43. Металлургическое топливо. Природный газ.

Природный газ нашел наиболее широкое распространение в доменном производстве стран СНГ. Основным компонентом природного газа является метан – СН4, содержание которого составляет 92-98 %; кроме того, газ содержит 0,5-5 % тяжелых углеводородов – СmHn , а также небольшое количество диоксида углерода, азота и других компонентов.

44. Металлургическое топливо. Мазут.

Мазут представляет собой тяжелый остаток прямой перегонки и крекинга нефти после выделения более легких фракций. Горючая масса мазута содержит тяжелые углеводороды, в которых отношение С : Н (по массе) значительно выше, чем в природном газе.

Мазут оказывает аналогичное природному газу воздействие на доменную плавку. Теплота сгорания мазута у фурм составляет 6100-6400 кДж/кг, т.е. несколько меньше, чем для кокса, и значительно больше, чем для природного газа.

Существенным недостатком мазута как доменного топлива является повышенное содержание серы. Высокая вязкость мазута затрудняет подачу его к доменным печам и распыление в горне. Для использования мазута в доменной плавке необходимо сооружать специальные устройства для его подогрева с целью снижения вязкости.

Угольно-мазутная суспензия сочетает в себе положительные свойства мазута и угольной пыли как заменителей кокса в доменной плавке. Подача суспензии в горн доменной печи устраняет абразивное действие угольной пыли и облегчает подачу топлива по трубам при помощи мазутных насосов. Для этого суспензия нагревается с целью снижения вязкости.

В заключение необходимо подчеркнуть, что угольная пыль, газообразные и жидкие виды топлива хотя и экономят кокс, но не могут заменить его полностью, поскольку они не могут выполнять третью функцию доменного топлива – функцию разрыхлителя шихты, т.е. создание своеобразной насадки, обеспечивающей противоточное движение жидких потоков чугуна и шлака и газового потока в зоне высоких температур доменной печи.

45. Предварительная подготовка шихтовых материалов к металлургическому переделу. Цель и методы подготовки сырья.

Добываемое на горнорудных предприятиях сырье (железные и марганцевые руды, флюсовые известняки) по своим физическим и химическим свойствам не отвечают требованиям, выработанным теорией и практикой современной металлургии.

Как правило, исходные руды содержат железа (или марганца) меньше требуемых величин и, соответственно, слишком много пустой породы, что обусловливает необходимость загрузки в доменную печь повышенного количества флюсов. В результате из-за высокого выхода шлака доменная плавка бедных руд характеризуется низкой производительностью и высоким удельным расходом кокса.

При добыче руды открытым способом, в зависимости от расстояния между шпурами для закладки взрывчатки и размера ковша экскаватора, величина крупных глыб руды может достигать 1000-1500 мм. При подземной добыче максимальный размер кусков не превышает обычно 350 мм.

Во всех случаях добытые руды имеют большое количество мелких, пылеватых фракций. Проплавка таких руд также сопровождается низкими технико-экономическими показателями работы доменных печей.

Многие руды содержат повышенное количество серы; из-за ухудшения качества металла и больших затрат на борьбу с ней использование таких руд в доменной плавке в неподготовленном виде экономически нецелесообразно.

С целью устранения этих и других недостатков почти все руды и флюсы перед использованием в доменных печах подвергают тем или иным видам предварительной подготовки:

• крупнокусковые руды и флюсы дробят,

• мелкие окусковывают,

• бедные руды обогащают,

• из сернистых удаляют серу.

Практика показала, что удаление из руд значительного количества пустой породы в результате механических процессов обогащения и серы при высокотемпературных процессах окускования оказалось экономически более выгодным, чем в ходе доменной плавки.

Экономия, обусловленная повышением производительности доменных печей и снижением расхода самого дорогого компонента доменной плавки – кокса, при переработке подготовленного сырья значительно превышает затраты, связанные с дроблением, обогащением, усреднением и окускованием руд.

Высокая экономическая эффективность, достигнутая в результате развития техники рудоподготовки, способствовала созданию целой подотрасли металлургического производства – подготовки железорудного сырья к доменной плавке.

Подготовка железорудного сырья, и в частности его окускование, имеет важное значение для сталеплавильного и электрометаллургического производств. Применение высокоосновного прочного агломерата в мартеновских печах и конвертерах, а также агломерата и окатышей в электросталеплавильных и ферросплавных печах существенно улучшает показатели их работы.

В общем комплексе процессов подготовки сырья главными являются обогащение и окускование, однако осуществить их можно только после ряда дополнительных операций. Поэтому вся подготовка шихтовых материалов состоит из следующих видов их обработки: дробление и измельчение, грохочение и классификация, обжиг, обогащение, усреднение и окускование.

Некоторые из этих видов подготовки могут иметь и самостоятельное значение, например, сортировка кокса и агломерата перед загрузкой в печь, дробление и сортировка по крупности руд, используемых в доменных печах без обогащения и т.д.