Файл: Кудрявцев, В. С. Металлизованные окатыши.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 30.10.2024

Просмотров: 64

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Для «пределения .показателей металлизации по се­ чению слоя партию окатышей помещали в корзинку из нержавеющей стали, которую устанавливали на обжи­

говую тележку. После нагрева окатыши из

корзинки

по высоте слоя делили на три части и каждую

из них

анализировали. Отбирали также среднюю за смену про­ бу на химический анализ и ,на .механические свойства готовых окатышей. Ежечасно анализировался газ в зо­ не восстановления и в вакуум-камерах под ней на со­ держание СОг, СО и 0 2.

'Наблюдение за составом газа и температурным ре­ жимом по высоте слоя окатышей осуществлялось с по­ мощью газозаборных трубок (рис. 56, 13) и термо­ пар (46).

ВЗАИМОСВЯЗЬ НЕКОТОРЫХ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА МЕТАЛЛИЗАЦИИ

Фактические параметры и показатели процесса ме­ таллизации при скорости процесса газа теплоносителя 0,3 м/с приведены в табл. 5.

Температура газа-теплоносителя в зонах сушки, по­ догрева и первой части зоны восстановления ограничи­ вается разрушением окатышей в .результате теплового удара. Для окатышей из Коршуновского концентрата без связки она была .равной в .зоне сушки 250, в зоне подогрева і600°С. Добавление в шихту 1,5% бентонита позволило поднять температуру газа в зоне сушки до Э50°С, а в зоне подогрева до 800°С. Предельная темпе­ ратура в первой части зоны восстановления была рав-

68

cf

я

4

\o

К

w

а

3 H c s*

о

s

s

а

<

CO

S

4

4

<

H w 2

<

о

о

ш

nr

о

а

с

Е

с?

щ

н

<

О

Е

4 Зак. 662

ä= 5a

К V

йООЯ. I

Яч-

ч о

ЧОХ

cg са

НS э

ОQ . й

SЛpс ЬЛ

Ga

S 3

°-с

С;

« * ■у2

а э

3 Я

я£

яВ*

ял

5 я

са со

й * s CL

4)

ДЧ

S3

 

 

 

 

о

 

о

 

 

 

 

 

 

ID h-

LD

 

00

О

О

(М СО

см

—м—м

СО

t4-

 

о

1

I

 

I

1

о

 

 

 

1

 

1

і

 

 

 

О о

 

CD

 

 

 

 

о

 

со

 

 

 

 

^о

см

 

 

 

 

 

»—і

 

 

 

 

 

 

о

 

о

 

 

 

 

 

 

 

о

 

о

 

о

 

 

 

 

 

см ^

см

CD

СМ

о

 

і

1

I'M

 

1

о

LO

СО

о

 

о1

о1

о

 

 

 

 

О ID

 

 

 

 

 

 

о

со

 

 

 

 

 

 

“■н *—|1

 

 

 

 

 

 

о

о

 

 

 

 

 

 

О ID

см

 

 

 

 

 

—- со

ID

Ю

 

о

 

1

 

I

ID

 

 

 

I

со

СО

 

о

 

о

1

 

1

1

о

 

 

•—1

 

о

ю

 

 

 

 

ю со

со

 

 

 

 

 

03 см

 

 

 

 

 

 

о о

 

 

 

 

 

 

о ^

ID

 

СО

 

о

 

о

со

 

СМ

 

1

 

I

I

о

СО

СО

ID

1

 

1

1

 

 

—м

о

 

о

о

 

 

 

 

 

О СО

 

 

»

 

 

 

со см

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

о

 

 

 

 

 

 

О t"-

о

 

 

 

 

 

ю со

СО

CD

СМ

О

 

1

 

1

ID

 

 

1

 

СО

СМ

ID

о1

о1

о1

о

 

 

 

 

о

оо

со

 

 

 

 

 

»-* см

 

 

 

 

 

 

’—t

 

 

 

 

 

 

 

о

 

о

 

 

 

 

 

 

 

ю

о

 

 

 

 

 

ID со

см

О

СМ

О

оз —

CD

 

1

 

1

I

о

СО

СО

О

о1

о1

о1

 

 

 

 

ID ID

см

 

 

 

 

 

со см

 

 

 

 

 

 

о

о

 

 

 

 

 

 

О ID

LO

 

 

 

 

 

см со

 

ID

CD

о

 

 

1

 

1

CD

•*

 

 

 

со

 

о

 

о1

о1

о

 

 

 

 

о

с—

со

 

 

 

 

 

Оз СМ

 

 

 

 

 

 

 

 

»—1

 

 

ТО

та

Он

нй ■

 

о

£ “■ к X

О S S

Я s соИ S-

ч 9 а 5 <у О

Н S 'S S

К та О. Ч О с в

Продол боты у Время тышей

та

о

к

о

ч

о

2 ТолщиI

 

X

 

 

 

S

 

о

 

 

 

s

 

 

 

 

9

 

со а

 

 

ТО

'

 

 

та

 

и

>

 

 

ч

 

 

 

 

Ч

Сч

«

 

та

 

*-

 

та

ж

2

 

а)

• С-

я . .

