Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Кудрявцев, В. С. Металлизованные окатыши

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

19.10.2023

Размер:

4.56 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 78 / 148 9 10 11 12 13 14 > Следующая >>>

на 1250°С, во івторой 1400°С. При (превышении этих пределов окатыши верхнего ряда разрушались и оплав лялись, газопроницаемость слоя уменьшалась, в ре зультате чего температура и степень металлизации низа

слоя резко снижалась.

ча

Влияние температуры теплоносителя во второй

сти зоны

(восстановления тіа степень

металлизации и

прочность окатышей

можно

-проследить

по

следую

щим данным:

Температура газа в гор

1300— 1320

1330— 1360

1370—1380

не, РС ..................................

Степень

металлизации,

45—6050—70

55—75

Прочность

окатышей,

750—1000

1000—2000

1500—4500

Н /о к а т ы ш ..........................

Однако

это

не

единст

венный параметр, опреде

ляющий

показатели

метал

лизации. Наряду с распре

делением

температур

по

длине

печи

и высоте

слоя

на

прочность

окатышей и

степень металлизации

влия

ет исходное содержание уг

лерода

продолжитель

ность

металлизации.

Степень

металлизации

окатышей

(рис.

57),

угар

углерода

и его

остаточное

Рис. 57. Зависимость степени

ме

содержание пропорциональ

таллизации от содержания углеро

ны исходному

содержанию

да в сырых окатышах

восстановителя

окаты

шах. Это можно (проследить по следующим данным:

Содержание углерода в сырых окатышах,

Максимальная степень металлизации, %

•

Содержание

остаточного углерода,

•

0,47

0,50

1,20

1,9

Угар углерода, % (от исходного) . . .

Прочность окатышей достигает максимальной -вели

чины іпри содержании

углерода в них 0,6—0,85

от сте

хиометрического количества

(рис.-58).

Прочность ока

тышей зависит также

от места их положения

ів

слое.

С (приближением к колосникам прочность уменьшается. Максимум прочности сдвинут в сторону большего со держания углерода, что объясняется снижением темпе


ратуры	теплоносителя и газификацией			восстановителя
за счет	двуокиси углерода,	'Образовавшейся в верхних
слоях.	Оптимальное сочетание		степени		.металлизации
и .прочности наблюдается		три	исходном		содержании
углерода в окатышах 12— 14%			(С/іССтех='0,8-уО,9).
Уже 'было показано, что степень				металлизации и

прочность окатыша имеют экстремальную зависимость от продолжительности опыта, а выход годного во вре мени непрерывно уменьшается вследствие вторичного окисления восстановленного железа. .В условиях кон вейерной іпечн окатыши по высоте слоя находятся на различных стадиях металлизации, поэтому оптималь ное время определяется, с одной стороны, достижением требуемых показателей степени металлизации и проч ности слоя, прилегающего к колосинкам, и, с другой, допустимым окислением верхнего слоя. Распределение средней степени металлизации ('без отделения окислен-

с , %

Рис. 58. Влияние исходного содержания углерода в окатышах на прочность металлизованных окатышей по высоте слоя:

/ — верх;	2 — середина; 3 — низ
4* За к. 662	71

ной корочки) по высоте слоя в зависимости от времени пребывания окатышей в печи (табл. 6) показывает, что, несмотря на значительный разброс точек, вызван ный колебаниями температуры таза в порне, диаметра окатышей и исходного содержания углерода в них, оптимальное время процесса равно 30—<36 ,мии. Ускоре ние движения тележек приводит к недостаточному прогреву нижних слоев, т. е. снижает степень метал лизации. При нахождении окатышей в печи сверх оп тимального времени происходит значительное окисле ние верхних рядов окатышей.

Т а б л и ц а 6

СТЕПЕНЬ МЕТАЛЛИЗАЦИИ И ОСТАТОЧНОЕ СОДЕРЖАНИЕ УГЛЕРОДА

ВОКАТЫШАХ ДИАМЕТРОМ 18—25 ММ

ВЗАВИСИМОСТИ ОТ ВРЕМЕНИ ПРЕБЫВАНИЯ ИХ В ПЕЧИ

Время пребы

вания

окатышей Слой Ф. % Cqct* % в печи, мин

12— 16	Верх	64,0	1,0
	Середина	47,0	11,2
	Низ	5,0	13,0
30—36	Верх	83,3	0,87
	Середина	86,0	0,97
	Низ	81,0	1,23
40—45	Верх	37,0	0,25
	Середина	43,0	2,27
	Низ	42,0	6,32

■Степень металлизации и выход годного имеют


экстремальную	зависимость	от размера		окатышей
(рис. 59). Лучшие результаты,		как и в	лабораторных
исследованиях,	получены при диаметре		металлизован-

ного окатыша, равном 15—й8 мм, что соответствует ди аметру сырых окатышей 18—ЙО імм. Уменьшение диа метра сопровождается ухудшением показателей процес са металлизации вследствие повышения относительной массы окисленной корочки.

