ИТС 26-2021 Производство чугуна, стали и ферросплавов
2.1.1 Общая характеристика технологии агломерации железных руд
Агломерация железных руд методом просасывания заключается в спекании агломерационной шихты, состоящей из мелкой руды, концентрата, железосодержащих добавок, дробленого известняка и измельченного твердого топлива, которые предварительно смешивают, увлажняют и окомковывают до образования гранулированной зернистой структуры. Полученную гранулированную (окомкованную) шихту загружают на колосниковую решетку спекательных тележек-паллет агломерационной машины ленточного типа. Под паллетами создают разрежение 700-1100 мм вод.ст. для просасывания через окомкованную газопроницаемую шихту наружного воздуха. Сразу после загрузки шихты паллеты поступают под зажигательный горн, где под воздействием интенсивного горения газового топлива в горелках поверхность шихты нагревается до температуры 1100-1200°С, твердое топливо воспламеняется и горит в атмосфере просасываемого воздуха. По мере выгорания твердого топлива зона горения продвигается от поверхности шихты вниз до колосниковой решетки. В зависимости от расхода твердого топлива и состава компонентов аглошихты температура в зоне горения топлива достигает 1250-1450°С.
По высоте слоя спекаемой шихты образуются характерные зоны - готового агломерата, горения, подготовки, сушки и переувлажнения (см. рисунок 2.1).
|
Рисунок 2.1 - Зоны в слое спекаемой шихты на аглоленте [26]
В ходе процесса образовавшиеся зоны перемещаются вниз к колосникам паллеты. Спекание заканчивается при достижении зоны готового агломерата колосников паллеты.
При спекании агломерационной шихты сначала происходит термическое разложение гидратных соединений оксидов, карбонатных соединений рудной части и флюсов, затем происходит оплавление частиц шихты в зоне горения топлива. В высокотемпературной зоне происходит окисление сернистых соединений шихтовых материалов с их удалением в газовую фазу в виде (
% - 80% и
% - 20%). С отходящими газами также удаляются образующиеся в процессе горения твердого топлива оксиды углерода и азота в виде CO,
и
(NO,
). Формирование готового агломерата происходит при охлаждении и кристаллизации образовавшегося из легкоплавких соединений расплава в пористую массу - агломерат [27, 28].
Основным сырьем для получения агломерата являются железные руды различных месторождений в виде агломерационной руды фракции менее 10 мм и железорудного концентрата фракции менее 0,1 мм (таблица 2.2).
Таблица 2.2 - Химический состав некоторых железных руд и концентратов
Наименование | Содержание, % | ||||||||
| Fe | Mn | S | CaO | MgO |
| ППП | ||
Лебединская аглоруда | 55,74 | 0,10 | 0,042 | 11,08 | 1,60 | 1,40 | 2,91 | - | 4,59 |
Яковлевская аглоруда | 60,50 | - | 0,10 | 5,10 | 3,40 | 0,60 | 2,40 | - | 3,40 |
Бакальский сидерит | 34,20 | 1,16 | 0,16 | 6,88 | 2,96 | 8,92 | 2,52 | - | 11,35 |
Михайловский концентрат | 63,83 | 0,014 | 0,005 | 10,16 | 0,20 | 0,21 | 0,08 | 0,006 | 0,65 |
Качканарский концентрат | 62,71 | 0,12 | 0,006 | 3,35 | 1,17 | 2,31 | 2,82 | 2,67 | - |
Ковдорский концентрат | 63,52 | 0,51 | 0,32 | 1,0 | 0,75 | 6,12 | 2,33 | 0,92 | - |
Кроме рудного сырья, в агломерационную шихту добавляют оборотный возврат агломерата фракции менее 5 мм, различные добавки: окалину прокатных цехов, колошниковую пыль доменных печей, уловленную в циклонах или электрофильтрах сухую пыль, обезвоженные и высушенные шламы мокрой газоочистки и пр. Приход вредных веществ в аглошихту, например, , ZnO и
, контролируют (где R - щелочные металлы: Na, K).
При производстве офлюсованного агломерата необходимым компонентом являются флюсы - известняк и доломит - для обеспечения необходимого химического состава шлака в доменной печи.
Основным видом твердого топлива при спекании агломерационной шихты служит коксовая мелочь. Возможно применение заменителей - антрацита и тощих углей с небольшим количеством летучих веществ. Примерный химический состав компонентов агломерационной шихты и расходные коэффициенты приведены в таблице 2.3.