 

 

 

 

s

О,

о

 

 

Степені

шей,м

Н

и

мм

 

<L> та

 

 

с

 

 

 

 

а

<D о

.

% .

ж о

S3

 

е( то то .

ио

ч

a

 

То ч

 

 

о

та н

 

t-

 

 

Сц 4)

о

 

п

Е

 

 

по

 

 

к

Е.3-

2

X

Удельн

о

Е- m ь

 

 

iS ^

 

ч

X

s

 

ж о

 

о

ТО

 



на 1250°С, во івторой 1400°С. При (превышении этих пределов окатыши верхнего ряда разрушались и оплав­ лялись, газопроницаемость слоя уменьшалась, в ре­ зультате чего температура и степень металлизации низа

слоя резко снижалась.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ча­

Влияние температуры теплоносителя во второй

сти зоны

(восстановления тіа степень

металлизации и

прочность окатышей

можно

-проследить

 

по

следую­

щим данным:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Температура газа в гор­

1300— 1320

 

1330— 1360

 

1370—1380

не, РС ..................................

 

 

Степень

металлизации,

 

 

45—6050—70

 

 

55—75

%

 

 

 

 

 

Прочность

окатышей,

750—1000

 

1000—2000

 

1500—4500

Н /о к а т ы ш ..........................

 

 

 

 

 

 

Однако

это

 

не

единст­

 

 

 

венный параметр, опреде­

 

 

 

ляющий

показатели

 

метал­

 

 

 

лизации. Наряду с распре­

 

 

 

делением

 

температур

по

 

 

 

длине

печи

и высоте

 

слоя

 

 

 

на

прочность

 

окатышей и

 

 

 

степень металлизации

влия­

 

 

 

ет исходное содержание уг­

 

 

 

лерода

и

продолжитель­

 

 

 

ность

металлизации.

 

 

 

 

 

 

 

Степень

 

металлизации

 

 

 

окатышей

(рис.

57),

 

угар

 

 

 

углерода

и его

 

остаточное

Рис. 57. Зависимость степени

ме­

содержание пропорциональ­

таллизации от содержания углеро­

ны исходному

 

содержанию

да в сырых окатышах

 

восстановителя

 

в

окаты­

шах. Это можно (проследить по следующим данным:

 

Содержание углерода в сырых окатышах,

%

 

8

12

 

16

 

20

Максимальная степень металлизации, %

47

65

 

80

 

85

Содержание

остаточного углерода,

%

0,47

0,50

1,20

1,9

Угар углерода, % (от исходного) . . .

 

10

15

 

20

 

30

Прочность окатышей достигает максимальной -вели­

чины іпри содержании

углерода в них 0,6—0,85

от сте­

хиометрического количества

(рис.-58).

Прочность ока­

тышей зависит также

от места их положения

ів

слое.

С (приближением к колосникам прочность уменьшается. Максимум прочности сдвинут в сторону большего со­ держания углерода, что объясняется снижением темпе­

70


ратуры

теплоносителя и газификацией

восстановителя

за счет

двуокиси углерода,

'Образовавшейся в верхних

слоях.

Оптимальное сочетание

степени

.металлизации

и .прочности наблюдается

три

исходном

содержании

углерода в окатышах 12— 14%

(С/іССтех='0,8-уО,9).

Уже 'было показано, что степень

металлизации и

прочность окатыша имеют экстремальную зависимость от продолжительности опыта, а выход годного во вре­ мени непрерывно уменьшается вследствие вторичного окисления восстановленного железа. .В условиях кон­ вейерной іпечн окатыши по высоте слоя находятся на различных стадиях металлизации, поэтому оптималь­ ное время определяется, с одной стороны, достижением требуемых показателей степени металлизации и проч­ ности слоя, прилегающего к колосинкам, и, с другой, допустимым окислением верхнего слоя. Распределение средней степени металлизации ('без отделения окислен-

с , %

Рис. 58. Влияние исходного содержания углерода в окатышах на прочность металлизованных окатышей по высоте слоя:

/ — верх;

2 — середина; 3 — низ

4* За к. 662

71

ной корочки) по высоте слоя в зависимости от времени пребывания окатышей в печи (табл. 6) показывает, что, несмотря на значительный разброс точек, вызван­ ный колебаниями температуры таза в порне, диаметра окатышей и исходного содержания углерода в них, оптимальное время процесса равно 30—<36 ,мии. Ускоре­ ние движения тележек приводит к недостаточному прогреву нижних слоев, т. е. снижает степень метал­ лизации. При нахождении окатышей в печи сверх оп­ тимального времени происходит значительное окисле­ ние верхних рядов окатышей.

