Спосіб отримання залізофлюсу

Спосіб отримання залізофлюсу, що включає дроблення флюсуючого матеріалу, змішування його з обзалізнювачем і паливом, грудкування і спікання на агломашинах, який відрізняється тим, що перед грудкуванням в частину дрібних фракцій, що становить 20-48 мас. % від загальної кількості флюсуючого матеріалу і обзалізнювача, вводять паливо в кількості 1-8 % від маси обзалізнювача і рідке скло в кількості 2-5 % від маси отриманої суміші, яку далі брикетують, сушать і дроблять до фракції менше 8 мм та вводять до складу компонентів залізофлюсу. Винахід належить до чорної металургії і може бути застосовано для одержання за-лізофлюсу, що використовують в металургійному виробництві. Відомий спосіб отримання залізофлюсу, в якому тверді карбонатні породи (вапняки) дроблять до необхідної фракції і направляють в обертову піч для випалення. Туди ж подають обзалізнювач, який при обертанні печі накочується на поверхню обпалюваного матеріалу [1]. Спосіб продуктивний, проте не дозволяє ефективно отримувати якісний флюс з подрібнених матеріалів, оскільки в обертовій печі має місце значний потік газів, що супроводжується великим винесенням дрібних фракцій. Крім того, внаслідок різного фракційного складу і питомої ваги вапняку і обзалізнювача відбувається їх сегрегація при випаленні, що призводить до коливань вмісту заліза в продукті. Залізофлюс має вид злиплих частинок обзалізненого вапна, на поверхню яких нанесений шар оксидів заліза. На явність усередині гранул вільного вапна приводить до їх руйнування при тривалому зберіганні або попаданні вологи. В печі має місце утворення кільцевих настилів, що викликає нестабільну її роботу. Відомий спосіб отримання залізофлюсу шляхом змішування флюсуючого, залізистого і зв'язуючого компонентів, брикетування цієї суміші і випалення брикетів в печах, що обертаються, кільцевих або шахтних. Як флюсуючий матеріал використовують крейдяну крихту, а обзалізнювача - залізовмісну стружку або окалину, а як зв'язуюче - рідке скло [2]. Спосіб забезпечує отримання матеріалу необхідної якості, проте не дозволяє застосовувати для його випалення у агломашині, оскільки для цього необхідне спеціальне устаткування - шахтні, кільцеві або обертові печі, які працюють на природному газі, що істотно підвищує вартість залізофлюсу. UA (11) 95408 (13) (21) a201009840 (22) 09.08.2010 (24) 25.07.2011 (46) 25.07.2011, Бюл.№ 14, 2011 р. (72) ОЖОГІН ВОЛОДИМИР ВОЛОДИМИРОВИЧ, КРИВЕНКО СЕРГІЙ ВІКТОРОВИЧ, ВАСЬКЕВИЧ МИХАЙЛО ЯКОВЛЕВИЧ, ВИТЯЗЬ ОЛЕКСАНДР ПЕТРОВИЧ, РУСЬКИХ ВОЛОДИМИР ПЕТРОВИЧ, СЕМАКОВА ВІКТОРІЯ БОРИСІВНА, ГАВРИЛОГЛУ ДМИТРО ІВАНОВИЧ, ТОМАШ МИХАЙЛО ОЛЕКСАНДРОВИЧ, ЧЕРНОВА СВІТЛАНА ГЕННАДІЇВНА (73) ПРИАЗОВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ (56) SU 602 576 A, 15/04/1978 UA 55 955 C2, 15.04.2003 UA 85 653 C2, 10.02.2009 RU 2 009 219 C1, 15.03.1994 RU 2 228 375 C1, 10.05.2004 RU 2 261 282 C1, 27.09.2005 C2 2 (19) 1 3 Найбільш близьким до винаходу є відомий спосіб отримання залізофлюсу у вигляді обзалізненого вапна, що включає дроблення флюсуючого матеріалу, змішування з обзалізнювачем і паливом, грудкування і спікання на агломашинах. Як флюсуючий матеріал використовують природний вапняк, подрібнений до фракції менше 15 мм, обзалізнювачем є крупний аглошлам у кількості 3,95,3 %, а як паливо - коксик у кількості 13,0 % [3]. Даний спосіб продуктивний, не вимагає використання дорогого газоподібного палива, проте не дозволяє отримувати високоякісний залізофлюс. Недоліки даного способу полягають у наступному. При укладанні шихти на аглострічку і подальшому спіканні має місце значна сегрегація шихти по висоті шару при використанні крупних фракцій обзалізнювача, а також винесення дрібних фракцій унаслідок руху просмоктуваних газів крізь шар залізофлюсу, що спікається. Причиною винесення дрібних фракцій є неміцне їх прилипання до центрів грудкування, якими виступають частинки вапняку, що має низькі адгезійні властивості. Недостатня кількість обзалізнювача (3,9-5,3 %) і відносно крупний розмір природного вапняку (величина крупних частинок 15 мм) при невеликій тривалості спікання (13,5 хв) не дозволяють отримати достатньо однорідний