Металлургические процессы в печах.
Металлургических процессов в печах требует их окускование для
обеспечения достаточной газопроницаемости. Традиционно шихтой для
таких переделов является агломерат, окатыши, железо прямого
восстановления, чушковый чугун, металлолом, ферромарганец,
ферросилиций и т.д., а также минеральное сырье в качестве флюсующих
добавок.
Окускование
является одной из актуальных задач в подготовке
железосодержащих материалов к металлургическому переделу.
Известны три способа окускования мелких руд и концентратов:
агломерация, грануляция (окомкование) и брикетирование.
Агломерация
процесс получения кусков (агломерата) методом спекания
мелкой руды и концентрата с топливом при высокой температуре горения.
Благодаря высокой температуре в процессе агломерации возгоняется часть
вредных примесей (например, сера).
Грануляция
(окомкованиеокатывание)процесс получения окатышей,
основанный на свойстве увлажненных тонкоизмельченных частиц руды или
концентрата образовывать окатыш большей или меньшей крупности и
прочности, которым окатыванием в специальных аппаратах придается
необходимый размер и форма, последующим обжигомповышенная прочность.
Брикетирование
процесс получения кусков (брикетов) с добавкой и без
добавки связующих веществ с последующим прессованием смеси в брикеты
нужного размера и формы.
В России в настоящий момент производится около 52 млн. т. агломерата,
30 млн.т. окатышей и в промышленных объемах металлургические брикеты
производит только одно предприятие.
Несмотря на давность использования брикетирования, его теория изучена
слабо. Поэтому до настоящего времени брикетирование является
искусством, требующим большого экспериментального и практического
опыта. Равич Б.М. Брикетирование в цветной и черной металлургии.М.:
«Металлургия»,1975г
Брикетирование как перспективный метод окускования на современном
этапе развития промышленности.
Брикетирование в черной металлургииэто наиболее ранний способ
окускования, который широко применяется для этой цели во второй
половине 19 столетия. В начале 20 столетия брикетирование было
вытеснено агломерацией по причинам:
· неэкономичность окускования брикетированием при помощи маломощных
прессов с низкой производительностью, в то время как в агломерации
были созданы машины с производительностью 2000 т. и более агломерата в
сутки;
·возможность при агломерации удалить вредные примеси (S, As, Zn, и
др);
·получать агломерат в офлюсованном виде.
И в настоящее время производство металлургических брикетов в России
не получило развитие в широких производственных масштабах по тем же
самым причинам, хотя с точки зрения технологии и экономики
производства оно имеет ряд преимуществ:
· брикеты имеют одинаковую правильную форму и вес, в данном объеме
содержат больше металла, они обладают более высокой прочностью и
лучшей транспортабельностью;
·обладают более высоким удельным весом;
·количество оборотного продукта на агломерационной фабрике составляет
около 20-25%, а иногда и выше от общего потока шихты, в то время как н
·весь кислород руды в брикете остается активным, в агломерате же он
находится в связанном состоянии (в виде силикатов), первое особенно
важно для доменного производства;
·экологическая безопасность брикетов (безотходность, отсутствие
высоких температур при изготовлении);
·возможность применения в брикете в любом соотношении
углеродосодержащего наполнителя для активизации процессов в
металлургической печи (карбюризатор, восстановитель, энергоноситель);
·возможность использования всех видов тонкодисперсных
железофлюсолигироуглеродосодержащих отходов металлургического
передела.
Надо учесть, что попытки использовать брикетирование в металлургии
для подготовки неметаллической шихты не прекращались никогда. Особенно
полно брикетирование как метод окускования отвечает требованиям
утилизации мелких отходов метзаводов (сравнительно небольшое
воспроизводство, непостоянство физикохимических свойств и пр.).
Металлургическими предприятиями Франции ежегодно перерабатывается в
брикеты до 4 млн.т. железосодержащих шламов и уловленной в
газоочистках пыли. В черной металлургии США и стран Западной Европы
уже давно наряду с железосодержащими материалами брикетируются другие
мелкие отходы: известковая пыль, отходы ферросплавного производства,
некондиционная мелочь плавикового шпата и прочие весьма ценные
материалы. На их основе получают шихтовые брикеты и флюсы для
металлургического производства.
К основным причинам недостаточного использования брикетирования в
отечественной практике следует отнести сегодня следующие:
· неправильный выбор места и объема утилизации отходов;
·упрощенный (некомплексный ) подход к решению проблемы;
·использование неэффективных способов (технологий) брикетирования
Понятны пути решения этих трех проблем:
· максимальное приближение изготовления брикетов к техногенным
месторождениям и, соответственно, предприятиям потребителям;
·создание металлургического самовосстанавливающегося и самоплавкого брикета с использованием нетрадиционного вяжущего и углеродистого наполнителя для всех видов металлургического передела, т.е.
принципиально новой композиционной шихты;
·использование резерва имеющегося вибропрессовального оборудования для производства строительных изделий и создание упрощенных
вибропрессовальных автоматических линий для производства
металлургического брикета. Юзов О.В., Исаев В.А. Анализ расхода
основных ресурсов в черной металлургии России. // «Сталь», 1999г №10
В России в настоящий момент производится около 52 млн. т. агломерата, 30 млн.т. окатышей и в промышленных объемах металлургические брикеты производит только одно предприятие.
Много и долго в вопросе использования брикетирования для подготовки неметаллической шихты металлургических процессов и утилизации мелких отходов работает кафедра металлургии черных металлов Магнитогорского государственного технического университета. Были разработаны технологии, предложено и апробировано изготовление с использованием мелких отходов самых различных брикетов для металлургического производства: шлакообразующих для выплавки стали, рудных для доменной плавки, на основе губчатого железа и ее мелочи, коксоугольных и др.
Несмотря на давность использования брикетирования, его теория изучена слабо. Поэтому до настоящего времени брикетирование является искусством, требующим большого экспериментального и практического опыта.