2014-02-24
1943
Тема 1.6.1 Приготовление шихты
Тема 1.6 Подготовка руд к металлургической переработке
В металлургическую переработку, как правило, поступает не один металлосодержащий материал, а смесь различных сортов рудного сырья с флюсами и оборотами, называемой шихтой.
Флюс – это минеральная добавка для выведения вредных примесей.
Требования к качеству металлургических шихт:
- постоянство химического состава;
- однородность (по химическому, минералогическому составу и гранулометрическому составу);
- оптимальная крупность компонентов шихты;
- оптимальная влажность.
Различают две группы подготовительных операций:
- механическую;
-химическую.
К механической подготовке относят:
- складирование и хранение;
- дробление и измельчение сырьевых материалов;
- сортировка их по крупности;
- обогащение руды;
- сушка или увлажнение;
- приготовление шихты;
- окускование шихтовых материалов.
К химической подготовке относят процессы обжига или агломерации.
Запас сырьевых материалов должен быть обеспечен на 10-30 дней бесперебойной работы основных агрегатов. Лучший способ подготовки, хранения и подачи шихты на металлургическую переработку – послойное штабелирование в механизированных шихтарниках.
|
|
|
Работа шихтарника организована таким образом, что один из трех штабелей укладывают, другой уже уложенный, опробуют, а третий разгружают. Каждый штабель состоит из горизонтальных слоев различных материалов, которые затем с помощью шихторазгрузочных машин (борона) срезаются тонкими вертикальными слоями по перечному сечению.
Метод бункерной шихтовки. Хранение материалов осуществляется в отдельных бункерах, из которых материал послойно дозируется на ленточный транспортер.
Перемешивание происходит при транспортировке и при перегрузке материала с транспортера на транспортер.
Основной недостаток малая ёмкость бункера (запас на одну смену).
Устраняет этот недостаток дополнительное сооружение грейферного склада.
Необходимость окускования (укрупнения) обусловлено тем, что на металлургические предприятия поступают, в основном, тонкодисперсные материалы, а пирометаллургическая переработка мелких материалов невозможна по условиям технологии и сопровождается высоким выносом пыли.
Методы окускования:
- окатывание;
- брикетирование;
- агломерация;
- комбинирование этих методов.
Окатывание (сухая грануляция) – это операция укрупнения мелких фракций руд, концентратов и порошков, при которой материал окатывается в шаровидные прочные окатыши (гранулы), сохраняющие свою форму при дальнейшей переработке.
|
|
|
Окатывание осуществляется в барабанных или тарельчатых грануляторах (рис.3).
Барабанный гранулятор может иметь следующие размеры: длина – 8 м; диаметр – 3 м; наклон от 2 до 8 градусов; производительность до 100 т/час.
Тарельчатый гранулятор представляет собой тарель (чащу) – плоский диск, диаметром до 7,5 м, вращающийся со скоростью около 4-7 мин-1 под углом 40 – 60 градусов. Производительность до 100 т/час.
Рис. 3
Сырые окатыши имеют размеры от 8 до 18 мм. Иногда в шихту добавляют пластичную связующую добавку (0,8 до 2%) бентонит (глина высокого качества). Для офлюсовывания окатышей добавляют известняк.
Технологическая схема окатывания:
1) подготовка материала: измельчение (по необходимости), увлажнение или сушка и перемешивание;
2) собственно окатывание в грануляторах;
3) упрочнение сырых гранул – сушка при температуре более 100º или обжиг свыше 1000 º).
Брикетирование – это прессование рыхлых и пылевидных материалов
в брикеты (куски правильной формы).
Виды брикетирования:
1) без связующего;
2) со связующим (неорганические соединения – известь, глина; органические вещества – гудрон, смолы, уголь).
Технологическая схема брикетирования:
1) подготовка материала – подсушка или увлажнение, измельчение, классификация по крупности, перемешивание со связующим (если оно есть).
2) собственно брикетирование – на валковых и штемпельных прессах;
3) упрочнение сырых брикетов – при необходимости (сушка, обжиг, пропаривание).
Агломерация – это процесс спекания мелкой руды или концентрата в прочный кусковой и пористый материал (агломерат).
Агломерационная шихта состоит из:
1) руда или концентрат;
2) возврат (оборот) – мелкий некондиционный агломерат от предыдущего спекания (до 40 %);
3) мелкий кокс (коксик – 3 мм) – используется как топливо, примерно 7 % от общей массы;
4) иногда добавляют флюсы.
| Укладка производится снизу вверх | Воздух | |
| - зона спекания (агломерации) | ||
| - зона горения | ||
| - зона воспламенения | ||
| - зона сушки | ||
| - зона сырой шихты | ||
| - колосниковая решетка |
Рис. 4
На рис.4 приведен схематический разрез слоя шихты с указанием зон протекания основных процессов при агломерации с просасыванием воздуха.
Суть агломерации, как процесса, состоит в том, что мелкие зерна шихты нагреваются до температуры, при которой происходит их размягчение и частичное плавление, при этом зерна слипаются. Последующее быстрое охлаждение приводит к их кристаллизации и образованию пористого, но довольно прочного кускового продукта.
В промышленных условиях используются ленточные агломерационные машины непрерывного действия.
Самостоятельная работа:
1.Подготовить презентации, доклады, сообщения, видеофильмы
по темам 1.6 и 1.7.
