LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Технологія металів. Машинобуд. → Поліпшення металургійних властивостей залізорудних окускованих матеріалів для підвищення ефективності виплавки металу

виробництво обкотишів, агломерація і поєднаний процес металізації і спікання.

Предмет дослідження: металургійні властивості і технологія виробництва окускованих залізорудних матеріалів, агломерату, обкотишів і губчатого заліза.

Методи дослідження. При виконанні роботи залізорудні обкотиші виробляли з концентратів Полтавського, Північного і Центрального гірничо-збагачувальних комбінатів і інших родовищ. Зв'язуючими добавками були бентоніт, перидур і активовані лужноземельні бентонітові глини. Тверде паливо представлене коксиком і кам'яними вугіллями з різним вмістом летких речовин. Фізико-хімічні процеси, що протікають у суміші шихтових матеріалів досліджували методами термогравиметрії і диференційно-термічного аналізу з використанням дериватографа. Фазовий і мінералогічний склади окускованих матеріалів досліджували методами петрографічного аналізу. Дослідження сполученого процесу металізації і спікання рудовуглецевих обкотишів проводили на експериментальній установці високотемпературного відновлення в дослідницькому центрі підготовки руд у м.Отфрезен (Німеччина). Відпрацювання і визначення основних технологічних параметрів окускування, визначення металургійних властивостей виконані на експериментальних установках Національної металургійної академії України, Інституту "Механобрчормет" за методами Держстандарту України: ДСТУ 3195-95; ДСТУ 3196-95; ДСТУ 3200-95; ДСТУ 3202-95; ДСТУ 3205-95; ДСТУ 3206-95. Промислові випробування по отриманню нових видів металургійної сировини поліпшеної якості проведені на фабриках окомкування ЦГЗКа, ПівГЗКа, ПГЗКа, а дослідні доменні плавки на ВАТ металургійний завод ім. Петровського і на ВАТ Краматорський металургійний завод ім. Куйбишева. У роботі використані методи математичного і фізичного моделювання, математичної статистики і оптимізації для обробки і аналізу отриманих результатів.

На основі наукових узагальненнь, теоретичних розробок і експериментальних дослідженнь у лабораторних умовах та на промислових агрегатах вирішена важлива науково-прикладна проблема поліпшення металургійних властивостей залізорудних матеріалів.

Наукова новизна отриманих результатів.

  • Одержали подальший розвиток наукові основи управління металургійними властивостями залізорудних окускованих матеріалів шляхом надання обкотишам і агломерату структурних особливостей, які забезпечують задану міцність в холодному стані і під час відновлювально-теплової обробки; це виникає за рахунок розроблених складів феритних і залізосилікатних зв'язок, які формуються при обпалі обкотишів, що вироблені з шихт із домішками вуглецю.

  • Вперше розроблені наукові основи управління складом шихт для одержання залізорудних обкотишів, що самовідновлюються, які полягають в оптимізації параметрів температурно-газового режиму обпалу для різних шихтових умов; в розробці критеріїв для оцінки фізико-хімічних процесів взаємодії вуглецю твердого палива із залізорудними концентратами: температурного рівню процесу, кількісті розплаву і ступеню використання вуглецю.

  • Вперше обґрунтована ефективність використання в доменній плавці нової окускованої залізорудної сировини – обкотишів, що самовідновлюються, та виконано прогноз перспективних режимів доменої плавки при використанні таких обкотишів. Показана можливість зниження витрат коксу і підвищення продуктивності домених печей за рахунок металізації ціх матеріалів у хімічно-резервній зоні доменної печі..

  • Вперше розрахунково-аналітичним шляхом обґрунтовані границі вмісту вуглецю в обкотишах, що самовідновлюються, після високотемпературної обробки, та встановлено розподіл концентрації вуглецю по об'єму обкотиша після окислювального обпалу.

  • Одержали подальший розвиток наукові основи окислення магнетиту і дисоциації кальциту, що протікають одночасно в шарі із температурою і концентрацією кисню, які змінюються; виконано комплексний аналіз параметрів окислювального обпалу залізорудних офлюсованих обкотишів; розроблені наукові основи управління рідкофазним спіканням за рахунок використання критеріїв, що визначають формування феритної зв'язки в структурі спека, яка забезпечує підвищення його міцності при відновлювально-тепловій обробці.

  • Вперше розроблені наукові основи управління сполученим процесом металізації і спікання рудовуглецевих обкотишів із промислових залізорудних концентратів у вузькому шарі при високотемпературній обробці сирих обкотишів. Для одержання стабільних фізичних і хімічних властивостей губчатого заліза обгрунтовані границі технологічних параметрів, одним з яких є вміст в'яжучої добавки - бентоніту.

    Практичне значення отриманих результатів.

  • Розроблена динамічна математична модель масо- і теплопереносу при термічній обробці обкотишів, які одержані із шихт, що містять тверде паливо. Модель дозволяє прогнозувати розвиток процесів окислення, дисоциації і відновлення при обпалі обкотишів в шарі і якість одержуваного продукту.

  • Розроблені покращені види металургійної сировини - обкотиші, що самовідновлюються, багатошарові обкотиші і губчате залізо. Створено ефективні технології для їх виробництва з використанням твердого палива.

  • Розроблена технологія виробництва активованого бентоніту для одержання сирих обкотишів підвищеної якості, які забезпечують стабільність високотемпературної обробки окислених, частково-окислених і металізованих обкотишів.

  • По результатам досліджень і розробок дисертаційної роботи були проведені:

    • промислові випробування технології виробництва обкотишів, що самовідновлюються, шляхом добавки в шихту твердого палива і виробництво дослідних партій цих обкотишів на Центральному і Північному гірничозбагачувальних комбінатах (м.Кривий Ріг);

    • промислові випробування і виробництво дослідної партії обкотишів з вюститно-магнетитовою структурою шляхом одержання сирих багатошарових обкотишів та їх наступної термічної обробки на установках решітка – трубчаста піч – охолоджувач на Полтавському гірничозбагачувальному комбінаті (м.Комсомольск);

    • дослідні доменні плавки з використанням нових видів окускованої сировини поліпшеної якості на ВАТ металургійний завод ім. Петровського (м.Дніпропетровськ) і на ВАТ Краматорський металургййний завод ім. Куйбишева (м.Краматорськ);

    5. Впроваджена удосконалена технологія виробництва активованого бентоніту на Томаковському заводі керамзитового гравію (м.Марганець). Новий вид бентоніту використовується для виробництва обкотишів на ВАТ Центральний ГЗК (м.Кривий Ріг).

    6. Фактичний економичний ефект від впровадження на ВАТ Центральний ГЗК (м.Кривий Ріг) технології обпалу залізорудних офлюсованих обкотишів з шихти із добавками твердого палива в 2000 році склав – 2005,5 тис. грн., особиста частка дисертанта – 200,0 тис.грн.

    7. За рахунок впровадження технології окомкування залізорудних концентратів з добавкою бентоніту, який


  •