Окатыши диаметром > 2 5 мм ,наряду с пониженной степенью восстановления центра имеют меньшие значе ния прочности н выхода годного, так как вследствие большой разницы в усадке наружных и внутренних


слоев, особенно три быстром							.натреве и при		высокой
реакционной сіпособіиости восстановителя, .в них										обра
зуются глубокие трещины, способствующие									ускорению
вторичіного окислен ия.
	іВ опытах на полупромышленной конвейерной									печи
было		использовано несколько					видов	восстановителей:
бурый		уголь,	ібуроугольный				полукомс,	кокс,	антрацит
и	черно горомий каменный
уголь.		Сырые		окатыши		из
коршуно.векого концентрата
и бурого угля даже без свя
зки обладают высокими ме
ханическими				свойствами.
Они не разрушаются ни при
сбрасывании с высоты 2 м,
ни при подаче их непосред
ственно в зону восстановле
ния, минуя зоны сушки и по
догрева. В процессе нагрева
из	угля выделяется				значи
тельное количество					влаги	и	Рис. 59.	Степень	металлизации
летучих, что сопровождает							Рис. 59.	Степень	металлизации
летучих, что сопровождает							окатышей	в зависимости		от их
ся	увеличением			пористости				размера
окатышей.			По	образовав

шимся порам в глубь окатышей проникает окислитель ный газ, в результате чего уголь, обладающий высокой реакционной способностью, почти полностью выгорает. Укрытие окатышей сверху слоем бурого угля с целью понижения окислительного потенциала теплоносителя позволило повысить степень металлизации до 40%, од нако при этом нижние ряды окатышей не прогревались до заданной температуры, т. е. обладали низкой проч ностью.

Окатыши с буро угольным				полукоксом,	черномор
ским углем,	коксом	и	антрацитом' при		отсутствии
связки менее пластичны.			При	сбрасывании	окатышей
с высоты 1	м на них появляются трещины. В зоне суш
ки они разрушаются при			температурах газа-теплоно
сителя 180—28'0°іС.		Для	предупреждения		разрушения
окатышей в сыром состоянии и повышения					температу
ры сушки применяли бентонитовую связку,					а высоту

падения окатышей при перегрузках ограничили 400 м.м. При содержании в теплоносителе >6% Ог окатыши С буроугольньщ полукоксам и черногорским углем зз-

гоірались уже .в зоне .подогрева (Ѳ50°С). Углерод выго рал на глубину 3—4 мм, ів результате чего степень металлизаіции и выход годного понижались. Устранение этоіго недостатка возможно путем уменьшения содер жания кислорода в теплоносителе.

Черногорский уголь по сравнению с буроугольным ■полукоксом имеет большее количество летучих, при удалении которых пористость окатыша увеличивается. Это должно было привести к большему выгоранию углерода. Благодаря некоторому размягчению черно горского угля в процессе нагрева часть пор закрыва ется и средние показатели металлизации для обоих вос становителей оказываются близкими между собой — степень металлизации 45—55%; прочность 700— 1000 Н/окатыш и выход годного 80—85%.

Углерод кокса и антрацита вследствие низкой ре акционной способности этих топлив, а также в резуль тате малого содержания в них летучих и влаги меньше окисляется дымовым газом-теплоносителем. Благода ря этому выход годного истепень металлизации повыша ются до 90%. Кислород теплоносителя, с одной сторо ны, способствует повышению температуры и ускорению


нагрева окатышей за счет дожигания окиси				углерода
и окисления некоторого количества		углерода		и вос
становленного железа. С другой	стороны,		он	снижает
степень металлизации готовой продукции.			Применение
кокса и антрацита позволило	повысить		содержание
кислорода в теплоносителе до 15%		без существенного

Т а б л и ц а 7

_____________ ИЗМЕНЕНИЕ СОСТАВА ГАЗА ПО ВЫСОТЕ СЛОЯ____________

			ХнмнческнП состав газа. %
Место замера		со 2		0 3		СО

Г о р н .......................................		6—8		5— 10		0— 6
Верх с л о я ............................		7— 10		4— 8		2— 8
Середина слоя ......................		8—	12	1 - 6		5— 9
Низ с л о я ................................		10—	15	0—2		7— 11
изменения степени	металлизации			и выхода		годного.
Для достижения таких же показателей					металлизации
■при использовании	буроугольного			полукокса		содержа
ние кислорода в теплоносителе в				зонах	подогрева и

металлизации необходимо поддерживать на уровне 5%,

Состав теплоносителя во высоте		слоя 200	мм су
щественно изменяется (табл. 7).
Несмотря на довольно	широкие	(пределы	колеба
ния состава теплоносителя,	объясняющиеся		неравно

