10. Охарактеризовать способы окускования железных руд, их сущность?

Окускованием железных руд называются процессы превращения мелких руд и концентратов в кусковые материалы с целью улучшения хода металлургических процессов в печах различного типа для получения металла из руд. В настоящее время известны три метода окускования руд и концентратов: агломерация, окатывание, брикетирование. Один из способов окускования (см. Агломерат) железного концентрата, широко распространившийся в последние годы,— окатывание. Цель его — получить твердое кусковое сырье для домен и других металлургических агрегатов. Куски должны быть определенных размеров и формы. Благодаря этому повышается производительность металлургических агрегатов.

Окатывание производится в машинах, основная часть которых — большой барабан. В него загружают железный концентрат, смешанный с клеящим веществом, и барабан начинает вращаться.

Вспомните, как вы лепите зимой снеговика. Берете снежный комок и катаете его по снегу. И постепенно комок делается все больше и больше: снежинки налипают на него, пока не получится шар нужных вам размеров. То же самое происходит и при окатывании. Перекатываясь по внутренней поверхности барабана, частицы порошка слепляются в круглые комочки — окатыши. И как только окатыши достигают размеров шарика для настольного тенниса, сила инерции выбрасывает их из барабана в приемный лоток. Затем окатыши обжигают, чтобы выжечь из них вредные примеси и придать необходимую твердость. Этот метод окускования считается наиболее эффективным. Кроме доменных окатышей с высоким содержанием железа — металлизованные окатыши — широко применяются в электрометаллургических печах, где из них выплавляют сталь, а также в установках прямого восстановления железа.

Способы брикетирования разделяют на две группы: без связующих добавок и со связующими добавками. Брикетировать без добавок можно лишь высокоглиноземистые руды, в которых глина служит естественной связкой. В качестве связующих добавок применяют хлористый магний (0,5-2,0%), известь-пушонку (2-6%), известковое молоко (4-8%), жидкое стекло(1-5%), измельченную чугунную стружку(5-10%),некоторые огранические связующие(пек, смолу и т.д.) Прессовать по этим способам можно при низких (5-15 Мн/м2) и более высоких давлениях. Брикеты обычно упрочняют обжигом при тем-ре 1000-1200С.

Агломерация в металлургии, термический процесс окускования мелких материалов (руды, рудных концентратов, содержащих металлы отходов и др.), являющихся составными частями металлургической шихты, путем их спекания с целью придания формы и свойств (химического состава, структуры), необходимых для плавки. Спекание происходит непосредственным слипанием отдельных нагретых частиц шихты при поверхностном их размягчении либо в результате образования легкоплавких соединений, связывающих частицы при остывании агломерируемого продукта. Тепло, необходимое для спекания, получается от горения углеродистого топлива, прибавляемого к агломерируемому материалу, либо от окисления сульфидов, если агломерации подвергаются сернистые рудные концентраты. На практике чаще всего осуществляется на колосниковых решётках, с просасыванием воздуха сверху вниз сквозь лежащую на решётке шихту. При этом происходит последовательное горение топлива в лежащих один под другим её слоях. Шихта должна быть максимально однородной. Для равномерного окисления горючего в процессе спекания и получения прочного и пористого агломерата соответствующего химического состава требуется.

Основные исходные материалы: мелкая сырая руда (8—10 мм) и её концентрат, а также топливо (коксовая и антрацитовая мелочь до 3 мм), флюс (известняк и доломит до 3 мм), в отдельных случаях — мелкие отходы (колошниковая пыль, окалина и др.). Конечный продукт — агломерат. Более 95% агломерата используется в чёрной металлургии; в цветной металлургии агломерат применяется в алюминиевом, никелевом и свинцовом производствах.  Агломерация включает: подготовку шихты (дозировка отдельных компонентов, смешивание, увлажнение и окомкование), спекание подготовленной шихты на англомерационных машинах, обработку горячего спека (дробление, рассев с удалением кусков до 5-10 мм, охлаждение до 100°С, сортировка). Процесс спекания тесно связан с работой узлов и агрегатов, обеспечивающих подготовку сырых материалов для агломерации. Поэтому первостепенное значение имеет стабилизация основных входных параметров процесса (усреднение и дозировка материалов, химический состав, влажность и т.д.), которые открывают пути к комплексной автоматизации агломерационного процесса. Агломерация осуществляется на агломерационных фабриках, в состав которых входят склады для усреднения и хранения запасов шихтовых материалов, приёмные бункера, отделения для измельчения кокса и известняка (иногда и обжига известняка), шихтовое, спекательное и обарботки готового агломерата.