Т а б л и ц а 6

СТЕПЕНЬ МЕТАЛЛИЗАЦИИ И ОСТАТОЧНОЕ СОДЕРЖАНИЕ УГЛЕРОДА

ВОКАТЫШАХ ДИАМЕТРОМ 18—25 ММ

ВЗАВИСИМОСТИ ОТ ВРЕМЕНИ ПРЕБЫВАНИЯ ИХ В ПЕЧИ

Время пребы­

вания

окатышей Слой Ф. % Cqct* % в печи, мин

12— 16

Верх

64,0

1,0

 

Середина

47,0

11,2

 

Низ

5,0

13,0

30—36

Верх

83,3

0,87

 

Середина

86,0

0,97

 

Низ

81,0

1,23

40—45

Верх

37,0

0,25

 

Середина

43,0

2,27

 

Низ

42,0

6,32

■Степень металлизации и выход годного имеют

экстремальную

зависимость

от размера

окатышей

(рис. 59). Лучшие результаты,

как и в

лабораторных

исследованиях,

получены при диаметре

металлизован-

ного окатыша, равном 15—й8 мм, что соответствует ди­ аметру сырых окатышей 18—ЙО імм. Уменьшение диа­ метра сопровождается ухудшением показателей процес­ са металлизации вследствие повышения относительной массы окисленной корочки.

Окатыши диаметром > 2 5 мм ,наряду с пониженной степенью восстановления центра имеют меньшие значе­ ния прочности н выхода годного, так как вследствие большой разницы в усадке наружных и внутренних

72


слоев, особенно три быстром

.натреве и при

высокой

реакционной сіпособіиости восстановителя, .в них

обра­

зуются глубокие трещины, способствующие

ускорению

вторичіного окислен ия.

 

 

 

 

 

 

іВ опытах на полупромышленной конвейерной

печи

было

использовано несколько

видов

восстановителей:

бурый

уголь,

ібуроугольный

полукомс,

кокс,

антрацит

и

черно горомий каменный

 

 

 

 

уголь.

Сырые

окатыши

из

 

 

 

 

коршуно.векого концентрата

 

 

 

 

и бурого угля даже без свя­

 

 

 

 

зки обладают высокими ме­

 

 

 

 

ханическими

 

свойствами.

 

 

 

 

Они не разрушаются ни при

 

 

 

 

сбрасывании с высоты 2 м,

 

 

 

 

ни при подаче их непосред­

 

 

 

 

ственно в зону восстановле­

 

 

 

 

ния, минуя зоны сушки и по­

 

 

 

 

догрева. В процессе нагрева

 

 

 

 

из

угля выделяется

значи­

 

 

 

 

тельное количество

влаги

и

Рис. 59.

Степень

металлизации

летучих, что сопровождает­

окатышей

в зависимости

от их

ся

увеличением

пористости

 

размера

 

окатышей.

По

образовав­

 

 

 

 

шимся порам в глубь окатышей проникает окислитель­ ный газ, в результате чего уголь, обладающий высокой реакционной способностью, почти полностью выгорает. Укрытие окатышей сверху слоем бурого угля с целью понижения окислительного потенциала теплоносителя позволило повысить степень металлизации до 40%, од­ нако при этом нижние ряды окатышей не прогревались до заданной температуры, т. е. обладали низкой проч­ ностью.

Окатыши с буро угольным

полукоксом,

черномор­

ским углем,

коксом

и

антрацитом' при

отсутствии

связки менее пластичны.

При

сбрасывании

окатышей

с высоты 1

м на них появляются трещины. В зоне суш­

ки они разрушаются при

температурах газа-теплоно­

сителя 180—28'0°іС.

Для

предупреждения

разрушения

окатышей в сыром состоянии и повышения

температу­

ры сушки применяли бентонитовую связку,

а высоту

падения окатышей при перегрузках ограничили 400 м.м. При содержании в теплоносителе >6% Ог окатыши С буроугольньщ полукоксам и черногорским углем зз-

73