устаткування, використовуване в брикетному виробництві.

12. Обладнання для навантаження та дозування шихтових матеріалів брикетного виробництва.

13. Устаткування для сушіння брикетної шихти.

14. Змішувачі брикетної шихти.

15. Принцип дії лопатевого змішувача брикетної шихти.

16. Класифікація пресів для виробництва рудних брикетів.

17. Штемпельний брикетний прес й схема його роботи.

18. Визначення продуктивності штемпельного пресу.

19. Принцип дії кільцевого брикетного пресу.

20. Визначення продуктивності кільцевого пресу.

21. Вальцеві преси й фактори, що впливають на ефектив-ність їхньої роботи.

22. Визначення продуктивності вальцевого пресу.

23. Порівняльний аналіз конструкцій брикетних пресів.

24. Устаткування для охолодження брикетів.

3.2. Обладнання для виробництва агломерату

Загальна характеристика процесу.

Агломерацією називають процес окускування рудного дріб'язку, тонкоподрібнених рудних концентратів і відходів металургійного виробництва за допомогою спікання їх з паливом. У результаті виходять тверді пористі шматки однорідного складу за рахунок часткового розплавлювання рудних часток теплом, що виділяється при згорянні палива в шарі шихти, через який просмоктується повітря.

Агломерація збільшує металургійну цінність залізовмісних продуктів завдяки одержанню оптимальної крупності й необхідної однорідності хімічного складу, офлюсуванню й поліпшенню відновлюваності, частковому видаленню шкідливих домішок і отриманню достатньої механічної міцності.

Для виробництва агломерату готують шихту, до складу якої входять дрібна залізна руда й залізорудний концентрат (40-50%), вапняк (15-20%), повернення (дрібний агломерат) (20-30%), коксовий дріб'язок (4-6%), волога (6-9%) і металовмісні відходи металургійного й хімічного виробництв (колошниковий пил, окалина, піритні недогарки, червоні шлами).

У ході процесу агломерації компоненти шихти подрібнюються, змішуються, зволожуються й спікаються.

Процес агломерації може здійснюватися в печах, у зваженому й у щільному фільтрованому шарі. Останній спосіб одержав найбільш широке промислове застосу-вання. Відомі його модифікації відрізняються:

- напрямком фільтрації повітря через шар шихти на колосникових решітках. Може здійснюватися продувом при надлишковому тиску повітря під колосниками (застосовується обмежено для спікання деяких руд кольорових металів) і прососом під впливом розрідження під колосниками (широко використовується для агломера-ції залізорудної сировини);

- апаратним оформленням. Процес може вестися в прист-роях періодичної дії (в агломераційних чашах) і безпере-вної дії (на конвеєрних й кільцевих агломашинах). Другий варіант застосовується набагато частіше в силу забезпечен-ня високої продуктивності процесу.

У процесі агломерації із прососом повітря шар шихти із твердим паливом запалюється зверху за допомогою запального горна, а потім зона горіння поступово переміщається зверху вниз до колосникових решіток. Під час горіння палива шихта нагрівається, що сприяє її розплавлюванню й хімічній взаємодії між окремими елементами. При цьому також відновлюється або окислюється залізо. Матеріал, що утворюється при цьому, і являє собою готовий агломерат. Тепло відхідних газів використовується майже повністю, завдяки чому забез-печується висока економічність агломераційного процесу.

Технологічне устаткування аглофабрик.

Агломераційні фабрики являють собою складні виробничі комплекси, до складу яких входять відділення приймання й усереднення шихтових матеріалів, дроблення, подрібнення й сортування компонентів шихти, змішування й огрудкування шихти, спікання, охолодження, дроблення й сортування агломерату.

На рис. 3.9 зображена схема ланцюга апаратів агломе-раційної фабрики з конвеєрною випалювальною машиною й прямолінійним охолоджувачем агломерату.

Дробильно-подрібнювальне устаткування використову-ється для підготовки шихтових матеріалів (насамперед вапняку й коксу; залізовмісні компоненти шихти подрібнення, як правило, не потребують), а також для дроблення гарячого агломераційного спека.

Рис. 3.9. Схема ланцюга апаратів агломераційної фабрики:

1 – роторні вагоноперекидачі; 2 – прийомні бункери; 3 – штабелі матеріалів; 4, 12, 15 – стрічкові конвеєри; 5 – роторні екскаватори; 6, 10, 18, 21, 23 – грохоти; 7 – конусні дробарки; 8, 17, 22 – валкові дробарки; 9 – молоткові дробарки; 11 – шихтові бункери; 13 - барабанний змішувач; 14 – огрудкувач; 16 – агломераційна машина; 19, 20 – охолоджувачі; 24 – залізничні вагони; 25 – вакуум-камери; 26 – газовий колектор; 27 – система пилоочищення; 28 – ексгаустер; 29 – димова труба

В першому випадку застосовують конусні дробарки дрібного (рідше середнього) дроблення, чотирьохвалкові й однороторні молоткові дробарки, стрижневі млини, у другому – одновалкові зубчасті дробарки.