матеріал. Наявність усередині гранул залізофлюсу, не зв'язаного оксидами заліза вапна, приводить до його руйнування при зберіганні за рахунок гідратації вапна. Нерідко він містить підвищену кількість дрібняку, що погіршує його якість. Використання крупного аглошламу обумовлене тим, що тонший матеріал при спіканні виноситься з шару. Крім того, шлами містять підвищену кількість шкідливих домішок, у т. ч. сірку і фосфор, які активно поглинаються флюсуючим компонентом, що також не сприяє високій якості залізофлюсу. В основу винаходу поставлена задача розробки такого способу отримання залізофлюсу, в якому за рахунок застосування нових початкових компонентів, їх співвідношень і умов обробки забезпечується його висока однорідність, міцність і стійкість до саморуйнування при тривалому зберіганні, а також знижені температура плавлення і витрати на його виробництво. Поставлена задача вирішується тим, що в способі отримання залізофлюсу, що включає дроблення флюсуючого матеріалу, змішування його з обзалізнювачем і паливом, грудкування і спікання на агломашинах, перед грудкуванням в частину дрібних фракцій, що становить 20-48 % від загальної кількості флюсуючого матеріалу і обзалізнювача, вводять паливо в кількості 1-8 % від маси обзалізнювача і рідке скло в кількості 2-5 % від 95408 4 маси отриманої суміші, яку брикетують, сушать і дроблять до фракції менше 8 мм і вводять до складу компонентів залізофлюсу. При цьому як флюсуючий компонент використовують вапняні матеріали, що мають підвищені адгезійні властивості, а також розвинену поверхню, яка при спіканні активно поглинає залізовмісний компонент. Найбільшою мірою цим умовам відповідає крейдяна крихта, що має пористість 4550 % і утворюється в промислових об'ємах при видобуванні кускової крейди. Як альтернативні матеріали гіршої якості можуть використовуватися подрібнений вапняк, пил газоочисток вапняних печей, вапняний мул і т. п. Як обзалізнювач (залізовмісний компонент) прийнятий залізорудний концентрат або дрібний залізняк. Як альтернативні матеріали можуть слугувати відходи вторинного окислення металу: окалина або окалиновмісні шлами з низьким вмістом шкідливих домішок. Як паливо і відновник прийняті як традиційні матеріали, що використовуються при агломерації: антрацитний штиб, коксик або їх суміш, так і деякі сорти кам'яного вугілля, зола якого має низьку температуру плавлення в межах 1000 °C, що сприяє поліпшенню плавкості залізофлюсу. Як зв'язуючий компонент переважно використовують рідке скло, що призводить до створення додаткової кількості рідких фаз. Задовільний результат дає використання, як в'яжучого, вапняних матеріалів, що отримуються гасінням пилу газоочисток вапняних печей, відсіву вапна, вапна, вапняних шламів і т. п. Хімічний склад використаних матеріалів представлений у таблиці 1. Утворення залізофлюсу при агломерації відбувається таким чином. Підготовлена до спікання шихта повинна мати достатню газопроникність, високу однорідність масиву і велику площу контакту часток флюсуючого і залізовмісного компонентів, узятих у певній пропорції. Важливе значення для отримання якісного залізофлюсу має кількість і розподіл палива та інших компонентів у описаному масиві. Це досягається певною підготовкою шихти. При згоранні палива, що знаходиться в шихті, яка спікається, виділяється значна кількість тепла, яке витрачається на випалення вапняку, розплавлення залізовмісних компонентів, що активно поглинаються розвиненою поверхнею компонента флюсу, як початкового так і утвореного в результаті видалення СО2, а також протікання різних ендотермічних реакцій, що пов'язані з утворенням залізофлюсу. В цілому це вимагає набагато більших витрат палива, ніж при спіканні звичайного агломерату. 5 95408 6 Таблиця 1 Хімічний склад матеріалів, використаних для виробництва залізофлюсу Назва матеріалу 1. Крейдяна крихта 2. Вапняк 3. Концентрат 4. Залізняк 3. Окалина 4. Рідке скло 5. Зола палива Хімічний склад, мас. % SiO2 1,81 2,51 9,39 10,69 2,01 30,2 53,6 Аl2О3 н.від. 0,50 0,44 1,12 0,53 0,25 20,58 FeO 26,87 2,05 57,44 Залежно від хіміко-мінералогічного складу початкових компонентів, процес утворення вапна здійснюється при різних температурах. Так, розкладання портландиту - Са(ОН)2 відбувається вже при температурі 450-570 °C, вапняку -СаСО3 - при . 