Металлургия өндірісінің бастапқы материалдары

Дәріс мақсаты: Домна үрдісінің материалдарымен танысу, шикіқұрамды құру және шикізатты домналық балқытуға дайындау бойынша теориялық білімді алу.

Дәріс жоспары:

1. Шикіқұрам қабатына қойылатын талаптар

2. Агломерациялық үрдіс

Кілт сөздер: Шикіқұрам, кокс, газ, агломерация, негізділік.

Дәстүрлі металлургиялық үрдіс, ең алдымен, газды өңдегіш реагент және энергия тасымалдағыш ретінде қолданылуына негізделген. Шикіқұрам берілген температураға дейін қыздыру және химиялық реакциялар, соның ішінде, газдардың тотықтары газдың шикіқұрамның бірлігіне 1000 - 1200м³ / т аралығында жұмсалуы кезінде түзіледі. Агрегаттың берілген өнімділігін қамтамасыз ету т / тәулік немесе т / сағат бірлігінде бағаланады. Онда газ шығыны өнімділікті меншікті шығынға көбейту арқылы табылуы мүмкін:

V_г = Π_с · υ_г, т / сағат · м³ / т, м³ / сағат. (4.1)

Көріп отырғанымыздай, 1 сағатта шикіқұрам материалдары арқылы газдың мөлшері υ_г өтуі қажет. Металлургиялық агрегатта газ ағыны өтетін, шикіқұрамның діңгегінің қимасы бар болғандықтан, олардың қатынасы арқылы газ ағынының қозғалу жылдамдығын есептеп шығаруға болады, яғни.

ω_г = V_г / F, м³ / сағат · м², м / сағат немесе (4.2)

ω_г = V_г / 3600 · F. м / с (4.3)

Бұл теңдеу арқылы шикіқұрамның қабатына негізгі талаптар қойылады. Шикіқұрамның қабаты өзінің берік күйін сақтауы және (4.3) қатынасымен анықталатын жылдамдық бойынша газды ағынды өткізуі қажет. Бұл талапқа газ өткізгіштік деп аталатын қабаттың қасиеті сәйкес келеді.

Қабаттың газ өткізгіштігін қамтамасыз ету үшін соңғысы кесектілікке ие болуы керек. Кесекті материалдардан тұратын қабат газ ағыны өтетін, бос кесек аралық аумаққа ие.

Бір жағынан бай темір кенді кен орындарының таусылуы, өте кедей темір кенді кен орындарды қайта дамыту шикізатты дайындау алдында кен шикізатын, ұсақ және дисперсті материал түрінде болатын, темір кеннің дайын өнімін міндетті түрде байытуды алға қойды. Сондықтан да, оны дәстүрлі металлургиялық үрдісте тікелей қолдану, мүлдем мүмкін емес және тек одан кесектелген шикізатты өндіру арқылы жүргізіледі.

Домналы шахталы пешке кесектелген шикізатты тығыз шикіқұрам діңгегі түрінде тиелгеннен кейін қысылған жағдайда төменге жайлап түсіріледі. Пештен жоғарыдан төмен қарай қозғалу кезінде қабат түйіршіктері қысымға, тазалауға, тегістеуге беріледі. Мұндай қозғалыс кезінде кесектелген кеннің ұнтақталуы сондай - ақ жағымсыз нәтижелерге әкеледі. Шикіқұрамның түсу шамасы бойынша ұнтақтарды ұлғайту колошникті шаңның шығарылып тасталуын жоғарылататын газ өткізгіштікті төмендетеді. Сондықтан, шикізатты кесектеудің маңызды талаптарының бірі болып кесектердің тығыздығы саналады.

Кесектеу үрдісі үш негізгі әдістен тұрады. Шикізатты кесектеудің ең кең таралған әдісі болып агломерация саналады.

Агломерациялық үрдіс

Үрдісті жүзеге асыру үшін, агломерациялық шикіқұрамды құрастыру керек. Агломерациялық шикіқұрамның негізі ретінде темір кенінің дайын өнімі және ұсақ аглокен саналады. Дайын өнім және кеннің негізгі құраушысы ретінде, әдетте, шамамен 80 - 85% құрайтын темір тотығы саналады. Дайын өнімдер және кендер, әдетте, қышқыл болып келеді. Металл емес тотықтарда SiO₂ тотығы кездеседі. Шикіқұрамды дайындау кезінде күтілетін қождың негізін және құрамын болжамдайды. Қож шикіқұрамының негізі келесі қатынаспен сипатталады:

В = CaO / SiO₂. (4.4)

Бастапқы дайын өнім және кендегі СаО жетіспейтіндіктен, шикіқұрамға, әдетте негізі ретінде әк қолданылатын, қождаманы қосу қажеттігі туындайды.

