50. Предварительная подготовка шихтовых материалов к металлургическому переделу. Обезвоживание концентратов.

Железорудные концентраты длдя проведения над ними дальнейших технологических операций должны содержать влаги не более 10%. Влажность концентрата снижают в два этапа: сгущение и фильтрация, а также для транспортировки зимой его дополнительно сушат.

Сгущение. Процесс выделения жидкой фазы из пульпы, происходящий в результате осаждения в ней твёрдых частиц под действием силы тяжести или центробежных сил. Процесс сгущения пульпы: пульпа выходит из питающей воронки, движется сначала вниз, а потом растекается в разных направлениях. По мере замедления радиальных потоков из них выпадают всё более мелкие частицы. Осветлённая часть пульпы, достигнув стенки сгустителя, поднимается вверх и сливается через порог в кольцевой желоб. Выпавшие из потока тв. частицы оседают вниз. По мере их осаждения происходит уплотнение осадка. В донной части сгустителя осадок перемещается гребками к центру по наклонному днищу. Из разгрузочного конуса сгущённый продукт разгружается самотёком или насосами.

В ходе операции сгущения удаётся снизить влажность до 50% и меньше.

Фильтрация. Просасывание воздуха через слой влажного концентрата, помещённого на фильтровальную ткань. Проводят на ленточных, барабанных или дисковых фильтрах. Удаётся снизить влажность концентрата до 8-15%.

Сушка. Операция выполняется в барабанных сушилках дымовыми газами с температурой 700 гр. Влажность снижается до 2-5%.

51. Предварительная подготовка шихтовых материалов к металлургическому переделу. Магнетизирующий отжиг.

Магнетизирующий отжиг: обжиг окисленных руд в восстановительной атмосфере для перевода слабомагнитной окиси железа в магнетит .

3Fe2O3+CO=2Fe3O4+CO2

3Fe2O3+H2=2Fe2O3+H2O

Соотношение количества восстановленного до Fe3O4 гематита к его исходному количествоу называется степенью магнетизации при обжиге. r = FeO\Fe*2.33*100

FeO и Fe – содержание FeO и Fe в обожжённой руде; 2,23 – отношение содержания Feобщ:FeO в магнетите(168:72)

При быстром охлаждении в бескислородной атмосфере состав восстановленной руды не изменится. Если же охлаждение происходит в присутствии кислорода то произойдёт процесс обратного окисления.

На практике мегнетизирующий отжиг окисленных руд ведёт при темпиратурах значительно более высоких – до 750-800 гр. Предельной температурой является температура начала размягчения руды. Повышение температуры значительно интесифицирует процесс восстановления и повышает производительность печей, в которых осуществляется обжиг.

Для достижения высокой производительности обжиг ведуь при относительно высоких температурах (800-1000) и концентрации восстановительных газов.

Восстановительно-окислительный обжиг считают наиболее приемлемым для практики:более экономичен.

Наибольшее распространение при восстановительном обжиге железорудных руд получили трубчатые печи и печи «кипящего слоя»,

52. Пр под шихт мат. Усреднение.

Химический состав добываемых даже на одном месторождении железных руд имеет значительные колебания. Неоднородность химического и гранулометрического составов шихты крайне отрицательно влияет на показатели работы доменных печей.

Особенно важное значение имеет постоянство содержания железа, так как его снижение приводит к разогреву печи, а повышение – к похолоданию. Исследованиями установлено, что при повышении содержания железа в железорудной части агломерационной шихты (одинаковой окисленности) на 1 % возникает дефицит кокса в 1,5-2,0 % в доменной плавке. Изменение содержания железа в агломерате на 1 % вызывает изменение потребности в коксе на 1,0-1,2 %.

Возникающий при случайных колебаниях содержания железа в доменной шихте разбаланс тепла в печи приводит к колебаниям температуры и состава продуктов плавки. При этом изменение теплопотребности, эквивалентное изменению содержания железа в агломерате на 1 %, вызывает отклонения содержания кремния в чугуне ΔSi от среднего (т.е. от заданного) на 0,1 %, при содержании железа в агломерате 50 %; на 0,09 % – при 55 % и на 0,08 % – при 60 %.

Если ограничить величину отклонения содержания кремния в чугуне ΔSi значением +0,1 % , то при стабильности других факторов допустимое отклонение содержания железа в агломерате при его среднем значении 50, 55  и  60 %, соответственно, составит: +1,0; +1,1; +1,25 %, а в агломерационной шихте – +0,63 %. При ΔSi = 0,05 % эти значения будут, соответственно, +0,5; +0,55; +0,63 и +0,31 %.

Для того чтобы не допустить чрезмерного похолодания доменной печи при внезапных колебаниях химического состава шихты плавку ведут обычно с резервом тепла, перерасходуя кокс. Уменьшение колебаний в содержании железа позволяет снизить этот резерв и уменьшить расход кокса. При этом увеличивается, соответственно, производительность доменной печи и снизится среднее содержание кремния в чугуне.

По своему существу усреднение представляет операцию смешивания больших масс материала с целью повышения его однородности, в первую очередь по химическому составу.

Практически усреднение производят следующим образом. Штабель формируется из большого количества (до 1000) тонких горизонтальных слоев материала, при этом предполагается, что состав каждого отдельного слоя по длине штабеля остается постоянным. Забор материала производится с торца штабеля, одновременно захватывая все слои по высоте. каждом складе должно быть два штабеля одного и того же материала, один из которых формируется, а из другого материал забирается. Очевидно, чем больше емкость склада, тем получаются лучшие результаты по усреднению.

Однако большие склады занимают большие площади, требуют значительных капитальных затрат. Исследования показали, что вполне удовлетворительные результаты усреднения получаются на складах емкостью 70-100 тыс.т – колебания по содержанию железа снижаются с +3 до +1 и даже до +0,5 %.

Как видно, каждый такой объем материала имеет практически одинаковый химический состав.

Процесс усреднения стараются производить на всех этапах переработки руды, начиная от карьера и кончая бункерами доменного цеха.

Наилучшие результаты получаются при усреднении на специальных складах, сооружаемых обычно на обогатительных фабриках или фабриках окускования. Для загрузки – формирования штабелей применяются почти повсеместно реверсивные саморазгружающиеся тележки (СТ). Тележка представляет собой раму на четырех роликах, имеющая два свободно вращающихся барабана. Лента конвейера, огибая эти барабаны, делает петлю. Между барабанами укреплен один или два наклонных лотка. Материал, движущийся по конвейеру, падая с верхнего барабана, по наклонному лотку ссыпается вниз. Такая конструкция тележки позволяет ей перемещаться вдоль работающего конвейера, разгружая с него материал в любом нужном месте.

Забор материала из штабеля производится различными устройствами и способами. Имеются усреднительные склады, где забор материала производится роторными экскаваторами (ЗУМ). Экскаватор забирает руду только с низа штабеля. Смешивание происходит в момент ссыпания материала по торцевой поверхности штабеля.

Далее представлен современный рудоусреднительный склад, оснащенный соответствующим оборудованием, штабелеукладчиком и механизмами для разгрузки штабеля.