950-1150 °C, доломіту - CaCO3 MgCO3 - при 10501200 °C [4]. Температура плавлення залізовмісних компонентів виявляється суттєво вище і залежить від міри чистоти: для гематиту - Fe2O3-1565-1700 °C, магнетиту - Fe3O4-1530-1597 °C, вюститу - FeOy1371-1424 °C, монооксиду заліза - FeO-13701380 °C [5]. У той же час комплексні сполуки, такі як фери. ти кальцію mCaO nFe2O3 і розчини FeO в СаО, є компонентами залізокальцієвих сполук типу олівінів і шпінелей, що входять до складу залізофлюсів, мають нижчі температури плавлення - 12161230 °C для однокальцієвих і напівкальцієвих феритів і 1130-1210 °C для залізокальцієвих сполук типу олівінів (CaO)x-(FeO)2.x-SiO2 [4]. Наявність інших мінералів також сприяє істотному зниженню температури плавлення. Так, температура плавлення фаяліту - 2FeO-SiO2 складає 1205 °C, а розчину магнетиту у фаяліті 11421150 °C. Слід зазначити, що твердофазні реакції створення цих і подібних ним сполук властиві процесам агломерації і можуть відбуватися і при нижчих температурах. Так, однокальцієвий ферит CaOFe2O3 утворюється вже при 500-675 °C, двокальцієвий ферит - 2CaOFe2O3 - при 400 °C, CaOFe2O3 з СаСО3 і Fe2O3 - при 590 °C. Утворення магнезіовюститу з MgO і FeO - при 700 °C [4-6]. Приблизно той же рівень температур зберігається і для сполук FeO з СаО. Враховуючи, що твердофазні реакції протікають у місцях контакту часток, а їх тривалість недовга, основний вклад у формування залізофлюсу дають рідкофазні реакції. До того ж ці реакції забезпечують залізофлюсу більш високу однорідність, оскільки протікають в усьому об'ємі. Створення таких сприятливих умов у масиві, що спікається, сприятиме підвищенню швидкості спікання, зниженню температури плавлення і зростанню ефективності процесу. Використання залізовмісних компонентів різного складу призводить до істотних відмінностей у Fe2O3 0,25 1,09 60,90 82,81 36,17 17,14 CaO 53,30 52,47 0,88 0,85 1,66 0,24 2,37 MgO 1,20 1,36 0,70 0,31 0,31 1,48 S P 0,06 0,07 0,09 0,03 0,04 0,06 0,94 0,03 0,05 0,02 0,01 в.пп. 43,0 41,6 0,5 1,5 55,9 процесах утворення залізофлюсів і надає їм різні властивості. Ці відмінності обумовлені наступним. 1. Окалина містить значну кількість легкоплавкого FeO, а також Fe2O3. Останній у присутності деякої кількості SiO2 призводить до появи фаяліту, а також розчинів оксидів заліза у фаяліті, що мають низьку температуру плавлення. При цьому рідкі фази під дією капілярних сил активно поглинаються розвиненою поверхнею флюсу. Засвоєння вапняним компонентом рідких фаз протікає настільки швидко, що СО2, який міститься в газовій фазі і є окисником, не встигає перевести FeO в Fe2O3. Ті ж умови мають місце при використанні шламів, що містять підвищену кількість FeO. 2. Дещо гірші умови мають місце при використанні концентрату у вигляді магнетиту Fe3O4 або залізняку у вигляді Fe2O3. Так, магнетит погано . усвоюється вапном, оскільки зв'язок Fe2O3 FeO міцніший, температура його плавлення доходить до 1600 °C, що утрудняє розвиток твердо- і рідкофазних реакцій. У той же час твердий розчин, що складається з 45 мас. % FeO і 55 мас. % Fe3O4, плавиться вже при 1150-1200 °C. Тому Fe3O4 слід переводити в Fe2O3 або FeO. Fe2O3 добре засвоюється вапном, проте температура плавлення більшості сполук, що утворюються при цьому, відносно висока - 12161230 °C. При цьому утворюється і деяка кількість . двокальцієвого фериту 2CaO Fe2O3, що має високу температуру плавлення 1436 °C. У той же час температура плавлення вюститів кальцію, і сполук СаО з FeO опиняється істотно нижче. Підвищена температура утворення феритів кальцію призводить до необхідності збільшення витрати палива і підвищенню теплового навантаження на устаткування, що прискорюватиме його знос і сприятиме дорожчанню продукції. Проте, потреба в такому залізофлюсі, що має знижену розм'якшуваність, має місце, наприклад, у доменній плавці. Тому у разі потреби отримання з концентрату або залізняку залізофлюсу зі зниженою температурою плавлення в процесі спікання слід утворювати умови, які сприяють переведенню Fe3O4 і Fe2O3 