LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Технологія металів. Машинобуд. → Покращання металургійних властивостей обкотишів за рахунок вдосконалення технології їх виробництва з рудовугільної шихти

теоретичних розробок і експериментальних досліджень в лабораторних умовах і на промисловій фабриці огрудкування вирішена важлива для народного господарства науково-прикладна задача покращання металургійних властивостей залізорудних обкотишів, що одержані з рудовугільної шихти. Промислові випробування нового технічного рішення були проведені на фабриці огрудкування Центрального гірничо-збагачувального комбінату.

Наукова новизна отриманих результатів. Одержали подальший розвиток наукові основи покращання металургійних властивостей залізорудних офлюсованих обкотишів за рахунок застосування комбінованого – газоподібного і твердого палива.

Нові наукові результати, одержані автором, полягають в наступному:

1. Уперше встановлено, що при обпалі обкотишів на конвейєрній обпалювальній машині частина обкотишів, яка виділяється після охолодження і використовується у якості постелі на колосниковій решітці обпалювальної машини, піддається повторному нагріву (відпалу), внаслідок чого втрачає міцність. Встановлено, що міцність знижується в інтервалі основності від 0,5 до 1,5 у меншому ступені для обкотишів з магнетитового концентрату і у більшому ступені - з гематитового. Зниження міцності обумовлено утворенням зв'язки з воластоніту (СаОSiО2) і аліту (3СаОSiО2), які інтенсивно руйнуються у присутності Fe2О3.

2. Уперше розрахунково-аналітичними дослідженнями обґрунтовано і встановлено концентрацію вуглецю для різних видів твердого палива в шихті для виробництва залізорудних обкотишів в умовах окислювального обпалу. Встановлено зокрема, що для утворення додаткової теплоти, яка необхідна при обпалі гематитових обкотишів, концентрація вуглецю коксу в шихті повинна становити біля 1,4 %.

3. Одержали подальший розвиток закономірності окислення магнетиту при обпалі сирих обкотишів, які вироблені з шихт із добавками твердого палива. Встановлено сумісний вплив концентрації вуглецю і температури обпалу на ступінь окислення обкотишів. Максимальному ступеню окислення обкотишів в інтервалі температур 600-900 С відповідає концентрація вуглецю в шихті – 0,7 %. При підвищенні концентрації вуглецю більш 0,7 % кисень теплоносія більшою мірою використовується для окислення вуглецю.

Достовірність результатів дослідження. Достовірність одержаних результатів і висновків при вирішенні науково-прикладної задачі базується на основі фундаментальних положень теорії металургійних процесів, законів масо- і теплообміну, газо- і гідродинаміки.

Достовірність результатів дослідження підтверджується достатнім об'ємом і збіжністю теоретичних і експериментальних даних при фізичному моделюванні процесу обпалу обкотишів з магнетитового та гематитового концентратів і відповідністю розрахованого значення критерію Фішера табличному значенню для умов п'ятифакторного експерименту (Fрозр.=4,187 < 4,53= Fтабл.), а також позитивними результатами промислового опробування технології окислювального обпалу обкотишів комбінованим – газоподібним і твердим паливом, яке міститься в колошниковому пилу доменних печей.

Практичне значення отриманих результатів. Проведені дослідження дозволили створити ефективну технологію окислювального обпалу залізорудних офлюсованих обкотишів. Розроблено вдосконалену технологію виробництва обкотишів за рахунок добавки в шихту колошникового пилу доменних печей. Нове рішення полягає в тому, що колошниковий пил вводиться в шихту для виробництва обкотишів після сумісного подрібнення з вапняком. На цьому етапі відбувається активація компонентів шихти, яка сприяє інтенсифікації процесів спікання і обпалу.

Застосування розробленого способу на обпалювальній машині Центрального ГЗК показало можливість використання колошникового пилу у виробництві залізорудних обкотишів. За рахунок розвитку відновлювальних процесів вміст монооксиду заліза був підвищен з 3,7 до 10,0 % в неофлюсованих обкотишах і з 1,5 до 4,7 % - в офлюсованих. Показники міцності на удар після випробувань в стандартному барабані для неофлюсованих обкотишів не відрізнялись від базових та становили 89,1 %, для офлюсованих обкотишів – зросли від 87,8 до 88,8 %. Показники індексу на стирання були знижені для неофлюсованих обкотишів з 9,6 до 8,9 %, для офлюсованих обкотишів – з 10,5 до 9,6 %. Покращання показників міцності відбулось за рахунок розвитку рідкофазного спікання в присутності олівінового розплаву. Міцність сирих обкотишів на скидання знаходилась в інтервалі 3,4-3,8 разів, опір стисненню становив 0,6-0,8 кг/обкотиш. Продуктивність обпалювальної машини збільшилась при виробництві неофлюсованих обкотишів на 25,57 т/г, і офлюсованих на 20,53 т/г. За рахунок створення внутрішнього джерела теплоти та інтенсифікації процесу теплообміну були знижені питомі витрати природного газу при виробництві неофлюсованих обкотишів з 13,60 до 10,61м3/т, офлюсованих обкотишів – з 13,84 до 10,21 м3/т.

Особистий внесок здобувача. В дисертаційній роботі узагальнені результати експериментальних і теоретичних досліджень, які були отримані автором при виконанні окремих розділів науково-дослідних робіт. Автор самостійно сформулював постановку завдань, розробив методики, вдосконалив лабораторне устаткування, організував і провів експерименти. Аналіз одержаних даних і узагальнення результатів досліджень, створення статей, доповідей виконані особисто автором.

У роботах, приведених в авторефераті і опублікованих із співавторами, автору дисертації належать: [1] – проведення експериментів, обробка експериментальних даних, обґрунтування і формулювання наукової новизни, [2] – обробка експериментальних даних, наукове обґрунтування зниження витрати природного газу і збільшення продуктивності обпалювальної машини, [3] – обробка експериментальних даних, обґрунтування зниження міцності обкотишів при повторному нагріві, [4] – виконання моделювання і обробка експериментальних даних по впливу характеристик твердого палива на якість обкотишів, обґрунтування вимог до твердого палива у шихту для огрудкування.

Апробація результатів дисертації. Основні результати і положення дисертації повідомлені і обговорені на міжнародній науково-технічній конференції "Теорія і практика виробництва чавуну" (до 70-річчя КДГМК "Криворіжсталь" - м. Кривий Ріг, 2004 р.), на міжнародній науково-технічній конференції "Сталий розвиток гірничометалургійного комплексу України" (м. Кривий Ріг, 2004 р.), на IV міжнародній науково-практичній конференції "Теорія і практика рішення екологічних проблем в металургійній і гірничодобувній промисловості" (м. Дніпропетровськ, 5-7 жовтня 2004 р.), на I міжнародній науково-практичній конференції "Науковий потенціал світу 2004" (м. Дніпропетровськ, 1-15 листопада 2004 р.), на міжнародній науковій конференції "Математичні проблеми технічної механіки" (м. Дніпропетровськ, 18-21 квітня 2005 р.).

Публікації. Основні результати дисертаційної роботи викладені у: 4 статтях в спеціалізованих наукових журналах і збірниках, 2 тезах доповідей на конференціях.

Структура і об'єм дисертації. Дисертація складається з введення, 4 розділів, висновків, списку використаних літературних джерел з 132 бібліографічних найменувань. Робота викладена на 136 сторінках і включає 20 рисунків, 26