1.4 Шихта для доменной плавки
Шихта современных доменных печей состоит из двух основных частей: железорудной и топливной (рис. 1.4).
Рис. 1.4 – Компоненты доменной шихты
В случае низкой основности железорудных материалов для текущей корректировки основности шлака в шихту добавляется дополнительный флюс – известняк крупностью более 10 мм. Сырая железная руда в шихте доменных печей применяется редко.
Образцы компонентов доменной шихты представлены в ячейках № 8–10.
№ 8. Кокс применяется в доменных печах в качестве источника тепла, восстановителя и разрыхлителя шихты. Доменный кокс имеет крупность более 25 мм. Отсевы кокса крупностью 0-25 мм от коксохимзаводов и от доменных печей при дополнительном отсеве фракции 0-25 мм перед загрузкой кокса в скип направляют на агломерационные фабрики в качестве топлива агломерационной шихты.
Кокс получают путем термической обработки определенных сортов каменных углей при температуре 1000-1100 оС. Обычно кокс содержит 82-88 % углерода, 10-13 % золы, 0,5-1,7 % серы, 2-5 % влаги. Кокс обладает пористостью 49-53 %, хорошей горючестью и высокой прочностью.
№ 9. Агломерат – продукт окускования мелких фракций богатых железных руд и концентратов обогащения бедных руд. Наиболее распространенный и высокопроизводительный способ окускования – агломерация. Агломерат имеет достаточную механическую прочность, высокую пористость, хорошо восстанавливается в доменной печи. Основность полностью офлюсованного агломерата CaO/SiO2 = 1,2-1,3. Содержание железа в агломерате примерно 52-55 %.
№ 10. Окатыши – продукт окускования тонкоизмельченных железорудных концентратов с добавлением небольшого количества связующих веществ, в основном бентонита – мелкодисперсной глины – в количестве 0,5-1,5 % от массы шихты. Получение окатышей (диаметром до 10-20 мм) – способ окускования, развитие которого связано с вовлечением в металлургическое производство бедных по содержанию железа руд, природное состояние которых требует измельчения до 0,05-0,07 мм перед обогащением. Представленные образцы окатышей содержат: Fe – 60 %, SiO2 – 9 %, CaO – 5 %, основность CaO/SiO2 = 0,55.
1.5 Агломерационная шихта
При дроблении богатых железных руд неизбежно образуется мелочь крупностью менее 10 мм. При обогащении тонковкрапленных железных руд получается тонкоизмельченный железорудный концентрат крупностью менее 0,05 мм. Кроме того в металлургическом производстве образуется значительное количество мелких и дисперсных железосодержащих отходов. Для сохранения газопроницаемости столба шихтовых материалов в доменной печи загружаемая железорудная шихта должна иметь крупность более 10 мм, поэтому мелкие железосодержащие материалы необходимо окусковать. Наиболее распространенным способом окускования является агломерация – процесс окускования материалов спеканием их при нагреве до образования жидких фаз за счет сжигания топлива в самом материале или подвода тепла со стороны. Состав агломерационной шихты схематично показан на рис. 1.5.
20-30 %
фр. -10 мм
Рис. 1.5 – Компоненты агломерационной шихты
Образцы компонентов доменной шихты представлены в ячейках № 11 –16.
№ 11. Тонкоизмельченный железорудный концентрат крупностью 0,05 мм – основной компонент агломерационной шихты. Доля концентрата в смеси с аглорудой до 80 %. Химический состав: Fe – 64,0 %, SiO2 – 9,5 %, (Al2O3, CaO, MgO) – 1,55 %. Концентрат получен магнитным обогащением магнетитовых кварцитов Криворожского месторождения.
№ 12. Аглоруда. Независимо от классификации по типу рудного минерала железные руды крупностью менее 10 мм называют аглорудами и отправляют на окускование. Состав: Fe – 58,4 %, SiO2 – 11,2 %, (Al2O3, CaO, MgO) – 1,7 %.
№ 13 - 14.Флюсы – дробленные до крупности 0-3 мм обычный и доломитизированный известняки. Количество флюса, добавляемого в аглошихту, рассчитывается на отношение CaO:SiO2 в агломерате, равное 1,2-1,3. Это позволяет вести доменную плавку на шихте из двух компонентов – офлюсованного агломерата и кокса, получая при этом чугун заданного химического состава, особенно по содержанию серы.
№ 15. Марганцевая смесь – смесь марганцевой руды, колошниковой пыли, выносимой с отходящими газами из доменной печи, и отсева мелочи агломерата крупностью 0-5 мм, получаемого перед загрузкой агломерата в доменную печь. Марганцевую смесь получают после формирования совместного штабеля из марганцевой руды с влажностью 30 %, колошниковой пыли с влажностью 8 % и совершенно сухого отсева агломерата. Смешанный материал имеет невысокую влажность и достаточную сыпучесть для приема в технологический цикл аглофабрики.
№ 16. Топливо – смесь дробленных до крупности 0-3 мм коксовой мелочи и антрацитового штыба, взятых в соотношении 1:1.