Файл: Вегман, Е. Ф. Теория и технология агломерации.pdf

мого слоя, двухслойное спекание шихты, спекание ших­ ты в высоком слое.

При небольшой основности в отдельных случаях вы­ ходом из положения является увеличение расхода твер­ дого топлива на спекание. Однако чрезмерное превыше­ ние оптимального уровня расхода коксовой мелочи при спекании офлюсованного агломерата нормальной и по­ вышенной основности, увеличивая количество дву-

Рис. 113. Прочность оф­ люсованного агломерата из криворожских желез­ ных руд, измеренная ко­ личеством фракции (—5 мм) в годном агло­

кальциевого силиката и его склонность к полиморфному превращению (по данным Д. Смита, А. Маюмдара, Ф. Ордвея [230], перегрев Ca2S i0 4 выше 1420 °С приво­ дит при последующем охлаждении к полному полиморф­ ному превращению и рассыпанию этого вещества в по­ рошок), может, наоборот, несколько ухудшить прочность продукта (рис. 113).

Увеличение содержания железа в спекаемых рудах и концентратах улучшает качество агломерата, так как в его структуре растет количество магнетита — фазы, обладающей минимальной хрупкостью. Кроме того, по­ лучают развитие прямые контакты между кристаллами магнетита, как это имеет место в обожженных окатышах. По данным А. К. Рудкова (1964 г.), переход от спекания

258

банного испытания на 2—3%, хотя расход углерода в

щих фаз на зерна двукальциевого силиката в 2000 атм.

В условиях агломерации этот путь стабилизации пред­ ставляется нереальным. Не подходит по технологиче­ ским соображениям и метод термической стабилизации, т. е. метод скоростной закалки ß-2Ca0 -Si02. Резкое

охлаждение увеличивает фон внутренних напряжений в куске агломерата, ухудшает его прочность. Остаются все способы химической стабилизации двукальциевого силиката, основанные на вводе в кристаллическую ре­

Сг20 3, Мп20з, Fe20 3, MgO, из которых лишь три послед­

них имеют практическое значение. Предложение о вводе в аглошихту доломитизированного известняка было впер­ вые сделано Н. М. Якубцинером и др. [91]. Этот метод применяется теперь на многих аглофабриках мира, так как с его помощью удается значительно улучшить каче­ ство продукта. По данным Н. М. Якубцинера при спека­ нии криворожских руд ввод в агломерат 2,7% MgO сни­ жает выход мелочи— 5 мм после барабанного испыта­ ния с 22—25% до 17—20% при 5—6% С в аглошихте.

Многочисленными опытами установлено, что ввод MgO в аглошихту способствует появлению ряда новых фаз с минимальной хрупкостью, уменьшает количество стек­ ла в агломерате, благоприятствует получению мелко­ кристаллической структуры продукта, а также, как это давно известно, улучшает свойства доменного шлака при проплавке агломерата. Специфическая способность технологии ввода MgO в аглошихту заключается в не­ обходимости некоторого увеличения расхода топлива на спекание. При этом снижение вертикальной скорости спекания компенсируется увеличением выхода годного агломерата.

По данным В. А. Уткова значительное влияние на шь

тенснвность полиморфного превращения ß-^Y'Ca2Si04

оказывает характер выделений этой фазы из расплава. Двукальциевый силикат, входящий в состав эвтектик, но

30—35 мкм. Интересны результаты опытов В. А. Уткова (1961 г.) согласно которым стабилизированный ß-Ca2S i0 4

как уже упоминалось [230], резко повышает склонность этой фазы к полиморфным превращениям при охлаж­ дении.

Ввод А120 3 в шихту позволяет значительно повысить

минимальную основность агломерата, при которой в его структуре появляется двукальциевый силикат. Появле­ ние алюмосиликатов снижает количество двукальциево­ го силиката, повышает прочность агломерата. С этой точки зрения ввод А120 3 в аглошихту является весьма желательным.