мерностью подачи и сжигания мазута, из табл. 7 видно,

что по мере прохождения через слой газ								теряет		свой
окислительный потенциал и в нижней части									'слоя	су
ществует	нейтральная				или	слабовосстановительная
среда.
				1300
					Газ
				11 Л 1			уБорт
							уБорт
		Слой		7
									Г V
		Слой Л						£
					100	100	100
Рис. 60. Распределение показателей металлизации по ширине те
			лежки и высоте слоя окатышей:
А — сырых			(220 мм); Л '— металлнзованных (150 мм):
					Расстояние от борта тележки, мм
Показатели
					юо		200		300
Слой	I
Степень металлизации,			% . .		4І		55		58
Выход годного,	% ....................				70		81		84
Прочность, Н/окатыш					100-200		1000—2000		1000—2000
Слой		II
Степень металлизации,			% . .		25,4		53,9		54,1
Выход годного,	% ....................				50		74		91
Прочность, Н/окатыш					10—100		50—500		200—1000
Отработанный				теплоноситель			имеет	температуру
от Г00о'С после зоны сушки до						12О0рС после зоны				вос
становления.		В	вакуум-камерах				газ дожигается и ох
лаждается	до средней				температуры 6О0°С за счет					іраз-

бавлеиия воздухом. Использование химического и фи зического тепла отходящих газов, на,пример для на грева дутья, позволило бы сократить тепловые затраты на процесс, однако это требует создания оборудования для дожигания, очистки и транспортировки горячего газа.

В процессе полупромышленных опытов отмечено снижение степени металлизации, прочности и .выхода годного у водоохлаждаемых бортов тележек (табл. 8, рис. 60). Степень 'металлизации окатышей у бортов на

Т а б л и ц а 8

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕИ МЕТАЛЛИЗАЦИИ ОКАТЫШЕЙ ПО ШИРИНЕ ТЕЛЕЖКИ

	(ПРОБЫ ОТОБРАНЫ ПО ВСЕЙ ВЫСОТЕ СЛОЯ)
Класс	Содержание, %
	Выход	FeM0T	ф> %	С , %
крупности,	мм класса, % * еобщ

Серые окатыши

25— 0	100	49,3	_	_	13,20
25— 0	100	49,3	—	—	13,20
25— 20	3 ,0	49,9	—	—	13,18
20— 15	86,9	49,3	—	—	13,50
20— 15	86,9	49,3	—	—	13,50
15— 12	5 ,7	50,2	—	—	13,20
12—8	1,1	50,0		—	13,46
8— 5	о ,з	48,8	—		13,08
5— 0	3 ,0	50,5	—		13,18
Металлизованные окатыши (150 мм от борта тележки)
25—0	100	63,1	19,41	30,7	2,71
25—20	1,1	64,6	26,70	41,3	1,52
20— 15	35,0	62,8	19,60	31,2	2,98
15— 12	31,0	67,1	31,70	47,2	1,70
12—8	12,0	60,8	12,01	20,7	4,20
8—5	19,0	58,5	4,40	7,4	4,00
5— 10	2,0	57,1	4,24	7,4	5,60
	Металлизованные окатыши (середина тележки)
25—0	100	68,1	34,9 '	51,3	0,47
25—20	9,7	66,0	32,1	48,6	0,63
20— 15	25,7	68,1	42,5	62,4	0,42
15— 12	43,6	71,2	46,2	64,8	0,47
12—8	0,7	65,2	23,2	35,5	0,42
8—5	20,3	62,5	3,17	5,07	0,46
5—0	—	—	—	—

расстоянии 100— 150 мм в	1,5—2	раза	ниже,	чем	.на
середине тележки. Прочность и выход			.годного в		этом
месте также существенно	ниже.	.Показатели		(процесса

металлизации у борта по высоте изменяются более рез

ко, чем в центре,	что объясняется охлаждающим дей
ствием бортов,	температура	которых не	превышает
90°.С. Количество	окатышей с	пониженными	показате

лями металлизации в рассматриваемом случае при ши рине тележки 1300 мм составляет 15—20%. На тележ

ках шириной 3 ім оно, по-видим ому,		снизится	до	6—
10%.
Для увеличения выхода годного		иногда	следует
применять бортовую постель, а	где	это невозможно,
целесообразно бортовины тележек	изготовлять		из	жа

ропрочного материала. Однако в .мощных печах при ши рине тележки около 5 м эти меры не нужны, так как удельное влияние водоохлаждаемых бортов на выход годного будет незначительным.

Способ охлаждения также влияет на свойства го товых окатышей. При охлаждении водой и при охлаж дении в слое угля окатыши практически не окисляются. При медленном охлаждении окатышей на воздухе сте пень их металлизации уменьшается на 20%.

