2020-04-12
129
Проведение лабораторного эксперимента было осуществлено в соответствии с п. 1.4. Отобрано 6 проб железной руды, металлизация которых была проведена при различных температурах (от 800 до 1000 °С) и длительности самой технологической операции. Спекания частиц на внутренней поверхности печи не наблюдалось. Результаты исследований представлены в таблице.
Таблица. Результаты исследований металлизации яковлевской руды крупностью 20-10 мм.
| № опыта | Температура, °С | Длительность, мин | Содержание частиц крупностью менее 1 мм после металлизации, % | Содержание железа, % | Степень металлизации, % | |
| Feобщ | Feмет | |||||
| 1 | 800 | 90 | 8,0 | 75,9 | 22,2 | 29,2 |
| 2 | 900 | 40 | 3,4 | 82,0 | 51,6 | 62,9 |
| 3 | 950 | 40 | 3,5 | 92,5 | 84,4 | 91,2 |
| 4 | 1000 | 40 | 1,8 | 88,4 | 77,8 | 88,0 |
| 5 | 950 | 30 | 1,7 | 89,1 | 69,7 | 78,2 |
| 6 | 950 | 40 | 4,4 | 94,4 | 84,6 | 89,6 |
Определение степени металлизации осуществлялось по формуле 1.
Графическое представление зависимости степени металлизации от температуры изображено на рисунке.
Рисунок. Зависимость степени металлизации от температуры.
Продолжительность восстановления, мин: 
- 90, 
- 40.
Анализируя рисунок, видим, что при температуре 800 °С и длительности восстановления 90 минут степень металлизации составляет всего 29,2 %. При дальнейшем увеличении температуры внутри рабочего пространства вращающейся печи и уменьшении времени технологической операции 
растет, однако стабилизируется при температурах, близких к 1000 °С. Таким образом, для яковлевской руды крупностью 20-10 мм температура 950 °С и длительность металлизации 40 минут являются оптимальными параметрами работы печи, т.к. степень металлизации в этом случае достигает 91,2 %.
Графическое представление зависимости степени металлизации при температуре 950 °С изображено на рисунке.
Рисунок. Зависимость степени металлизации от длительности восстановления при t=950 °С.
Анализируя рисунок, видим, с увеличением времени от 30 до 40 минут степень металлизации увеличивается на 13 % и достигает своего максимального значения – 91,2 %. Ее дисперсия обуславливается наличием ряда факторов: уменьшения давления внутри рабочего пространства печи, хаотичность протекания фазовых превращений и т.д.
В ходе металлизации происходит разупрочнение молекулярных связей частиц руды из-за внутренних напряжений, возникающих в результате термической нагрузки, и, как следствие, разрушение материала [999]. Гранулометрический состав продуктов металлизации представлен в таблице.
Таблица. Содержание фракций после металлизации руды
| № опыта | Темпе-ратура, °С | Длитель-ность восста-новления, мин | Содержание фракции, % | ||||||
| Крупность, мм | |||||||||
| 20-10 | 10-5 | 5-3 | 3-1 | 1-0,63 | 0,63-0,16 | -0,16 | |||
| 1 | 800 | 90 | 75,7 | 8,6 | 4,8 | 2,9 | 0,9 | 4,3 | 2,8 |
| 2 | 900 | 40 | 81,7 | 9,9 | 3,0 | 2,0 | 0,6 | 2,4 | 0,4 |
| 3 | 950 | 40 | 79,0 | 9,6 | 4,4 | 3,5 | 0,9 | 2,3 | 0,3 |
| 4 | 1000 | 40 | 69,3 | 23,5 | 3,5 | 1,9 | 0,6 | 1,0 | 0,2 |
Анализируя таблицу, видим, что частицы руды претерпели разрушение в ходе металлизации с образованием фракций крупностью 10-5 и 5-1 мм, а также более мелких частиц крупностью менее 1 мм. С увеличением температуры от 900 до 1000 °С доля разрушившихся частиц изменяется от 18,3 до 30,7 % (см. рисунок). При этом большее число более мелких частиц уменьшается с повышением температуры восстановления, а при температуре 1000 °С содержание фракций крупностью 10-5 значительно увеличивается и составляет 23,5 %.
Рисунок. Доля разрушившихся частиц при различных температурах работы печи
Как видно из рисунка, доля разрушившихся частиц увеличивается с повышением температуры восстановления при постоянной длительности технологической операции (40 минут). 24,3 % соответствует доли разрушившихся частиц при длительности восстановления 90 минут.
В ходе восстановления железной руды образуется некоторое количество фракций крупностью 1-0 мм (см. рисунок).
Рисунок. Доля фракций крупностью 1-0 мм после металлизации
Анализируя рисунок, видим, что общее количество частиц металлизованного продукта крупностью 1-0 ммм изменяется с 3,4 до 1,8 % при температурах от 900 до 1000 °С при постоянном времени восстановления (40 минут). При температуре 800 °С и длительности металлизации 90 минут доля частиц такой крупности составила 8 %.
