LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

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

відбувається. Проте у разі магнетитових обкотишів можливо утворення фаялітового розплаву, який інтенсифікує зв'язку між зернами.

При підвищенні основності в інтервалі до 0,5 формується силікатний розплав, який розтікається по поверхні зерен оксидів заліза і формує стабільну структуру. Як результат обкотиші мають підвищену міцність на удар. При підвищенні основності більше 1,5 можливо формування структури високоосновних обкотишів.

Перетворення, які відбуваються в зв'язуючій фазі обкотишів, аналізували по діаграмі . Розрахунковий склад шлакової зв'язки був виконаний щодо обкотишів основністю 0,31-1,0. Одержаний склад зв'язки порівнювали з діаграмою рівноваги відносно існуючих фаз. В обкотишах, що одержані з гематитових концентратів, основністю 0,31, шлакова фаза, що утворюється, розташована вище області воластоніту. При відпалі вона зміщується ближче до області воластоніту. При основності 0,96 зв'язка розташовується в області воластоніту і залишається в цій області після відпалу. Відомо, що воластоніт є нестабільним силікатом здібним до саморуйнування, що певно і є однією з причин низької міцності обкотишів в інтервалі основностей 0,5-1,5.


У третьому розділі "ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ ХАРАКТЕРИСТИК ТВЕРДОГО ПАЛИВА І ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПАРАМЕТРІВ ОБПАЛУ НА МЕТАЛУРГІЙНІ ВЛАСТИВОСТІ ОБКОТИШІВ" приведені результати дослідження впливу характеристик твердого палива, режиму обпалу і основності на міцність обпалених обкотишів. В якості факторів, що впливають на міцність обкотишів були обрані: вміст летких речовин (х1) і фракція (х2) твердого палива, температура (х3) і час (х4) обпалу, основність (х5) обкотишів.

Для оцінки впливу характеристик твердого палива і технологічних параметрів термообробки обкотишів на їх міцність був складений і реалізований в лабораторних умовах п'ятифакторний план експерименту. Компоненти шихти були попередньо підготовлені для проведення експериментів. В якості твердого палива використовували кокс та вугілля з різним вмістом летких речовин. Відповідно до плану експерименту фракції коксу і вугілля становили: < 0,040 мм; 0,040-0,071 мм і 0,071-0,100 мм. Вони були отримані за рахунок розсіву після подрібнення у кульовому млині. Одержані і висушені обкотиші витримували в силітовій електропечі при температурах 1150, 1200, 1250 – 10, 20 і 30 хв. в окислювальній атмосфері. Кожну пробу охолоджених обпалених обкотишів випробовували на міцність. Визначали опір стисненню, використовуючи розривну машину, що працює за принципом стиснення.

За експериментальними даними був одержан поліном (4), що відображає залежність опору стисненню обпалених обкотишів (Y) від перерахованих вище факторів (хі):

Y=95,039528-10,707745х1-0,03050244х2+9,7302228х3-7,4155932х4-

-19,561565х5+10,496783х21-19,953217х22 -8,0632166х23+

+7,336783х24+11,92178х25-5,07375х1х2-7,0925х1х3- 3,255х1х4+

+1,0725х1х5+18,10875х2х3- 1,51х2х4+3,4425х2х5+1,82125х3х4+

+10,28625х3х5+7,76125х4х5. (4)

Перевірка адекватності математичної моделі показала, що поліном достатньо точно описує реальний процес. Розраховане значення критерію Фішера по експериментальним даним менше табличного значення - Fрозр.=4,187 < 4,53= Fтабл.

Для графічної інтерпретації за поліномом (4) були визначені значення міцності обпалених обкотишів залежно від заданих факторів (рис. 4-8).

Збільшення вмісту летких речовин в твердому паливі значно впливає на міцність обкотишів (рис. 4). Це можна пояснити збільшенням пористості готового обкотиша. З підвищенням температури разом із збільшенням виходу газу (летких речовин), спостерігається і зміна його складу. У зв'язку з цим росте пористість твердого залишку вугілля.