Так как офлюсованный агломерат основностью 1,2— 1,4 характеризуется минимальной прочностью, выгоднее спекать отдельно два прочных агломерата: слабоофлю­ сованный (основность 0,4—0,7) и железофлюс (основ­ ность 2—3,5), при смешении которых в нужной пропор­ ции можно получить прочную смесь заданной основно­ сти. Эта идея была впервые высказана Н. А. Ярхо в 1954 г. Если аглоцех располагает большим числом ма­ шин, то часть из них переводится на слабоофлюсован­ ный агломерат, а другая меньшая часть — на железофлюс. При небольшом числе аглолент на заводе можно воспользоваться предложением Г. Г. Ефименко (1969 г.), согласно которому при двухслойном спекании в нижний слой на ленту укладывается шихта на железофлюс, а в верхний — шихта на слабоофлюсованный агломерат. Ре­ гулируя толщину слоев, можно, учитывая выход годного из каждого слоя, получить смесь агломератов заданной основности.

260

Прочность смеси двух агломератов разной основно­ сти обычно оказывается более высокой, чем агломерата основностью 1,2— 1,4. Так, выход мелочи (—5 мм) после барабанного испытания агломерата из магнетитового концентрата ЮГОКа (—0,1 мм) составил при основно­

одна зона шлакообразования увеличенной высоты. Про­ мышленное внедрение этого метода на НТМК в 1969— 1971 гг. показало, что действие этого фактора перекры­ вается улучшением гранулометрического состава агло­ мерата. В доменных печах была получена экономия кок­ са до 2—3%.

Высококачественный агломерат может быть получен по технологии стабилизации (или «калибровки») его гранулометрического состава, что достигается обработ­ кой годного агломерата во вращающихся барабанах или сильным ударом кусков агломерата о стальную пли­ ту (патент ФРГ, кл. 40а, 2/20, № 1139278, 24 октября 1961 г.). Значительные ударные нагрузки разрушают куски агломерата по наиболее слабым в механическом отношении сечениям. Стабилизированный («калибро­ ванный») агломерат состоит почти исключительно из индивидуальных блоков, обладающих повышенной прочностью, или из небольших сростков блоков. Про­ мышленные опыты, проведенные Л. Р. Мигуцким в 1964— 1965 гг. [233], позволили получить после обработки аг­ ломерата из магнетитового концентрата в двух барабан­ ных грохотах диаметром 1,8 м и длиной 4,8 м (величины

30—40%). Таким образом, эффективное использование технологии стабилизации агломерата возможно лишь

261

при наличии резервных мощностей или при применении

Рис. 114. Микрофотография участка аншлифа агломерата из руд КМА, Х315. Крупные белые дендриты и удлиненные серые кристал­ лы— соответственно магнетит и силикат железа, выделившиеся при первичной кристаллизации расправа. Мельчайшие дендриты магне­ тита (белые) и мелкие кристаллы силикатов железа (серые) обра­ зовались в ходе термической обработки агломерата. До термической обработки между удлиненными кристаллами силикатов располага­

лось однородное темное стекло (по Е. Вегману, 1963 г.)

качества готового агломерата термической обработкой, осуществляемой пламенем газовых горелок, установлен­ ных над хвостовой частью агломерационной ленты. В ходе термообработки агломерата имеет место раскристаллизация стекла с выделением из его массы мель­ чайших кристаллов и дендритов магнетита, Са-оливи- нов, геленита (рис. 114, 115) [234, 235]. В зависимости от состава каждый сорт стекла характеризуется совер-

262

Рис. 115. Микрофотография участка аншлифа агломерата из руд КМА. В темном поле стекла видны многочисленные белые кристал­ лы магнетита. Термическая обработка 10 мин при 1060° С, Х825 (по Е. Ф. Вегману, 1963 г.)

Рис. 116. Зависимость между степенью раскристаллизации стекол и температурой термической обработки (продолжительность отжига

щения розохрозитовых руд месторождения Оброчище (НРБ)

шенно определенной оптимальной температурой раскри-

благоприятное отношение между числом образующихся

играет меньшую роль, чем температура, которая должна выдерживаться с возможной точностью. Обычно боль­ шая масса стекла проходит раскристаллизацию уже за первые минуты отжига.

Термическая обработка снимает внутренние напря­ жения в кусках агломерата. По данным Е. Ф. Вегмана,

ниями ячейки гематита в агломерате менялся за 5 мин

264