18. Технология производства извести на металлургических предприятиях.

Наибольшее распространение для производства извести получили шахтные печи (рис. 3.7), высота которых достигает 20 м. В шахтной печи различают (считая сверху вниз) три зоны: подогрева, обжига и охлаждения. В зоне подогрева из известняка и топлива (в случае использования твердого топлива — кокса или антрацита) удаляется влага. Известняк нагревается до температуры начала диссоциации, а топливо — до температуры воспламенения. В зоне обжига за счет сгорания топлива или поступления продуктов его сгорания из топок (в случае работы печи на жидком или газообразном топливе) достигается максимальная температура материала и активно происходит диссоциация СаС03 и MgC03. В третьей зоне материал охлаждается поступающим в печь снизу воздухом. Шахтные печи различают по виду применяемого в них топлива и по способу его сжигания. Впересыпных печах твердое топливо подается вместе с сырьем и сгорает между кусками обжигаемого материала. Здесь применяют топливо с малым содержанием летучих — антрацит, кокс и тощие сорта каменного угля, дающие при горении короткое пламя. В печах с выносными топками последние расположены по внешнему периметру печи. В них сжигается твердое топливо (полностью или частично) и образующиеся горячие газы поступают в зону обжига. Применяют длин-нопламенное топливо с высоким содержанием летучих, а также торф, дрова, горючие сланцы. В газовых печах топливом чаще всего служит природный газ, который подается непосредственно в шахтную печь и сжигается в слое материала.

Наиболее производительны и экономичны пересыпные печи, но в них продукт обжига загрязнен золой. Печи с выносными топками имеют то преимущество, что способны работать на низкокачественном, менее дефицитном топливе, но их тепловой КПД ниже по сравнению с пересыпными печами. Наиболее высокое качество имеет продукт при обжиге в газовых печах.

Зона обжига размещается в средней части печи, где температура обжигаемого материала изменяется от 850oС до 1200oС и затем 900oС; здесь известняк разлагается , из него удаляется углекислый газ.

Зона охлаждения - нижняя часть печи. В этой зоне известь охлаждается от 900oС до 50-100oС поступающим снизу воздухом , который далее поднимается в зону обжига.

Движение воздуха и газов в шахтных печах обеспечивается работой вентиляторов, нагнетающих в печь воздух и отсасывающих из неё дымовые газы. Противоточное движение обжигаемого материала и горячих газов в шахтной печи позволяет хорошо использовать теплоту отходящих газов на прогрев сырья , а теплоту обожённого материала - на подогрев воздуха, идущего в зону обжига.

19. Технология агломерации.

Агломерация – это процесс окускования мелких руд, концентратов и колошниковой пыли путём спекания в результате сжигания топлива в слое специального материала при подводе высокотемпературного тепла из вне.

Состав шихты для агломерации: руда, концентраты, колошниковая пыль, шламы, окалина (40-50%, фракция от 0 до 8мм); СaCO₃ или MgCO₃ (20-30%, фракция до 3мм.); возврат (мелкий агломерат с размером менее 10 мм.); кокс (4-6%, фракция до 3мм.); вода (6-9%).

Для получения однородной массы шихта перемешивается и засыпается в паллеты на ленту спекальной машины. Скорость движения зоны горения 20-30мм в минуту (сверху вниз), скорость движения агломерационной ленты 1,4-7м в минуту. Ширина ленты от 2 до 4 м, количество паллет в ленте 70-130.

Реакции протекающие в процессе агломерации:

1. C +O₂=CO₂

2. CO₂+C=2CO

3. Fe₂O₃+COFe₃O₄+CO₂

4. Fe₃O₄+COFeO+CO

5. Fe₃O₄+CFeO+CO

6. FeO+SiO₂FeO₂SIO₂

7. CaCO₃CaO+CO₂

8. 2FeOSiO₂+CaO2CaOSiO₂+FeO

Образуется закись железа FeO образует твёрдый раствор юстит, окисляющийся в дальнейшем до Fe₂O_3. Легкоплавкие составляющие (юстит и эвтектика) растворяют SiO₂, Al₂O₃ и другие оксиды и скрепляют их при затвердевание, образую прочные, пористы е куски агламерата.

В железных рудах всегда присутствуют сера в виде следующих соединений: FeS₂ –пирит; CaSO₄2H₂O—гипс; BaSO₄—барит.

При температурах выше 1000⁰С происходит горение пирита

9. FeS₂+O₂Fe₃O₄+SO₂

10. SO₂+O₂SO₃

При температурах 1200-1400⁰ происходит разложение гипса и барита

11. СaSO₄CaO+SO₃

12. BaSO₄BaO+SO₃

Все эти реакции можно разделить на 4-ре основные процесса:

1. Частичное восстановление оксидов железа (реакции 3,4,5)

2. Диссоциация карбонатов (реакция 7)

3. Удаление серы (реакции 9-12)

4. Образование прочных пористых кусков агломерата (реакции 6,8)

В последнее время преобладает производство офлюсованного агломерата который обладает следующими преимуществами:

1. Из доменной печи исключается эндотермическая реакция разложения карбонатов, требующая дополнительного расхода кокса

2. Улучшается восстановительная способность газов доменной печи, т.к. исключается их разбавление СО₂, образующимся в результате разложения карбонатов.

3. Улучшается процесс шлакообразования, т.к. в офлюсованном агломерате оксиды плотно контактируют друг с другом. Уменьшается количество материалов загружаемых в доменную печь.