в FeO, що досягається шляхом створення в кожній гранулі на деякий час відновної атмосфери. Ці умови забезпечують швидше засвоєння залізо 7 вмісного компоненту і створення залізофлюсу з більш нижчою температурою плавлення. Наявність вапна сприяє створенню умов кращого відновлення [7]. Основними умовами отримання залізофлюсу заданих властивостей і його ефективного спікання є: якість залізофлюсу, тобто його механічна міцність і стійкість до розпаду при зберіганні залізофлюсу; температура плавлення, компонентний склад, тобто вміст флюсуючого і залізистого компонентів, а також вміст шкідливих домішок; розмір частинок шихти, що визначає однорідність залізофлюсу; спосіб отримання гранул і кількість в'яжучого, що визначають міцність згрудкованих гранул шихти; витрата палива і його розподіл в матеріалі, який спікається, що забезпечує задану температуру плавлення залізофлюсу; кількість примусово згрудкованої шихти, тобто збрикетованої та роздробленої. Частина цих вимог, а також ефективне спікання залізофлюсу забезпечуються наступними відомими умовами. 1. До агломерованих залізофлюсів пред'являють наступні вимоги. 1.1. Механічна міцність залізофлюсу повинна відповідати міцності агломерату задовільної якості, визначеній відповідно до ДСТУ 3200-95 [8], тобто барабанна проба повинна складати 65-77 % [6]. При використанні залізофлюсу в сталеплавильному виробництві ця міцність може бути декілька нижчою. 1.2. Якість залізофлюсу визначається його складом і стійкістю до розпаду. Зокрема, залізофлюс вважається за задовільний, якщо при зберіганні протягом 7 діб на відкритому повітрі при вологості 100 % гідратація в ньому вапна не відбувається, а створення фракції -5 мм не перевищує 5 % [2]. 1.3. Співвідношення флюсуючого і залізистого компонентів задається вимогами споживаючого процесу, стійкістю залізофлюсу до розпаду, механічною міцністю та іншими умовами. З цієї точки зору найбільш прийнятним є залізофлюс із вмістом флюсуючого компонента 53,5-77,7 мас. %, що забезпечується наступним співвідношенням головних компонентів у початковій шихті, яку піддадуть спіканню: флюсуючий компонент - 70-90 мас. %, залізистий компонент - 30-10 мас. % [2]. Окрім якості залізофлюсу це співвідношення багато в чому визначає хід процесу спікання, продуктивність агломашин, витрату палива і т. п. 1.4. Температура плавлення залізофлюсу залежно від його призначення має складати 12701140 °C. При цьому для доменного залізофлюсу вона приймається на рівні 1270-1170 °C, для сталеплавильного - 1170-1140 °C. 1.5. Мінімальний вміст шкідливих домішок. Вимога мінімізації наявності шкідливих домішок виконується використанням початкових матеріалів з низьким вмістом шкідливих домішок, перш за все - сірки і фосфору, які активно поглинаються вапняним компонентом, незважаючи на високі 95408 8 окислювальні властивості процесу агломерації. Задану якість залізофлюсу по хімічному складу забезпечують наступні матеріали, див. таблицю 1. 2. Для забезпечення високої швидкості процесу випалення вапняних компонентів, ефективної агломерації і необхідної однорідності залізофлюсу початкові матеріали мають бути подрібнені, а частинкам забезпечений щільний контакт. З урахуванням невеликої тривалості горіння палива і забезпечення повного випалення вапняку, розмір гранул останнього не повинен перевищувати 2 мм [9]. Для пористої крейдяної крихти цей розмір може бути збільшений до 5 мм [2]. Такий розмір гранул флюсів виключає появу "біляків", оскільки при виробництві залізофлюсу рідкі фази, що включають оксиди заліза, проникають у частинки вапна на глибину 3-12 мм [1]. Для забезпечення швидкого відновлення і плавлення розмір обзалізнювача повинен складати менше 2 мм. Ефективне використання палива припускає його подрібнення до фракції менше 2 мм [9,10]. 3. Для збереження заданої 100 %-ої продуктивності процесу має бути забезпечена висока газопроникність шихти, яка досягається використанням матеріалів певного фракційного складу з граничним розміром гранул 1,6-6,0 мм [4]. Верхній розмір гранул при інтенсивному спіканні може доходити до 8 мм. Міцність гранул фракції 5 мм, достатня для ефективної агломерації, повинна складати 5-11 Н [10]. Гранули можуть бути отримані різними відомими способами [11], при цьому вищу міцність і щільність їм додає брикетування. 