Охлаждение водой имеет некоторые	преимущест
ва— окисленная корочка почти полностью	отделяется

при сбрасывании окатышей в бункер, в результате чего после рассева степень металлизации и механические свойства их іповышаются при соответствующем умень шении выхода годного. Такой способ дешев, так как, за

нимая всего 2%	площади конвейерной печи, не				требу
ет дополнительного оборудования.
Полученный	после	рассева	возврат	крупностью
< 8 мм, состоящий из		окисленной	корочки	и	разру
шенных окатышей, содержит 5— 15% FeMeT				и 3—'5% С.

Из возврата .можно получать металлизованные окаты ши без существенного изменения технологии. В табл. 9 приведена характеристика партий окатышей, получен ных из Коршуновского концентрата и из возврата. Восстановителем служил в обоих случаях черногор ский уголь.

Несколько повышенная степень металлизации ока тышей из возврата объясняется тем, что в шихте уже имелось металлическое железо. Понижение содержания количества общего железа и повышение количества

Т а б л и ц а 9

ХАРАКТЕРИСТИКА ОКАТЫШЕЙ ИЗ КОРШУНОВСКОГО КОНЦЕНТРАТА И ВОЗВРАТА

Окатыши из

Показатель

концентрата возврата

Степень металлизации ,%			■ . •
Содержание железа, %			.
Содержание	серы,	% .....................
Прочность	на	раздавливание,

Н /окаты ш ...........................................

Содержание класса 0—5 мм пос

ле сбрасывания, % ......................

Содержание класса 0—5 мм пос

ле испытания в барабане Руби

на, % ................................................

45—50

67—68

0,18—0,19

700—1000

СП сл 1	О
10— 15

48—55

65—66

0,21—0,23

700—1000

1 О

10—13

серы можно объяснить повторным внесением угля ,в окатыши. В 'промышленном [производстве возврат дол жен измельчаться и добавляться к концентрату.

ДОСТИГНУТЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПРОЦЕССА МЕТАЛЛИЗАЦИИ

Оценивая максимальную производительность по


лупромышленной печи, процесс вели при								оптимальных
параметрах: диаметр			окатышей		18—25 м м ,				содержание
углерода	в	них 11—(13%,		температура					газа:	300—
350°С в зоне		сушки,	600—900°С			в	зоне		подогрева,
1000—,1200°С в первой части				зоны		восстановления					и
1340— 1380°С во второй части					зоны.		С целью повыше
ния скорости прососа			теплоносителя				его		'количество
увеличивали путем разбавления воздухом.									В	зависи
мости от реакционной способности восстановителя											со
держание	кислорода		в горновых			газах		поддержива
лось близким		к тому,	при котором				достигался			опти

мальный выход годного. При металлизации окатышей с буроугольным полукоксом оно было равным 5—8%, а в окатышах с коксом 12—,15%. Подача воздуха и ско рость прососа теплоносителя при работе на окатышах с буроугольным полукоксом соответственно была меньшей.

Для указанных выше условий при оптимальных по казателях металлизации и использовании различных восстановителей максимальная производительность, из меряемая в тоннах годных металлизованных окаты

шей с	1 м2	площади иampева в час, была	следующей
(табл.	10) :	с коксом 0,52, с антрацитом	0,46, с буро

угольным полукоксом 0,39 при выходе годного 92; 92 и 83% соответственно. Повышение скорости прососа га за-теплоносителя за счет рециркуляции без повышения содержания кислорода в нем, по-видимому, позволит сблизить показатели металлизации, три использовании различных восстановителей, в том числе и по удельной производительности.


Тепловой		баланс конвейерной			печи	имеет		некото
рые особенности. Тепло,				необходимое для металлиза
ции окатышей, поступает в слой					е газом-теплоносите
лем, а	также		выделяется	в нем при		сгорании части
восстановителя			и окиси углерода		от	реакций		восста
новления окислов железа. Удельный расход тепла									за
висит	от	производительности			'конвейерной				печи
(табл. 11), причем она влияет на					расход		только		той
части топлива, которая,идет на нагрев						газа-теплоноси
теля.	При	производительности			0Д8	и	0,39	т/(м2-ч)

удельные расходы восстановителя на 1	т годных окаты
шей составили 310 кг, в то время как	расход мазута
был равен 190 и 123 кг соответственно.

Рис. 61. Тепловой баланс конвейерной печи

Из табл. 11 и рис. 61 видно, что значительная часть тепла теряется с газами, через кладку и с водой. При увеличении производительности расход тепла снижа ется за счет уменьшения потерь в окружающее про странство, в то время как потери тепла с отходящими газами возрастают, так как время прогрева слоя ока тышей и, следовательно, удельная производительность конвейерной печи определяются скоростью фильтрации, т. е. количеством газа-теплоносителя.

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 78 / 148 9 10 11 12 13 14 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