Дослідження показали, що найбільш ефективною є фракція твердого палива 0,040-0,071 мм, при якій міцність обкотишей була максимальною і становила 95 кг/обкотиш (рис.5). Міцність обкотиша залежить від температури і часу їх обпалу (рис. 6, 7). Необхідно також врахувати вплив пористості обпаленого обкотиша. Збільшення температури обпалу знижує пористість. У свою чергу, при тривалому часі обпалу 20 і 30 хв. відбувається майже повне вигоряння вуглецю і дисоціація флюсуючих добавок, що збільшує пористість, зменшуючи міцність готового обкотиша від 110 до 95 кг/обкотиш.


Пористість формується при випаровуванні вологи з сирих обкотишів, вигоранні частинок твердого палива і видаленні з вапняку. Із збільшенням основності (рис. 8) інтенсивність ущільнення матеріалу відстає від інтенсивності пороутворення, що приводить до зниження міцності від 127 до 87 кг/обкотиш.

Аналіз експериментальних даних показав, що можливо використання вугілля із вмістом летких речовин до 40 %, як заміна коксу, при зниженні міцності обкотишів в межах 20%. Підтверджений факт зниження міцності обкотишів при збільшенні основності вище 0,5.


У четвертому розділі"РОЗРОБКА ТЕХНОЛОГІЇ ВИРОБНИЦТВА ЗАЛІЗОРУДНИХ ОБКОТИШІВ З ДОБАВКОЮ В ШИХТУ КОЛОШНИКОВОГО ПИЛУ ДОМЕННИХ ПЕЧЕЙ" показані результати запропонованої і розробленої вдосконаленої технології виробництва обкотишів за рахунок добавки в шихту колошникового пилу, як замінника твердого палива.

Аналіз фізико-хімічних характеристик відходів металургійного виробництва, що містять оксиди заліза, показав, що значна кількість вуглецю (10-12 %) знаходиться в колошниковому пилу доменних печей. Шлами газоочистки доменних печей також містять оксиди заліза, тверде паливо, флюсуючі компоненти і можуть бути використані, як замінник твердого палива при виробництві обкотишів.

З метою оцінки ефективності використання колошникового пилу доменних печей, як замінника твердого палива, концентрату і флюсів при виробництві залізорудних обкотишів були проведені лабораторні дослідження і промислові випробування. Лабораторні дослідження показали, що введення в шихту 30-50 кг колошникового пилу на 1 т обкотишів забезпечує необхідну кількість вуглецю в шихті (0,67-1,07 %), дозволяє вивести з шихти коксик і одержувати якісні сирі і обпалені обкотиші.

На підставі лабораторних досліджень були розроблені технологічні регламенти і тимчасова технологічна інструкція по виробництву обкотишів, з використанням в шихті колошникового пилу, для промислових випробувань. У період з 22.07.2003 по 31.07.2003 р. були проведені промислові випробування виробництва обкотишів з використанням в шихті колошникового пилу і одержана партія обпалених обкотишів в кількості 68878 т, в т.ч. 23728 т офлюсованих обкотишів і 45150 т – неофлюсованих.

Застосування розробленого способу на обпалювальній машині Центрального ГЗК показало можливість використання колошникового пилу при виробництві залізорудних обкотишів. Це призвело до підвищення вмісту монооксиду заліза з 3,7 до 10,0 % в неофлюсованих обкотишах і з 1,5 до 4,7 % - в офлюсованих. Понизився індекс на стирання з 9,6 до 8,9 % для неофлюсованих обкотишів та з 10,5 до 9,6 % - для офлюсованих обкотишів, у порівнянні з базовим періодом (табл. 3).

Таблиця 3

Характеристика обпалених обкотишів

Найменування показників

Базовий період

Дослідний