4. Для усунення недостатньої міцності гранул і пов'язаної з нею сегрегації компонентів шихти по висоті шару, попередження винесення дрібних фракцій, що є наслідком низьких адгезійних властивостей окремих, переважно вапновмісних, компонентів шихти, а також отримання гранул потрібного складу слід застосовувати не традиційний спосіб грудкування в барабанах-згрудкувачах, а примусове грудкування необхідних компонентів шляхом їх брикетування з в'яжучим, що надає гранулам необхідної міцності. 5. Для отримання стійкого ефекту відновлення, мінімізації процесів вторинного окислення і швидкого поглинання рідких фаз флюсовим компонентом всі початкові матеріали, в т.ч. відновник, мають бути локалізовані в гранулах максимально допустимого розміру і щільності. 6. Паливо слугує джерелом тепла для випалення вапняку та агломерації і накочується на частинки. Кількість палива-відновника всередині гранули і палива поза нею є важливою умовою отримання легкоплавкого залізофлюсу. 7. Співвідношення між примусово гранульованою шихтою і шихтою, що безпосередньо подається на грудкування без такої підготовки, є визначальною умовою ефективності виробництва залізофлюсу, оскільки впливає не тільки на отримання залізофлюсу зниженої температури плавлення, але і на газопроникність згрудкованої шихти, а отже, і для досягнення заданої продуктивності агломашин. 9 95408 Пробні спікання залізофлюсу з вибраним матеріалом - крейдяною крихтою без примусового гранулювання за способом, вказаним в найближчому аналозі, показав, що залізофлюс виходить надмірно пористим, а продуктивність аглоустановки істотно знижується у зв'язку з незадовільною газопроникністю, викликаною підвищеним вмістом дрібняку, що погано обгрудковується, в компонентах грудкувальної шихти -крейдяній крихті та обзалізнювачі. Для усунення цього явища слід використовувати примусове гранулювання дрібної шихти, яка зазвичай має розмір менше 1,6 мм, з одночасним її ущільненням, наприклад, за способом [12]. Для підтвердження істотності вибраних для патентування ознак і визначення оптимального їх рівня і параметрів процесу виконано дослідження їх впливу на технічний результат в умовах, близьких до виробничих. 1. Визначення кількості палива в гранулах для зниження температури плавлення залізофлюсу. Залізофлюс, що спечений за звичайною технологією, має підвищену температуру плавлення і при 10 датний для використання в доменному виробництві. У сталеплавильному виробництві потрібний залізофлюс з мінімальною температурою плавлення. Як показано вище, цього досягають переведенням тугоплавких оксидів заліза в менш тугоплавкі шляхом їх відновлення. Для визначення залежності зниження температури плавлення залізофлюсу від кількості добавок відновника в гранули виконано дослідження, результати якого представлені в табл. 2. З табл. 2 випливає, що температура початку плавлення різних залізофлюсів складає 12801180 °C, а при введенні відновника в кількості від 10 до 80 кг/т обзалізнювача, або 1-8 % від маси обзалізнювача, вона знижується до заданих 12701140 °C. Визначення граничних кількостей добавок відновника представлене в табл. 3, яка складена за даними табл. 2. Виходячи з даних табл. 3, визначаємо мінімальні кількості добавок, що дозволяють отримати залізофлюс із заданою температурою плавлення. Таблиця 2 Залежність температури плавлення залізофлюсу від добавок в гранули палива-відновника, °C Добавка відновника, кг/т обзалізнювача 0 10,0 20,0 40,0 60,0 80,0 90,0 Назва і кількість обзалізнювача, мас. % залізняк 10 1250 1240 1210 1160 1150 1140 1140 30 1230 1230 1200 1160 1140 1140 1140 концентрат 10 1280 1270 1240 1170 1150 1140 1140 30 1260 1250 1220 1170 1150 1140 1140 окалина 10 1200 1190 1170 1150 1140 1140 1140 30 1180 1170 1150 1140 1140 1140 1140 Таблиця 3 Вплив добавок відновника на температуру плавлення залізо флюсу Кількість добавок відновника, % від маси обзалізнювача від 1 до 8 більше 8 При добавках відновника у кількоПри добавках відновника в кілько- При добавках відновника у кілько- сті більше 8 % від маси