12. Технология (схема) производства окатышей.

Процесс производства окатышей состоит из двух стадий.

1. Получение сырых (мокрых) окатышей

2. Упрочнение, которое включает

• подсушку при t=300-600C

• обжиг при t=1200-1350C

Исходную шихту (возврат, концентрат, известняк) загружают в бункера, откуда при помощи дозаторов она подается на сборный транспортер и поступает в смесительный барабан. После смешивания шихта поступает по другому транспортеру в окомкователь или гранулятор. Для лучшего окомкования и обеспечения прочности к шихте добавляют бентонит (мелкодисперсная глина) в количестве 0,3-1,5% и воду в количестве 8-10%. В грануляторе при круговом движении шихта при помощи бентонита и воды постепенно превращается в гранулы – комки, достигающие 10-20 мм в диаметре. Наиболее распространен тарельчатый гранулятор. Также часто применяют барабанный, а иногда – конусный гранулятор. Тарельчатые грануляторы выпускают диаметром 5,5-7,0 м, они обеспечивают производительность 125-150 т/час. Оптимальных условий окатывания достигают подбором угла наклона тарели 40-60 и частоты вращения 6-9 об/мин.

После гранулятора сырые окатыши падают в обжиговую машину. Обычно применяют ленточную конвейерную машину, подобную агломерационной. Реже применяются шахтные печи, вращающиеся трубчатые печи, последовательно расположенные колосниковая решетка и вращающаяся трубчатая печь. В этих агрегатах окатыши проходят сушку, подогрев и обжиг. Иногда сушку осуществляют в отдельном агрегате. У конвейерных машин ширина палетт составляет 3-4 м, рабочая площадь спекания 100-500м², производительность их равна 2500-9000т/сут. Верх ленты перекрыт камерами в соответствии с делением на зоны сушки, обжига и охлаждения. Зона обжига составляет 50% от общей площади машины. В зоне сушки окатыши подогревают до 250-400С газами, поступающими из зон обжига и охлаждения. Циркуляция газов и удаление их в дымовую трубу осуществляется вентиляторами. В зоне обжига окатыши нагреваются до 1200-1350С продуктами сгорания газообразного или жидкого (мазута) топлива, посасываемыми через слой окатышей на колосниковой решетке машины. В зоне охлаждения окатыши охлаждаются принудительно подаваемым через колосниковую решетку воздухом. Охлажденные окатыши поступают на грохот. Фракцию более 10 мм оправляют в доменный цех, а 0-10 мм – возврат.

12. Формирование сырых окатышей.

Сырые окатыши формируются при окатывании тонкодисперсного железорудного материала, увлажненного до определенной степени. В системе железорудный материал – вода стремление к уменьшению энергии реализуется уменьшением поверхностного натяжения на границе раздела фаз (при взаимодействии с водой) и укрупнении частиц (в результате их сцепления). Таким образом, эта система обладает определенным термодинамическим стремлением к окомкованию.

Процесс формирования гранул из железорудных концентратов включает смачивание, капиллярное насыщение, осмос, набухание, поверхностное диспергирование и др.

Главный фактор, обеспечивающий прочность сцепления – удельная поверхность материала, которая тем больше, чем больше содержание наиболее мелких фракций.

Другой фактор – содержание влаги в шихте. Силы сцепления пропорциональны максимальной молекулярной влагоемкости (ММВ), которая характеризует энергетическое состояние концентрата. Структурное состояние концентрата (его пористость связано с величиной максимальной капиллярной влагоемкости (МКВ). Предложено оценивать способность к окомкованию показателем комкуемости (К).

К = W_ммв/(W_ммв- W_мкв).

W_ммв и W_мкв – соответственно показатели максимальных молекулярной и капиллярной влагоемкости материала.

Для обеспечения достаточной прочности сырых окатышей добавляют связующие добавки (бентонит, его смесь с водой, известь, хлористый кальций, железный купорос, гуминовые вещества). Наибольшее применение нашел бентонит. При увлажнении он хорошо поглощает воду и увеличивается в объеме в 15-20 раз. При увлажнении он образует гели с сильно развитой удельной поверхностью (600-900 м²/т), которая в 7-10 раз превышает поверхности частиц других сортов глины. Но запасы бентонита ограничены и он относительно дорог, поэтому необходимо искать более распространенные и дешевые связующие материалы.