Кесте 4.1 - Әктің құрамы

CaO	SiO2	Fe2O3	MgO	Al2O3	S	CO2
54,0	1,45	0,45	1,25	0,35	0,02	42,0

Әк белгілі бір негізділіктегі В қождамалық қабілетпен сипатталады.

ФС = СаО_(қ) - ВSiO_2(қ). (4.5)

Мысалы, В = 1,2 болған кезде:

ФС = 54,0 - 1,2 ∙ 1,45 = 52,26.

Шикіқұрамның кендік бөлігінің бірлігіне қажет қождаманың шамасын келесі формуламен анықтауға болады:

U = В · SiO₂ - CaO / ФС, (4.6)

мұндағы, SiO₂, CaO - шикіқұрамның кендік бөлігіндегі осы тотықтардың құрамы, %: SiO_2(қ), CaO_(қ) - қождамадағы осы тотықтардың құрамы, %.

(4.6) теңдеу бойынша шикіқұрамның екінші қоспасының - қождаманың (әктің) шамасын анықтаймыз.

Шикіқұрамның үшінші қоспасы болып < 8мм фракциядағы кокс ұнтағы саналады. Оның шамасын шикіқұрам қабатын еріту температурасына дейін қыздырудың жылулық теңдеуі бойынша анықтауға болады. Бұл шама әдетте белгілі және оны толығымен шикіқұрамның кендік бөлігінің массасынан 4 - 6% аралығында алуға болады. Осылайша, аглокеннің барлық үш қоспасында көрсетуге болады.

Кокс қосылысының негізделуі жылу бөлінумен сипатталады. Бұл үрдіс аглокен қабатындағы кокс түйіршіктерінің жану нәтижесінде жүргізіледі. Бұл үшін шикіқұрам қабаты арнайы мойындық арқылы өтеді, бұл аумақта қыздырғыш немесе форсунка арқылы газ түріндегі немесе сұйық өнімдерді жағып, жанғыш газды 1200^○С температурада ауа қоспасымен жылдамдығы 1,1 - 1,4м / минут қозғалғыш конвейерде аглокен қабаты арқылы сорады. Осыған байланысты аглокеннің жоғарғы қабаты кептіріліп, қыздырылады әрі қарай кокс түйіршіктерінің жануы жүреді:

С_к + О₂ = СО₂ + Q. (4.7)

Жылудың шығарылатын бөлігі шикіқұрам түйіршіктерін балқу температурасына дейін қыздырады және оның қайнауын тудырады. Газ үздіксіз сорылатындықтан, қайнайтын қабат жазық түрде түзіледі. Қабаттың қайнауы аяқталғаннан кейін, ауа әрі қарай сорыла береді. Қайнаған қабат салқындатылады да жазық пирог түрінде қалады. Осылайша, аглокеннің басынан бастап төмеңгі қабатына дейін қозғалғыш конвейерде түзіліп бекиді: 1) кептіру аймағы, 2) қайта ылғалдандыру аймағы, 3) қыздыру аймағы (кокс түйіршіктерін қыздыру), 4) қайнау аймағы, 5) суыту аймағы.

Бақылау сұрақтары:

1. Шикізатты кесектеу қажеттілігі неге негізделген?

2. Негізінен агломерациялық шикіқұрам неден тұрады?

3. Шикіқұрамның негізділігі деген не?

4. Күйдірілген және күйдірілмеген шекемтастарға сипаттама беріңіз.

5. Брикеттер өндірісінің ерекшеліктері.

Глоссарий:

1. Кокс - көмірді термиялық күйдіру жолымен алынған металлургиялық отын.

2. Қождамалар - балқыту пешіне кеннің бос жынысымен немесе дайын өнімімен және отынның күлділігімен араластырылып жеңіл балқымалы кендердің түзілуі үшін, тиелетін материалдар.

3. Кокс көміртегісін жағу - қажетті жылуды бөліп шығаруды және газ өңдегіштерді түзуді қамтамасыз ету үшін, мойындықта жүретін негізгі үрдіс.

4. Агломерация - қайнайтын материал қабатында отынды жағу немесе сыртқа жоғары температуралы жылуды беру арқылы ұсақ кендер мен дайын өнімдерді жентектеу үрдісі.