обзалізнюсті менше 1 % від маси обзалізню- сті 1-8 % від маси обзалізнювача вача температура плавлення залівача температура плавлення залі- температура плавлення залізоф- зофлюсу не знижується нижче зофлюсу вище заданого рівня люсу знаходиться в заданих межах 1140 °C. Збільшення витрати від1270 °C. Висновок. задача винахо- 1270-1140 °C. Висновок. задача новника призводить до зайвих виду не досягнута. винаходу досягнута. трат. Висновок. задача винаходу не досягнута. менше 1 З табл. 3 витікає, що добавка палива кількості 1-8 % від маси обзалізнювача дозволяє отримувати залізофлюси із заданою температурою плавлення 1270-1140 °C. 2. Визначення кількості зв'язуючого для отримання міцних гранул. Як найбільш ефективний, що забезпечує потрібне розсівання, щільність і міцність гранул, вибраний спосіб, що включає, змішування компонентів, їх пресування з наступним сушінням і дроблення брикетів до розміру менше 8 мм. Оптимальний тиск пресування прийнятий на рівні 50 МПа, що розвивається вальцьовими пресами і забезпечує високу щільність і контакт часток в брикеті. Сушіння брикетів здійснювали при температурі 350-500 °C, що забезпечує високу продуктивність і незалежність процесу від погодних умов. 11 95408 Важливою умовою отримання якісного залізофлюсу є механічна міцність гранул, що піддаються агломерації. За інших рівних умов їх міцність визначається наявністю зв'язуючого. Як зв'язуюче використано рідке скло, яке забезпечує 12 брикетам високу міцність і вносить деяку кількість SiO2, що сприяє появі легкоплавких сполук. Для визначення залежності міцності гранул від вмісту зв'язуючого виконано дослідження, результати якого представлені в табл. 4. Таблиця 4 Залежність міцності гранул розміром 5 мм від добавок рідкого скла Показник Міцність на роздавлювання Од. вим. Н 0 1,0 Кількість рідкого скла, мас. % 1,5 2,0 3,5 5,0 4,0 5,0 8,0 11,0 5,5 12,0 Визначення граничних кількостей добавок рідкого скла представлене в табл. 5, яка складена за даними табл. 4. Таблиця 5 Вплив добавок рідкого скла на міцність гранул Кількість добавок рідкого скла, мас. % менше 2 від 2 до 5 більше 5 Міцність на роздавлювання гранул Міцність на роздавлювання підгоскладає менше 5 Н, що недостат- Міцність на роздавлювання гранул товлених гранул більше 11Н, що ньо для їх обробки агломерацією. складає 5-11 Н, що досить для їх перевищує допустиму для їх оброГранули не придатні до викорис- агломерації. бки агломерацією і викликає зайву тання. Висновок. Задача винаходу досяг- витрату рідкого скла Висновок. Задача винаходу не до- нута. Висновок. задача винаходу не досягнута. сягнута. Виходячи з даних табл. 5, визначаємо необхідні кількості рідкого скла, що дозволяють отримати гранули із заданою міцністю. З табл. 5 випливає, що оптимальна кількість добавок рідкого скла у кількості 2-5 % від маси суміші дозволяє отримати гранули заданої міцності 5,0-11,0 Н. 3. Визначення витрати палива на спікання залізофлюсу. Для визначення кількості палива, що забезпечує повне випалення флюсуючого і утворення залізофлюсу заданої міцності 65-77 %, виконано пробне спікання залізофлюсів різних складів. При цьому встановлено, що усі зразки спеченого залізофлюсу не розпадалися протягом 30 діб і більш, що перевищує необхідну стійкість до розпаду протягом 7 діб. Отримані результати спікань представлені на фіг. 1 і 2. Експериментальна залежність витрати палива, що забезпечує 100 %-ве випалення вапняку, який міститься в залізофлюсі, зображена на фіг. 1 лінією –□–. При цьому лінія – – – є мінімальним рівнем витрати палива для отримання залізофлюсу з найменшим вмістом вапна, яке складає 53,5 мас. % і відповідає 70 мас. % флюсуючого матеріалу, що подається в шихту; лінія -----представляє максимальну витрату палива для спікання залізофлюсу з найбільшим вмістом вапна 77,7 мас. %, яке відповідає 90 % флюсуючого, що подається в шихту. З фіг. 1 витікає, що цей взаємозв'язок виявляє явно виражену лінійну залежність. З кореля2 ційним відношенням R =0,998 вона описується рівнянням виду У = 1,37х + 21,94, (1) де У- витрата палива на отримання залізофлюсу, кг/т залізофлюсу; х - вміст вапна в залізофлюсі, %. Підставивши граничні задані значення х