3 Агломерационный цех

В агломерационном цехе производится офлюсованный агломерат — основной железосодержащий материал для производства чугуна в доменном цехе.

Агломерат получают путём спекания мелких (крупность не более 13 мм) железных руд (доменный концентрат Михайловского ГОКа, аглоруда Бакальского ГОКа) и металлургических отходов комбината (окалина, колошниковая пыль, доменный отсев агломерата, шлам). Для офлюсования агломерата используется известняк Аккермановского рудника. Топливом служит кокс коксохимцеха.

В отделении приема шихтовых материалов поступающие руда, концентраты, флюсы разгружаются вагоноопрокидывателями. В зимнее время смёрзшийся в вагонах концентрат и аглоруда разогреваются в вагоне размораживания

Далее материалы транспортируются на усреднительный склад. Усреднение осуществляется на рудных дворах доменного цеха.

Кокс выгружается вручную.

После выгрузки концентрат и аглоруда транспортируются в закрытый склад железно-рудного сырья; туда же поступает шлам из КОШ. Концентрат и аглоруда штабелируются раздельно. Укладываются они передвижными разгрузочными тележками. Укладка ведётся послойно, что способствует их усреднению. Известняк выгружается в открытый склад. Оттуда известняк поступает в корпус дробления. В нём имеются четыре молотковые дробилки и четыре виброгрохота. На дробилках известняк измельчают (до крупности 0-50 мм), на грохотах выделяют мелкие фракции 0-3 мм и 5-10 мм. Фракция 5-10 мм обжигается на ленточной обжиговой машине (получается известь). Остальная масса сортированного известняка возвращается на повторное дробление (в смеси с очередной порцией складского известняка).

Кокс выгружают в приёмные бункера топлива. Из этих бункеров кокс подаётся в корпус дробления топлива, где на 4-х валковых дробилках измельчается до крупности 0-3 мм.

Рисунок 3.1 - Поперечный разрез шихтового отделения

В шихтовое отделение поступают предварительно подготовленные рудные компоненты шихты, известняк, топливо, возможные добавки, тут их дозируют в нужном соотношении и направляют для смешивания и окомкования (рисунок 3.1). Шихтовое отделение представляет собой систему бункеров, оборудованных конвейерами 2. Поступающий материал через реверсивный конвейер 1 загружается автостелой 3 в бункер с соблюдением, требований по усреднению материалов. В нижней части бункеров установлены дозаторы 4, обеспечивающие дозированную выдачу материалов. Их работа обычно управляется системой автоматического дозирования. Поданные в заданном соотношении материалы и топливо на сборный конвейер 5 составляют готовую шихту, которая направляется дальше для смешивания и окомкования.

После стадии подготовки шихтовые материалы поступают в соответствующие бункера корпуса дозировки. Из этих бункеров с помощью тарельчатых питателей и автоматических весоизмерителей материалы дозируются (т.е. выдаются в определённых количествах) на шихтовый транспортёр. Затем из отстойника в шихту вносится пульпа (тестообразная масса — продукт мокрого улавливания внутрицеховой производственной пыли). Составленная шихта направляется в корпус первичного смешивания, где в неё добавляется горячий возврат (агломерационная мелочь крупностью 0-10 мм). Подогретая возвратом шихта загружается в смесительный барабан, в котором происходит смешиваний составляющих шихты в однородную массу. Затем шихта загружается в барабанные окомкователи, где увлажняется до 6-8% и окомковывается. Цель окомкования — повышение газопроницаемости шихты.

Окомкованная шихта равномерно загружается на непрерывно движущиеся паллеты агломашин (рисунок 3.2).

