Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Термический способ окускования железных руд и концентратов. Методические указания к лабораторным работам
.pdf
Показателями прочности служат: выход класса +5 мм, % (Х+5),
и класса -0,5 мм, % (Х
-0,5
).
Обработка результатов наблюдения
Обработка результатов наблюдения включает расчет техникоэкономических показателей и построение графиков, иллюстрирующих изменение температуры отходящих газов, разрежение, количество просасываемого
воздуха.
Расчет вертикальной скорости спекания
Вертикальная скорость спекания рассчитывается по формуле
,
где – вертикальная скорость спекания, мм/мин;
– высота слоя после подключения разрежения, мм;
– продолжительность спекания, мин;
Расчет количества годного продукта
Различают два вида годного продукта: бункерный и скиповый. Годный
бункерный – это агломерат, отправляемый аглофабрикой в доменный цех, или
агломерат, загруженный в бункеры доменного цеха. Годный скиповый – это агломерат, загруженный в доменные печи. Бункерный и скиповый агломераты
отличаются между собой по прочности и гранулометрическому составу. Это
связано с различным количеством работы, испытываемой спеком на стадии выделения соответствующего продукта.
В лабораторных условиях годный бункерный и годный скиповый равны
остатку в барабане соответственно после 1 и 3 мин испытания; спека:
;
,
Где и – соответственно годный бункерный и годный скиповой
продукты, %;
11
и – масса остатка в барабане после 1 и 3 мин испытания спека, кг;
Рсп – масса спека, кг.
Расчет удельной производительности аглоустановки
Соответственно двум видам годного продукта рассчитывают два вида
удельной производительности по бункерному и скиповому агломерату.
Удельная производительность аглоустановки, как и агломашины, отражает производство годного продукта с 1 м2 площади спекания за один час работы
аглоустановки (агломашины). Расчет производится по формуле
где Ƴ – удельная производительность, т/(м
2
∙ч);
– продолжительность спекания, мин;
сп
Sч – площадь чаши, м2;
Г – годный продукт, кг.
В зависимости от того, какое значение подставляется в качестве годного
продукта (бункерный или скиповой агломерат), получают тот или иной вид
удельной производительности: по бункерному(Ƴб) или по скиповому (Ƴск).
Расчет-показателей прочности агломерата
Прочность агломерата оценивается по следующим показателям:
П
- количество мелочи (0-5 мм), образующейся за вторую и третью ми-
1
нуты испытания спека ( %) . По сути, эта величина отражает прочность бункерного агломерата и рассчитывается по формуле
П
1
где – количество просыпи (фр. 0-5 мм) за вторую и третью минуты
испытания спека соответственно, кг;
Гб – годный бункерный, кг.
П2 – количество мелочи (0-5 мм), образующееся на момент ста-
билизации агломерата.
12
Этот момент определяется по графику путем построения касательной к
кривой, отражающей динамику разрушения агломерата. Кривая строится в координатах: ось абсцисс - продолжительность испытания спека, мин; ось ординат - количество мелочи, %. График представляет собой кумулятивную кривую,
отражающую суммарное нарастание количества образующейся мелочи за каждую минуту испытания спека. Обычно стабилизация соответствует 5-й или 6-й
минуте испытания спека.
Дополнительными характеристиками прочности агломерата являются результаты ситового анализа остатка в барабане; содержание классов 12-25 и
+50 мм, выраженное в процентах.
Определение расхода топлива
Расход топлива Т представляется как удельная величина, соотнесенная со
спеком и шихтой:
Т
1
Т
2
где – количествотоплива (сухого), загруженного в чашу с шихтой,кг;
– масса шихты (сухой), загруженной в чащу, кг.
– масса спека, кг.
Результаты расчетов занести в табл. 4.
Построение графиков
Постройте графики, отражающие изменение температуры и давления газов в слое и в вакуум-камере; графики динамики разрушения агломерата при
испытании в ребристом барабане; графики, отражающие изменение количества
просасываемого воздуха.
Техника безопасности
Данная работа сопряжена с опасностью получения ожогов.
13
№
п/п
Показатель
Ед. изме-
рения
Опыт
1 2 3
4
1
Вертикальная скорость спекания
мм, мин
2
Выход годного:
бункерного
скипового
стабилизированного
%
%
%
3
Удельная производительность:
По бункерному
По скиповому
По стабилизированному
т(м2ч)
т(м2ч)
т(м2ч)
4
Расход топлива (сух.)