Блиц - тест:

1 нұсқа

1. Мойындықтағы негізгі маңызды үрдіс ретінде, қажетті жылудың бөлінуін қамтамасыз етеін кокс көміртегісін жағу, өңдеуші газдарды түзу және пештегі шикіқұрамның қозғалуына әсер ете отырып, жоғарыда орналасқан заттармен толтырылатын көлемді босату саналады:

a) Жоғарыдан төменге

b) Ортасында

c) Төменнен жоғарыға

d) Көлденең бойына

e) Қозғалмайды

2. Газ шығынының формуласы:

a) ω_г = V_г · F

b) ω_г = V_г / F c) V_г = Π_с + υ_г d) V_г = Π_с · υ_г

e) V_г = Π_г · υ_г

3. Металлургиялық агрегаттағы шикіқұрам діңгегі ие:

a) SiO₂, CaO жетіспеушілігіне b) Қабырғадағы аралық өніме c) Қимаға d) CaO жетіспеушілігіне

e) Қождамалау қабілетіне

4. Ұсақ және дисперсті өнім келесі түрде болады:

a) Сульфид b) Тотық c) Металл d) Сульфат

e) Темір кенінің дайын өнімі

5. Агломерациялық үрдісті ұйымдастыру үшін не қажет?

a) Реакцияны құру b) Шикіқұрамды құру c) Негізділікті табу

d) Коксты бөліп алу

e) Қожды штейннен бөлу

6. Қождың негізділігі қай формуламен түсіндіріледі?

a) В = CaO / SiO₂

b) В = CaO / SiO₃ c) В = CaO / NiO₂ d) В = SiO / CaO₂

e) В = SiO₂ / CaO

7. Шикіқұрам қоспаларында болатын кокс ұнтағын қандай шамада алу керек?

a) 1 - 3% b) 5 - 6% c) 2 - 4% d) 2 - 6%

e) 4 - 6%

8. С_к + О₂ = СО₂ + Q формуласы сипаттайды:

a) Көмір түйіршіктерінің жануын b) Тотықтың жануын c) Қождамалардың жануын d) Кокс түйіршіктерінің жануын

e) Сульфаттардың жануын

9. Шикіқұрамға қождамаларды салудың қажеттілігі неліктен туындайды?

a) СаО - ның артықшылығынан b) SiO - ның жетіспеушілігінен c) СаО - ның жетіспеушілігінен d) SiO - ның артықшылығынан

e) Fe₂O₃ - тің болуынан

10. Газ ағынының жылдамдығының өлшем бірлігі:

a) м / с b) м / с² c) с / м d) м³ / с

e) м² / с

2 нұсқа

1. Газ шығынының өлшем бірлігі:

a) м / сағат

b) м³ / с c) м / с² d) м² / сағат

e) м² / с

2. Газ ағынының қозғалу жылдамдығының формуласы:

a) ω_г = V_г / F b) ω_г = V_г / 3600 · F c) ω_г = F_г / FV

d) ω_г = V_g / F

e) ω_г = F_г / FV · 100%

3. Шикіқұрам қабаты нені сақтауы қажет?

a) Негізділікті b) Тұрақсыз жағдайды c) Газ шығынын d) Ағынның қозғалу жылдамдығын

e) Тұрақты жағдайды

4. Пешке тиелгеннен кейінгі кесектелген кен:

a) Жоғарыға көтеріледі b) Төменге түсіріледі c) Ештеңе істемейді d) Қима бойынша қозғалады

e) Себіледі

5. Темір кенінің дайын өнімі және ұсақ аглокен негізі:

a) Дисперсті материал b) Кесектелген кен c) Агломерациялық үрдіс d) Агломерациялық шикіқұрам

e) Дисперсті шикіқұрам

6. Қождамалау қабелеттілігі келесі формуламен анықталады:

a) ФС = СаО_(қ) - ВSiO_2(қ) b) ФС = SiО_(қ) - ВCaO_2(қ) c) ФС = СаО_(қ) - SiO_2(қ) d) ФС = СаО_(қ) + ВSiO_2(қ)

e) ФС = СаО_(қ) - ВSiO_3(қ)

7. U = В · SiO₂ - CaO / ФС формуласы бойынша анықтауға болады:

a) Агломерациялық шикіқұрамның шамасын b) Кен бөлігінің бірлігіне негізділіктің қажетті шамасын

c) Кокс бірлігіне негізділіктің қажетті шамасын d) Кен бөлігінің бірлігіне кокстың қажетті шамасын

e) Кен бөлігінің бірлігіне қождаманың қажетті шамасын

8. Конвейердің қозғалу жылдамдығы:

a) 1,1 - 10,4м / минут b) 2,1 - 2,4м / минут c) 1,2 - 1,4м / минут d) 1,1 - 1,4м / минут

e) 10,1 - 10,2м / минут

9. В = CaO / SiO₂ формуласы сипаттайды:

a) Негізділікті b) Қождамалау қабілетін c) Шикіқұрам мөлшерін

d) Негізділіктің жануын

e) Валенттілікті

10. Кесектеудің неше әдісі бар?

a) 5 b) 3 c) 2 d) 1

e) 9

Дәріс 5