1 – барабанный питатель для загрузки шихты; 2 – направляющие рельсы; 3 – зажигательный горн; 4 – спекательные тележки (палеты); 5 – звездочка на разгрузочной части машины; 6 – вакуум-камеры; 7 - приводное колесо (звездочка)

Рисунок 3.2 - Схема агломерационной машины

Загруженная на аглоленту шихта (высота слоя 210 мм) медленно (со скоростью 1,5-2,0 м/мин) проходит под горном агломашины, в котором горит природный газ. Температура пламени горящего газа достигает 2200-3000 °C. От газового пламени воспламеняется топливо шихты (кокс). Горение топлива в шихте поддерживается в результате просасывания атмосферного воздуха сквозь шихту сверху вниз

под воздействием отсасывающих насосов-эксгаустеров. Зона горения постепенно передвигается с верху вниз по высоте слоя шихты до колосников со скоростью 10-40 мм/мин. При достижении зоны горения колосников процесс спекания заканчивается. Обычно он продолжается 10-20 мин. После того, как агломерат готов, он некоторое время движется на паллетах аглоленты, и через него всасывается воздух, ускоряя охлаждение. В момент, когда зона горения достигает колосников паллеты, паллеты выходят в закругления загрузочной части аглоленты и опрокидывается. С опрокинутой паллеты агломерат сходит на самобалансный грохот, на котором отсевается часть мелких кусков (первичный возврат, крупность 0-10 мм). После этого агломерат охлаждается в чашевых охладителях под воздействием просасываемого атмосферного воздуха. Охлажденный агломерат подвергается грохочению на виброгрохотах корпуса сортировки, в ходе которого из агломерата отсеивается мелочь 0-5 мм (вторичный возврат). Первичный и вторичный возвраты транспортируются в корпус первичного смешивания. Пыль, отсасываемая воздухом из спекаемого слоя шихты и оседающая в пылеуловителях агломашин, поступает в первичный возврат. Готовый агломерат поступает в доменный цех.

Важной частью агломерационной машины является система газоочистки. Содержание пыли в отсасываемых продуктах горения колеблется в широких пределах (1–6 г/м3) и зависит от состава спекаемой шихты, наличия постели, конструкции улавливающих устройств, технологического процесса.

Около 50% пыли имеет размер частиц менее 0,07 мм. Для улавливания такой мелкой пыли необходимы эффективные методы и аппараты для очистки газов.

Первоначальная очистка отсасываемых продуктов горения происходит в «сборном газопроводе, установленном под вакуум-камерами. По всей длине газопровода внизу расположены карманы, в которых собирается пыль. Основная же очистка производится в так называемых батарейных мультициклонах, представляющих собой набор (более 500 шт.) циклонных пылеуловителей диаметром 250 мм.

Для этого применяют также скрубберы для мокрой очистки газа.

Очищенный до содержания пыли, 0,05-0,1 г/м3 газ отсасывается эксгаустером и выходит в дымовую трубу.

Агломерат, производимый в аглоцехе является офмосованным. Применение такого агломерата дало большой эффект в доменном производстве. Во-первых, в доменной печи исключается процесс разложения известняка, в результате чего сокращается расход топлива (кокса). Во-вторых, возрастает объем загружаемого в печь железорудного сырья за счёт исключения известняка, что приводит к увеличению выпуска чугуна. В-третьих, улучшается восстановимость агломерата, так как окись кальция известняка и извести образуют с кремнеземом силикаты, освобождая Fe из химических соединений (таблица 3.1, таблица 3.2).

В условиях аглоцеха комбината на производство 1 г. офмосованного агломерата расходуется 1.2 аглошихты (таблица 3.3) Суточный план производства агломерата составляет 8 тыс. т (таблица 3.4).

Физико-химические процессы, происходящие в зоне горения твёрдого топлива (при T = 1000–1500 0C):

1.Горение топлива: С + О 2= СО2;

СО 2+ С = 2СО;

2.Восстановление окислов Fe углеродом: 3Fe2O3 + CO = 2Fe3O4 +CO2 ;

Fe3O4 + CO = 3Fe + CO2 ;

3.Восстановление магнитной окиси Fe твёрдым углеродом :

Fe3O4 + C = 3FeO + CO2 ;