На 1000 кг аглом. (Т1)
На 1000 кг шихты (Т2)
кг
кг
5
Расход сырых флюсов на 100 кг аг-
ломерата
кг
6
Расход извести на 100 кг агломерата
кг
7
Прочность агломерата:
П1
П2
%
%
Рабочее место при проведении работ должно быть очищено от горючих материалов, на расстоянии 5 м не должны находиться сгораемые конструкции. При
розжиге лампы эжектор должен быть направлен на несгораемые предметы
(кирпич, металлический щит и т.д).
В процессе спекания часто возникает желание определить место нахождения зоны горения по высоте чаши путем ее ощупывания руками. Этого делать нельзя. Для предотвращения ожогов и снижения тепловых потерь чаша
снаружи защищена толстым слоем асбестового картона.
Ожог возможен и после окончания спекания при работе со спеком. Необходимо помнить, что спек, извлеченный из чаши, имеет высокую температуру
(в нижней части до 500°С). Поэтому все операции по взвешиванию спека и его
испытание необходимо выполнять в специальных рукавицах.
Для предотвращения несчастного случая необходимо строго выполнять
все указания преподавателя и руководствоваться правилами инструктажа.
Таблица 4
Технико-экономические показатели спекания агломерационной шихты
14
Вопросы для контроля
1. Физическая сущность процесса спекания при агломерации руд и концентра-
тов.
2. Что обуславливает движение воздуха через спекаемый слой шихты?
3. Приведите главные отличительные признаки слоя исходной шихты и слоя
спеченного агломерата.
4. Нарисуете спекаемый слой в различные периоды процесса спекания, напри-
мер в начальный период, через 3 мин от начала спекания и при окончании
спекания.
5. Пользуясь графиком изменения разрежения в процессе спекания, приведите
значения давления воздуха над слоем и давления газов под колосниковой
решеткой в различные периоды спекания шихты. Объясните причины различных значений приведенных величин.
Библиографический список
1. Каплун, Л.И. Физико-химические процессы при агломерации железных руд
[Текст]/ Л.И. Каплун, Ю.А. Фролов. – Екатеринбург : УПИ, 1991. – 63 с.
2. Коротич, В.И. Агломерация рудных материалов [Текст] / В.И. Коротич,
Ю.А. Фролов, Г.Н. Бездежский. - Екатеринбург : УГТУ-УПИ, 2003. - 400 с.
3. Жилкин, В.П. Производство агломерата. Технология, оборудование, автома-
тизация [Текст] / В.П. Жилкин, Д.Н. Доронин. - Екатеринбург : Уральский
центр ПР и рекламы, 2004. - 292 с.
15
Лабораторная работа № 2
Обжиг окатышей
Цель работы:
- ознакомиться с технологией обжига окатышей.
Оборудование:
1) тарельчатый окомкователь;
2) электропечь лабораторная;
3) пресс для испытания прочности обожженных окатышей на раздавливание;
4) весы с разновесами;
5) противни и совки.
Пояснения к работе
Перед тем, как приступить к обжигу окатышей, предварительно осуществляют подготовку и окомкование шихты с целью получения сырых окатышей (см. лабораторную работу «Измерение прочности сырых окатышей»).
Обжиг окатышей проводится в лабораторной электропечи (рис. 2), которая состоит из металлического корпуса 1, в верхней части которого расположена
нагревательная камера, в нижней части - блок управления.
Процесс обжига осуществляется в рабочем пространстве электропечи,
образованном керамическим муфелем 2, с вмонтированными в него спиральными нагревателями из железохромалюминиевой проволоки. Нагреватели расположены на боковых стенках и своде печи и полностью заделаны в керамические панели. Футеровка печи включает в себя два слоя: огнеупорный и теплоизоляционный из лёгких и сверхлёгких материалов на основе шамотноволокнистых плит и базальтового волокна.
Загрузка окатышей в электропечь осуществляется через проем, закрываемый дверцей 3. Садка устанавливается на керамическую подставку 4. Для измерения температуры нагревательная камера оснащена термопарой 7.
Изменение температуры внутри нагревательной камеры осуществляется с
16
помощью регулятора температуры 5, управление работой печи - с помощью
выключателя клавишного с подсветкой 6.
