Усреднение

Неоднородность химического состава шихты крайне отрицательно влияет на показатели доменного процесса. Наиболее важное значение имеет содержание железа. Увеличение содержания железа приводит к остыванию печи, что особенно нежелательно. Необходимо, чтобы содержание железа изменялось не более чем на 0,3-0,5 % . Также необходимо и постоянство состава пустой породы, так как при изменении ее состава необходимо изменять количество добавляемых в шихту флюсов. Процесс усреднения идет на всех этапах подготовки, транспортировки и хранения руды.

Лекция 2 Окускование

Окускование – это процесс превращения мелких железорудных материалов в кусковые, необходимых размеров. Существует два основных способа окускования, используемых в доменном производстве:

- агломерация.

- окомкование (получение окатышей).

Агломерация

Агломерация – это процесс окускования мелких руд и концентратов спеканием в результате сжигания топлива в слое спекаемого материла или подвода тепла извне. Это металлургическая подготовка руды к плавке, в результате которой происходит образование пористого офлюсованного материала.

При агломерации кроме окускования в шихте происходят следующие процессы:

- удаляется частично сера и мышьяк;

- разлагаются карбонаты;

- происходит частичное шлакообразование.

Основные этапы агломерации:

1. Дозировка компонентов. В состав шихты входят следующие компоненты:

- железосодержащий материал 40-50 %;

- возврат или мелкий агломерат (размер частиц не более 10 мм) –

20-30%;

- известняк (размер частиц не более 2 мм) – 15-20 %;

- твердое топливо (коксик размер частиц не более 3 мм) – 4-8 %.

2. Смешение. Все компоненты шихты подают во вращающийся барабан.

3. Окомкование – происходит при подаче в барабан 6-9 % воды. При такой влажности обеспечивается хорошая газопроницаемость получаемого агломерата. При влажности более 9 % шихта превращается в полужидкую массу.

4. Спекание – проводят на колосниковой решетке.

Под решеткой создают разрежение 7-10 кПа. Для начала процесса специальным устройством нагревают верхний слой шихты до температуры 1200-1300⁰С, при этом топливо воспламеняется и зона горения движется сверху вниз со скоростью от 10 до 40 мм/мин. В зоне горения температура 1500⁰С, а отходящие газы выходят с температурой 150-200⁰С. Схема агломерационного процесса представлена на рис. 7.

Рис. 8. Схема агломерационного процесса

1 – колосниковая решетка; 2 – постель (возврат; крупность от 10 до 25 мм; высота слоя 30-35 мм); 3-6 – зоны переувлажнения, сушки, подогрева, горения; 7 – готовый агломерат.

В процессе агломерации идут следующие реакции:

C + O₂ → CO₂ + Q

CO₂ + C → 2CO + Q

Fe₂O₃ + CO → 2Fe₃O₄ + CO₂

Fe₃O₄ + CO → 3FeO + CO₂

CaCO₃ → CaO + CO₂↑ - Q

CaO + SiO₂ → CaO*SiO₂

3FeS₂ + 8O₂→ Fe₃O₄ + 6SO₂

2SO₂ + O₂ → 2SO₃

CaSO₄ ↔ CaO + SO₃

В процессе агломерации выгорает сульфидной серы 90-98 % и 70-80% сульфатной.

Преимущества офлюсованного агломерата:

• Исключение из доменной плавки эндотермической реакции разложения известняка, и как следствие, снижение расхода кокса;

• улучшение восстановительной способности газов в домне из-за уменьшения разбавления их углекислым газом;

• улучшение процесса шлакообразования, т.к. в офлюсованном агломерате окислы уже плотно контактируют друг с другом;

• уменьшение содержания серы не менее чем на 70 %.

Все это обеспечивает снижение расхода кокса на 6-15 %.