Таблица 3.1 - Расходы шихтовых материалов на 1 тонну агломерата

Наименование вида сырья	кг/т
Аглоруда Бакальская	124
Аглоруда Михайловская	84
Шлам КОШ	23
Концентрат Михайловский доменный	340
Концентрат Михайловский	140
Концентрат Стойленский	69
Концентрат Лебединский	101
Отсев окатышей	2
Отсев агломерата	48
Шлак мартеновский	1
Шлак металлургический привозной	3
Колошниковая пыль	23
Окалина	33
Известняк	179
Известь	30
Твердое топливо, в т.ч.	47,6
Коксовая мелочь:
доменная	12,3
КХП	34,4
Уголь	0,8

4.Разложение известняка: CaCO3 = CaO + CO2 ;

5.Соединение CaO c FeO,SiO2,Fe2O3 (образование легкосплавных соединений, составляющих структуру агломерата):

CaO*(Fe2O3)2 - SiO2 - оливины;

CaO*2Fe2O3, CaO*Fe2O3 - ферритыкальция;

6.Выгорание S (до 90-98%): 3FeS2 + O2 = Fe3O4 + 6SO2 .

Фосфор при агломерации не выгорает. Качественны требования к качеству агломерата: Fe = 54,5% плюс-минус 1%, FeO = 9-14,5%, S- не более 0,06%. Мелочь 0-5 мм - не более 19%; показатели прочности после испытания в барабане Рубина: прочность на удар (выход класса "+5 мм") - не менее 68,3%, прочность на истирание (выход класса "-5 мм") - не более 8%, кусковатость – 10 мм и более, основность (CaO*SiO2) = 1,25 ± 0,15 .

Таблица 3.2 – Химический состав аглоруды

Содержание, %:	Михайловская руда	Бакальская руда
общее железо	52,4	31,3
гематит (Fe2O3 )	68,2	4,72
вюстит ( FeO)	6,07	36,0
CaO	0,82	3,22
SiO2	15,8	8,65
Al2O3	2,03	2,9
MgO	0,30	8,8
MnO	0,052	1,24
Sобщ.	0,33	0,188
Pобщ.	0,024	0,016
TiO2	0,13	0,148
Массовая доля влаги	6,35	2,84
ППП	5,08	31,01

Таблица 3.3 - Качество агломерата

Химические свойства:
Общее железо, %	51,6
Вюстит ( FeO), %	11,8
CaO, %	16,6
SiO2, %	7,1
Al2O3, %	0,76
MgO, %	1,86
MnO, %	0,18
Sобщ, %	0,045
Pобщ, %	0,030
TiO2, %	0,038
основность агломерата	2,32
Физические свойства:
Показатель прочности в барабане:
на удар, %	67,9
на истирание, %	5,1
Расход коксовой мелочи, кг/т	47,6
Стоимость производства на тонну агломерата, руб./т	1554,57
сырье	1364,89
трудозатраты	16,14
топливо (коксик, природный газ, мазут, коксовый газ, доменный газ)	63,24
электроэнергия	32,9
вода	0,12
ремонт и обслуживание	54,28
прочее	23,0

Таблица 3.4 – Основные показатели производства

Параметр	Величина
Количество установок, шт.	4
Год ввода в эксплуатацию агломашин, год	1963
Последняя модернизация агломашин, год	1974
Общая площадь спекания, м2	336
Площадь спекания по каждой машине, м2	84
Проектная мощность, т/год	3 200 000
Макс. скорость потока агломерации, м/мин	2,0-2,6
Высота слоя, мм	260
Расход топливного газа, ккал/кг	калорийность смеси 2850 ккал/м3, расход природного газа 6,1 м3/т агломерата, 17,1 м3/т агломерата
Расход коксика, кг/т	50,0-55,0
Производительность всасывающего вентилятора, Нм3/ч	7500
Минимальный размер холодного зерна агломерата, мм	5,0
Максимальный размер холодного зерна агломерата, мм	90,0
Выход годного,%	76
Номинальная производительность, т/(м2ч)	1,128
Производство агломерата на агломашинах, т	3 093 700
агломашина 1	781 497,0
агломашина 2	730 267,0
агломашина 3	789 861,0
агломашина 4	792 075,0