Рис. 2. Лабораторная электропечь СНОЛ:
1 - корпус; 2 - керамический муфель; 3 - дверца; 4 - керамическая под-
ставка; 5 - регулятор температуры; 6 - выключатель с подсветкой;
7 - термопара
Последовательность проведения работы
1) Загрузить сырые окатыши с помощью совка в металлический противень
слоем 50-100 мм.
2) Поместить металлический противень в электропечь (типа СНОЛ).
3) Установить с помощью терморегулятора температурный режим электропечи,
соответствующий процессу сушки по табл. 5.
4) После окончания процесса сушки переключить терморегулятор в
температурный режим, соответствующий процессу подогрева.
5) После окончания процесса подогрева окатышей установить температурный
режим, соответствующий процессу обжига.
17
Сушка
Подогрев
Обжиг
Охлаждение
Температура, °С
300-400
500-700
1280-1300
по 80
Продолжительность,
мин
10-12
3-5
10-15
по 15
6) После окончания процесса обжига установить температурный режим
электропечи, соответствующий процессу охлаждения.
7) Выгрузить обожжённые окатыши из электропечи и охладить их на воздухе.
Операцию обжига осуществляют строго в заданном температурном режи-
ме, контролируемом по измерительным приборам электропечи. Температурный режим должен соответствовать последовательному протеканию процессов
сушки, подогрева, обжига и охлаждения. При использовании программного
режима работы электропечи задают продолжительность и температуру для
каждого этапа работы на приборной панели печи, контролируя ход ее работы
по приборам.
Для обжига неофлюсованных окатышей можно рекомендовать следующие
значения параметров температурного режима, приведенные в табл 5.
Таблица 5
Рекомендуемые значения параметров температурного режима
Обожженные окатыши осматриваются на предмет визуальной оценки их
качества: формы, оплавленности, цельности и других внешних признаков равномерности обжига.
Если по внешним признакам окатыши признаются как удовлетворительные, то от них отбирают пробу для испытания на прочность.
Химический состав окатышей рассчитывают, используя химические анализы компонентов шихты (неизвестным остается степень превращения FeO в
Fe2O3.
Данная работа сопряжена с опасностью получения ожогов и поражения
электрическим током.
Техника безопасности
18
Во избежание ожогов при загрузке и выгрузке окатышей в печь и при вы-
полнении операций сушки окатышей на открытом воздухе необходимо пользоваться защитными рукавицами.
Во избежание поражения электрическим током необходимо обеспечить
эксплуатацию электропечи только с установленным защитным кожухом, а
также обеспечить ее надежное заземление.
Для предотвращения несчастного случая необходимо строго выполнять
все указания преподавателя, руководствоваться правилами инструктажа и правилами эксплуатации электроустановок.
Вопросы для контроля
1. Механизм упрочнения окатышей, принципиальное отличие от механизма
спекания.
2. Влияние окисления магнетита на упрочнение окатышей.
3. Рассчитайте степень окисления Fe2+, Fe3+ при условии содержания FeO в
обожженных окатышах 1,5%; 2,0%; 2,5%.
4. Принципиальное отличие формирования структуры обожженных
офлюсованных и неофлюсованных окатышей.
5. По результатам измерения температуры в слое обжигаемых окатышей
выделите наиболее характерные особенности температурного режима
обжига. Отметьте недостатки этого режима и его положительные
моменты.
Библиографический список
1. Коротич, В.И. Теоретические основы окомкования железорудных материалов
[Текст] / В.И. Коротич. – М. : Металлургия, 1966. – 150 с.
2. Теплотехника окускования железорудного сырья / С.Г. Братчиков [и др.].
– М.: Металлургия, 1970.– 343 c.
19
Методические указания к лабораторным работам
ТЕРМИЧЕСКИЕ СПОСОБЫ ОКУСКОВАНИЯ ЖЕЛЕЗНЫХ
РУД И КОНЦЕНТРАТОВ
Михайлов Валентин Геннадьевич
Прохорова Татьяна Викторовна
Редактор М.Ю. Бологова
Подписано в печать 23.12.2013. Формат 60х84 1/16 . Бумага офсетная.
Ризография. Печ. л. 1,3. Тираж 100 экз. Заказ №
Издательство Липецкого государственного технического университета.
Полиграфическое подразделение Издательства ЛГТУ.
398600 Липецк, ул. Московская, 30.
20
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]