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

сти машины в разных условиях колеблется в пределах от 10 до 30%■ Для случая спекания тонких концентратов обогащения криворожских кварцитов это содержание близко, например, к 20% [34]. Любые меры, улучшаю­ щие газопроницаемость спекаемого слоя, понижают од­ новременно оптимальную (с точки зрения производи-

Возірат

Рис. 27. Материальный баланс агломерации

37

тельности установки) долю возврата в шихте. Именно так действует подогрев шихты, увеличение крупности концентрата или переход с концентрата на руду, исполь­ зование комкующих добавок. На рис. 29 показано в ка­ честве примера влияние добавок извести на величину оптимальной доли воз­ врата в аглошихте.

Количество возвра­ та влияет и на качест­ во готового агломера­ та. Возврат по минера­ логическому составу близок к годному агло­ мерату и значительно отличается от состава исходной шихты. В возврате, полученном при спекании гемати­ товой шихты с кварце-

вой пустой породой, преобладает магнетит, между кристаллами которого располагается ферритная или си­ ликатная связка. Таким образом, в возврате содержат­ ся уже в готовом виде легкоплавкие соединения, эвтек­ тики, активизирующие процессы размягчения, смачива­ ния, растворения шихты первичным расплавом. В то же время в свежей шихте должны сначала пройти реакции разложения гидратов, карбонатов, диссоциации и вос­ становления окислов, реакции между твердыми фазами И только затем начинается образование расплава. Ввод возврата в шихту ускоряет образование расплава, уве^

38

личивает количество жидких фаз в зоне горения, коли­ чество связки в готовом агломерате после кристаллиза­ ции жидкости, а также прочность агломерата, что отчет­ ливо видно на экспериментальных кривых (рис. 30).

Двойственная роль возврата сказывается и на ка­ честве агломерата. При шихтовке коксовая мелочь дает­ ся только в свежую шихту (возврат в подавляющем большинстве случаев не взвешивается); считается, что на установившемся режиме его количество приблизительно постоянно. Содержание углерода в возврате редко пре­ вышает 0,5%ѵт1з этого следует, что возврат всегда явля­ ется потребителем тепла и в тепловом отношении не мо­ жет считаться чисто циркуляционной нагрузкой. При спекании возврат почти не требует затрат тепла на раз­ ложение гидратов, карбонатов, на диссоциацию окис­ лов. Однако покидая ленту при температуре немногим меньшей, чем средняя температура пирога агломерата, он теряет тепло во время транспортировки к смеситель­ ному барабану или заливается водой до полного охлаж­ дения. Нагрев холодного возврата до средней темпера­ туры пирога агломерата требует сравнительно неболь­ шого количества тепла. Так, при 25% возврата в шихте из криворожских гематитовых руд затраты тепла на на­ грев его (теплотой горения коксовой мелочи, содержа­ щейся в свежей шихте) достигают лишь 7—8% от обще­ го расхода тепла. С увеличением доли возврата в шихте пропорционально растут, конечно, и затраты тепла на его нагрев. Сверх определенного предела, эти затраты тепла начинают влиять на температурный уровень про­ цесса, ухудшая качество агломерата. Этим объясняется наличие максимума прочности на кривых, связывающих качество агломерата с количеством возврата в шихте

(см. рис. 30).

Имеет значение и то обстоятельство, что кусочки воз­ врата не содержат в себе частиц топлива, прогреваются и плавятся лишь за счет углерода комков из свежей шихты. Центральные зоны кусочков возврата могут в этих условиях недостаточно прогреваться и слабо усва­ иваться расплавом, что усиливает неоднородность агло­ мерата и снижает его прочность, когда возврата слиш­ ком много.

Повышенный расход твердого топлива в свежую ших­ ту, создающий некоторый избыток тепла в спекаемом слое, позволяет иметь больше возврата в шихте с соот­

39

§1 4 «

*11®

свежей шихте [33]

мальном расходе твердого топлива в свежую шихту) по сравнению с максимумом производительности (Л). По­ этому, работая с максимальной производительностью (Л), мы получаем агломерат пониженного качества (В). Работа на высококачественный агломерат (С) связана с потерей производительности до уровня (Д). Количество возврата в шихте на подавляющем большинстве агло­ мерационных фабрик точно равно количеству образую­ щегося возврата (обычно 15—30%). При производстве высококачественного агломерата (точка С) выход воз­ врата был бы гораздо меньше его потребности.

В этих условиях аглофабрики вынуждены покупать возврат на стороне на фабриках, осуществляющих ста­ билизацию агломерата. При наличии резервных мощно­ стей в некоторых случаях владельцы зарубежных агло­ фабрик считают выгодной продажу высококачественного агломерата по повышенной цене, несмотря на потерю производительности лент. В других случаях находят вы­

40

годным дробление в возврат части агломерата обычного качества, производимого на одних лентах, с получением высококачественного агломерата на других лентах при повышенном содержании возврата в аглошихте [36].

Крупность возврата должна выбираться соответст­ венно крупности спекаемой руды или концентрата. При окомковании аглошихты в барабане, как это было не­ давно выявлено [37] методами химического и минерало­ гического анализов гранул шихты, возврат и крупные частицы руды являются центрами образования гранул, на которые накатываются тонкие (•—0,2 мм) фракции руды и концентрат. При спекании смеси руд и концетратов КМА роль зародышей играют частицы возврата и руды крупнее 1,6 мм. Интересно, что наиболее крупные гранулы ( > 3 мм) в этих условиях содержат меньше уг­ лерода и известняка, чем более мелкие фракции [38, 39]. Польские исследователи А. Масланка и Е. Гутковска [40] изучали влияние возврата на ход окомкования

что решающим фактором является при постоянной мас­ се возврата число его частиц и их суммарная поверх­ ность; горячий возврат (500 °С) хуже комкует шихту в сравнении с холодным. Если при спекании относительно

концентратов требует возврата крупностью —5 мм или

■—3 мм.

Поддержание крупности возврата на оптимальном уровне особенно важно при спекании тонких концентра­ тов, когда эффективное окомкование шихты необходи­ мо. Рис. 32 дает представление о масштабах потери про­ изводительности аглолент при переходе от спекания аг­ лоруды к агломерации тонких концентратов. Усиленное окомкование и использование более крупной аглоруды позволяет резко увеличить газопроницаемость шихты

(рис. 33).

Что касается верхнего предела крупности гранул или рудных частиц, то по условиям прогрева и плавления их размеры не должны превышать 5—6 мм.

Изменение выхода возврата может служить косвен­ ным показателем колебаний теплового уровня процесса агломерации. Ф. Каппель. С. Никль и Г. Кронмюллер разработали схему регулирования хода аглопроцесса

41

вание ядер комков происходит в головной части бара­ бана, куда следует подавать главную массу воды в мел­ ких каплях. Далее идет накатывание тончайших фрак­ ций на ядра.

В зоне, примыкающей к разгрузочному концу бара­ бана, имеет место даже разрушение части слабых ком­

давляющем большинстве случаев практики, когда при­ ходится спекать шихты с высоким содержанием тонких концентратов, показатели спекания улучшаются усилен­ ным окомкованием и рыхлением, что позволяет повысить газопроницаемость шихты и производительность агло­ установок на 10— 15% [45].

Кроме барабанов-окомкователей, для усиленного

43