як зміст СаО в залізофлюсі у формулу (1), отримуємо при хмін = 53,5 % Умін = 95 кг/т залізофлюсу; при хмакс = 77,7 % Умін = 128 кг/т залізофлюсу. Таким чином, для повного випалення вапна і спікання залізофлюсу потребується від 95 до 128 кг/т залізофлюсу. Разом із вмістом вапна іншим критерієм, що визначає якість залізофлюсу, є його механічна міцність, що визначається по барабанній пробі, яка повинна складати 65-77 %. Ця міцність багато в чому визначається умовами спікання, тобто інтенсивністю, залежною від витрати палива. Ці залежності міцності залізофлюсу від витрати палива при різному змісті СаО зображені на фіг. 2. При цьому лінія –  – представляє собою вказану залежність при найменшому вмісті вапна, яке складає 53,5 мас. % і відповідає 70 мас. % флюсуючого матеріалу, що подається в шихту; лінія –  – - те ж, але при найбільшому вмісті вапна 77,7 мас. %, відповідним 90 % флюсуючого. Лінія – – – є мінімально допустимою міцністю залізофлюсу, що становить 65 мас. %, а лінія ------- представляє максимальную міцність залізофлюсу, що становить 77 мас. %. З фіг. 2 витікає, що витрата палива для отримання залізофлюсу заданої міцності 65-77 % складає 95-127 кг/т залізофлюсу або 9,5-12,7 % від маси залізофлюсу. 13 95408 Визначення граничних кількостей витрати палива на повне випалення флюсуючого компонента, і спікання залізофлюсу представлене в 14 табл. 6, яка складена за даними фіг. 1, формули (1) і фіг. 2. Таблиця 6 Вплив кількості палива на якість залізофлюсу Кількість добавок палива, кг/т залізофлюсу від 95 до 128 більше 128 Витрата палива у кількості більше Витрату палива в кількості менше 128 кг/т залізофлюсу забезпечує Витрата палива у кількості 95-128 95 кг/т залізофлюсу приводить до надлишкову міцність залізофлюсу, кг/т залізофлюсу забезпечує заданедобору залізофлюсом міцності, яка перевищує заданий максиману міцність залізофлюсу, яка доріяка виявляється менш заданого льний рівень 67 %. Флюсовий комвнює 65-67 %. Флюсовий компорівня 65 %. понент має ступінь випалу 100 %, нент має ступінь випалу 100 %, що Флюсовий компонент має ступінь проте надлишок палива приводить забезпечує задану якість залізофвипалу менше 100 %, що призводо зростання витрат і введення люсу. дить до зниження якості залізофбаластних і шкідливих компоненВисновок. Задача винаходу досяглюсу. Висновок. Задача винаходу тів, що знижує якість залізофлюсу. нута. не досягнута. Висновок. Задача винаходу не досягнута. менше 95 З урахуванням задоволення всіх вимог за вмістом флюсуючого компонента у кількості 53,577,7 мас. %, забезпечення його максимального ступеня випалу 100 % і міцності залізофлюсу 6577 %, витрата палива складе 95-128 кг/т залізофлюсу або 9,5-12,8 % від маси залізофлюсу. 4. Визначення кількості шихти, що піддається примусовому гранулюванню. Для визначення необхідної кількості примусово гранульованої шихти, виконано пробне спікання залізофлюсів з різним граничним (мінімальним і максимальним) вмістом обзалізнювача при різній кількості гранульованої шихти. Отримані результати спікань представлені на фіг. 3. Експериментальна залежність продуктивності аглоустановки від кількості гранульованої шихти при витраті обзалізнювача в кількості 30 % зо бражена на фіг. 3 лінією – –; –  – - те ж, при витраті обзалізнювача в кількості 10 мас. %. При цьому лінія – – – є мінімально допустимим рівнем продуктивності 100 %; лінія ------ представляє максимальну продуктивність аглоустановки при спіканні залізофлюсу з гіршим для спікання складом. З фіг. 3 витікає, що обмежувальні умови для спікання має залежність –А–, яка досягає заданого 100 %-го рівня продуктивності при 20 % гранульованої шихти, а максимальний рівень продуктивності складає 127,2 % при 48 % гранульованої шихти. Визначення граничних кількостей примусово гранульованої шихти, представлено в таблиці 7, складеної за даними фіг. 3. Таблиця 7 Вплив кількості примусово гранульованої шихти на продуктивність аглоустановки Кількість примусово гранульованої шихти, мас. % від 20 до 48 більше 48 При кількості примусово гранульоПри кількості примусово гранульо- При кількості примусово гранульованої шихти більше 48 % має місваної шихти менше 20 % заданий ваної шихти від 20 до 48 % задаце активне зниження продуктивнорівень продуктивності 100 % не ний 100 %-ий рівень продуктивноссті, викликане надмірною виконується. Висновок. задача ви- ті виконується. Висновок. Задача газопроникністю. Висновок. Задача находу не досягнута. винаходу досягнута. винаходу не досягнута. менше 20 З таблиці 7 витікає, що оптимальна кількість примусово гранульованої шихти складає 20-48 % від загальної маси флюсуючих і залізовмісних компонентів. Таким чином, якісний залізофлюс отримують при дотриманні наступних умов. Вміст залізовмісних компонентів 10-30 мас. %, флюсуючих - 90-70 мас. %, рідкого скла 3-5 мас. %, кількість примусово гранульованої шихти 20-48 мас. %. Кількість відновника, що подається в гранули, -2-8 мас. % від маси обзалізнювача, а загальна витрата палива, що подається на спікання, -9,5-12,8 % від маси залізофлюсу. Процес отримання залізофлюсу, відповідний даному способу, полягає в наступному. Компоненти залізофлюсу, що надходять у вигляді крейдяної крихти фракції менше 20 мм і вологістю до 15 %, залізняку фракції менше 10 мм і концентрату, при необхідності досушують на відкритому майданчику до 6 % вологості для запобігання залипанню роз 15 сіюючого і подрібнюючого устаткування. Крейдяну крихту подрібнюють до фракції менше 5 мм, залізняк - до фракції менше 2 мм. Дрібну частину флюсуючих і залізовмісних компонентів фракції менше 1,6 мм в кількості 32 %, що міститься в початкових компонентах залізофлюсу і утворюється при дробленні крейдяної крихти і залізняку, відсівають і примусово гранулюють за наступною технологією. Відсіяну крейдяну крихту в кількості 70 мас. % змішують з відсівом обзалізнювача в кількості 20 мас. %, і паливом, яке беруть в кількості 5 % від маси цього обзалізнювача, і додають зв'язуюче в кількості 5 % від маси гранульованого матеріалу. Суміш доводять до вологості 14 % і пресують під тиском 50 МПа. Отримані брикети сушать у печі при 400 °C протягом 0,5 год., дроблять до фракції -8 мм, змішують з рештою флюсуючих і залізовмісних компонентів і з технологічним паливом у кількості 11,2 %, згрудковують і спікають на агломашинах за звичайною технологією. Джерела інформації: 1. Промышленный опыт получения ожелезнѐнной извести во вращающихся печах / В.П. Хайдуков, А.Г. Сергеев, П.С. Климишин и др. // Сталь.-1985. - № 7. - С. 25-27. 2. Спосіб одержання залізофлюсу: Пат. 85563 Україна, МПК С22В 1/00 // В.В. Ожогін, О.А. Томаш, Л.В. Себко та ін. - № 200804269; Заявл. 04.04.2008; Опубл. 10.02.2009; Бюл. № 3. 3. Результаты опытов по производству ожелезнѐнной извести на агломерационных машинах / М.Е. Полушкин, А.А. Алѐхин, Р.Б. Юсупов и др. // Сталь.-1997. - № 11.-С. 5-7. 95408 16 4. Вегман Е.Ф. Теория и технология агломерации. - М.: Металлургия, 1974.-288 с. 5. Астахов А.Г. Справочник агломератчика / А.Г.Астахов, А.И. Мачковский, А.И. Никитин и др. К.: Техника, 1964.-448 с. 6. Доменное производство: Справочное издание. В 2-х т. Т. 1. Подготовка руд и доменный процесс / Под. ред. Вегмана Е.Ф. - М.: Металлургия.1989.-496 с. 7. Вегман Е.Ф. Металлургия чугуна // Е.Ф. Вегман, Б.Н. Жеребин, А.Н. Похвиснев и др. -М.: Металлургия.-1989.-512 с. 8. ДСТУ 3200-95. Руды железные и марганцевые, агломераты и окатыши. Метод определения прочности во вращающемся барабане.-1999.-5 с. 9. Якубцинер Н.М. Оптимальная крупность компонентов агломерационной шихты при спекании мелких концентратов / Н.М. Якубцинер, Ю.П. Смирнов, В.М. Шоленинов // Труды ЛПИ.-1963. -№ 225. - С. 168-177. 10. Кухарь А.С. Производство и качество агломерата / А.С. Кухарь, В.А. Мартыненко, В.П. Шевченко. - М.: Металлургия, 1977.-160 с. 11. Ожогин В.В. Способы получения гранул и влияние их добавок на процессы спекания и механические свойства агломерата / Металлургические процессы и оборудование.-2006. - № 3. - С. 1924. 12. Способ агломерации руд и концентратов с использованием мелкодисперсных шламов: Патент 55955 А Украина, МПК С22В 1/00 // В.А. Носков, Л.В. Быков, В.В. Ожогин и др. -№ 2002086452; Заявл. 02.08.2002; Опубл. 15.04.2003; Бюл. № 4. 17 Комп’ютерна верстка І. Скворцова 95408 Підписне 18 Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601