Однією з найважливіших операцій при виробництві агломерату є сортування сипучих матеріалів шляхом просіювання. В якості сортувального устаткування на всіх стадіях виробництва використовують в основному вібраційні грохоти із прямолінійними вібраціями (резонансні, самобалансові) і із круговими коливаннями (інерційні).

Для одержання якісного агломерату верхня межа крупності вапняку, що додається в шихту, не повинна перевищувати 3 мм. Для палива найбільш доцільна крупність - від 0 до 3 мм із 70% фракції -2,0 +0,5 мм. Спечений продукт після дроблення розділяється на крупний агломерат (-40 +18 мм), постіль (-18 +12 мм), дрібний агломерат (-12 +5 мм) і повернення (-5 мм). Крупний і дрібний агломерат йдуть в доменну піч, проміжний продукт використовується для утворення постелі при спіканні агломерату, а дріб'язок повертається в процес. У деяких випадках поділ агломерату на придатний і повернення здійснюється за крупністю 7-8 мм.

Для перемішування й огрудкування шихти застосовується змішувальне й огрудкувальне устатку-вання. На збагачувальних фабриках прийнята двохстадіальна схема змішування й огрудкування шихти. На першій стадії шихта змішується в первинних змішувальних установках. Для збереження сипкості шихтових матеріалів, що сприяє перемішуванню, вода в первинні змішувачі подається в невеликих кількостях (тільки коли є потреба усунення пилоутворення). На другій стадії здійснюють огрудкування зволоженої шихти.

Процес первинного змішування здійснюється в змішувачах безперервної дії різних конструкцій - барабанних, шнекових, роторних. Для огрудкування застосовуються тільки барабанні огрудкувачі.

Шнекові змішувачі використовують при малій продуктивності процесу агломерації. Шнековий змішувач (рис. 3.10) являє собою закритий корпус 1 у вигляді корита, у якому на підшипниках 4 установлені два вали 2, що приводяться в обертання від електродвигуна 5 через редуктор 6. Вали постачені лопатами 3, розташованими на них по спіралі. За рахунок зустрічного обертання валів і спірального розташування лопат шихтові матеріали просуваються від завантажувального 8 до розван-тажувального 7 отвору й змішуються в процесі руху.

Рис. 3.10. Схема двохвалкового шнекового змішувача:

1 – корпус; 2 – вали; 3 – лопати; 4 – підшипники; 5 – електродвигун; 6 – редуктор; 7 – розвантажувальний отвір; 8 – завантажувальний отвір

Шнекові коритні змішувачі забезпечують високий ступінь однорідності змішаної шихти (92-96%), однак відрізняються високими питомими витратами енергії на змішування й швидким зношуванням лопат (стійкість до двох місяців).

При великих обсягах змішування перевага віддається роторним і барабанним конструкціям.

На рис. 3.11 показана схема роторного змішувача. Змішувач установлюють над конвеєрною стрічкою на рамі конвеєра. Конструкція виконана у вигляді зварного каркасу 1 з камерою 2, що складається із секцій: вхідній 3, декількох середніх 4 і вихідній 5. У камері встановлені дисковий 6 і лопатеві 7 ротори.

Дисковий ротор являє собою трубчастий вал з дисками, армованими твердим сплавом. Кожний з лопатевих роторів постачений дванадцятьма лопатами, розташованими під кутом до осі вала. Робочі крайки лопат також захищені від зношування твердим сплавом.

Компоненти суміші надходять у змішувач на стрічці конвеєра. Перший по ходу матеріалу дисковий ротор розрівнює шар шихти на стрічці й частково змішує її. У зоні дії лопатевих роторів компоненти шихти інтенсивно змішуються одночасно по висоті й ширині шару. Оптимальне змішування відбувається при зазорі між ротором і стрічкою 5-9 мм і висоті шару шихти 40-80 мм.

Ступінь однорідності шихти при швидкості конвеєрної стрічки більше 1 м/с не перевищує 40-60%. Для підвищення її до 90-95% роторні змішувачі встанов-люються послідовно один з одним або з барабанними змішувачами. Технічні характеристики роторних змішува-чів наведені в табл. 3.1.

Барабанні змішувачі й огрудкувачі мають переважне застосування на агломераційних фабриках. За конструк-цією вони мало розрізняються між собою. На рис. 3.12 показаний барабанний змішувач із фрикційним приводом, а на рис. 3.13 - барабанний огрудкувач агломераційної шихти зі стаціонарним очисним пристроєм.

Рис. 3.11. Схема роторного змішувача:

1 – каркас; 2 – камера; 3 – вхідна секція; 4 – середні секції; 5 – вихідна секція; 6 – дисковий ротор; 7 – лопатевий ротор; 8 - роликоопора

Пристрої складаються із циліндричного барабана, чотирьох опорних, одного або двох упорних роликів, привода, пристрою для зволоження шихти, пристосування для очищення гарнісажа, завантажувальної лійки, розвантажувальної камери й системи змащення. Склад вузлів змінюється залежно від технологічних умов, для яких призначається змішувач або огрудкувач.

Таблиця 3.1