LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

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

математичній моделі, в якій закладені наукові основи управління якістю.











а) по моделі б) по єкспериментальним даним

Рис.1. Кінетика окислення і дисоціації в обкотишах при неізотермічному режимі


У ході дослідження на промисловій установці Полтавського ГЗКу ступінь окислення оцінювали по вмісту монооксиду заліза при варіюванні температури обпалу, основності обкотишів і коефіцієнту надлишку повітря в газовому середовищі. Для запобігання утворення спеків обкотишів в охолоджувачі необхідно, щоб різниця вмісту FeО в обкотишах на виході з печі і охолоджувача була незначною.

Аналіз результатів дослідження на промисловій комбінованій установці (табл.1) дозволив встановити, що лімітуючою ланкою, що утрудняє одержання обкотишів із заданими властивостями, є процес окислювання магнетиту. Збільшення коефіцієнту надлишку повітря підвищує ступінь окислення обкотишів, що приводить до зростання міцності обкотишів. Причиною низького ступеню окислення обкотишів може бути висока швидкість нагрівання їх в печі і велика кількість залізосилікатного розплаву, який утворюється при обпалі обкотишів із концентратів з високим вмістом кремнезему.

Таблиця 1.

Характеристика обпаленних обкотишів при різних режимах обпалу


Обкотиші після обпалу у печі

Обкотиші після охолодження

MgO

Основність

Міцність

a

T0C

Feоб %

FeO* %/h

CaO %

SiO2 %

Feоб %

FeO* %/h

CaO %

SiO2 %

%

од

кг/об

од.

1237

60,7

11,0/

49,2

0,56

12,45

60,2

1,5/

93,08

0,37

11,85

1,12

0,125

175

1,053

1195

61,0

10,2/

52,9

0,39

11,68

60,0

0,9/

95,8

0,57

11,55

0,64

0,105

280

2,706

1254

60,5

9,5/

56,2

0,91

11,55

59,9

2,0/

90,7

0,83

11,83

1,89

0,23

130

1,053

1280

60,5

9,7/

55,2

0,89

12,0

60,9

2,0/

90,7

0,83

12,8

2,11

0,23

175

2,706

* - у знаменнику;

h- ступень окислення, %.


Випробування міцності обкотишів залежно від ступеня окисленності, температури і часу витримки показало, що граничною температурою обпалу для одержання високоякісних обпалених обкотишів є 13000С, швидкість нагріву повинна становити 100-1500С/хв, а час витримки при цій температурі – 5 хв. При шаровому окисному обпалі обкотишів такий режим не витримується. Досліджували міцність обпалених окислених обкотишів, які виробляли з магнетитового і гематитового концентратів з основністю в інтервалі 0-2,1 од., в умовах низькотемпературного відновлення (500-6000С) у газовій атмосфері, яка має склад: 60% N2, 20% CO і 20% О2. Встановлено, що індекс на стирання їх дорівнює 1-5%, на удар - більш 95 %. Обкотиші з основністю близько 0,1 з гематитового концентрату мають низьку міцність: фракція + 5 мм складає 30%.

Різний характер поведінки обкотишів з магнетитового і гематитового концентратів при відновленні обумовлений відмінністю складу зв'язки. В області низьких основностей (до 0,1) зерна оксидів заліза в обкотишах з гематитового концентрату спікаються з кварцом під час відсутності шлакової фази, а для магнетитового концентрату можливе утворення фаяліту. При підвищенні основності утворюється фаза силікатного розплаву, що зміцнює структуру обкотишів. При основності більш 1,3 у структурі обкотиша переважають ферити кальцію, що сприяють зміцненню, оскільки вони є джерелом утворення залізосилікатного розплаву при взаємодії з кремнеземом.

У дисертаційній роботі встановлено, що у результаті повторного нагрівання обкотишів і охолодження, як на обпалювальних агрегатах, так і при відновлювально-тепловій обробці в доменній печі відбувається знеміцнення обкотишів. Проведені дослідження впливу повторного нагрівання обкотишів при різних температурах (900-12000С), витримках і основності показали, що після низькотемпературного відновлення міцність знижується як для обкотишів з гематитового, так і магнетитового концентратів.

При підвищенні температури нагрівання і його тривалості для обкотишів з магнетитового концентрату із основністю в інтервалі 0,8–1,4 - індекс на стирання збільшується. Для обкотишів із низькою основністю (0,1–0,5) вплив відпалу незначний. Відпал у більшому ступені впливає на формування зв'язок в обкотишах і в меншій мері - на зерна оксидів заліза. У випадку кислих обкотишів з гематитового концентрату при відпалі відбувається модифікаційне перетворення кварцу, яке супроводжується зміною об'єму. У результаті структура обкотиша знеміцнюється і не може витримати напруг, що виникають у процесі відновлення зерен оксидів заліза і пов'язані із збільшенням об'єму. Як наслідок, відбувається інтенсивне руйнування обкотишів. При збільшенні основності обкотишів зв'язки представлені феритами кальцію, структура яких зберігається при повторному нагріванні, яке не впливає на міцність у холодному стані і при відновленні. Критичний інтервал основностей складає 0,5-1,5. Для гематитових обкотишів з основністю 0,31 область утворення шлакової фази розташована вище області воластонита (CaSiО3). При відпалі ці області наближуються одна до одної, а при основності 0,96 перша розташована в області воластонита. Особливістю обкотишів з магнетитового концентрату є вміст FeО в олівіновій фазі. Температура кристалізації воластониту (близько 10800С) кореспондується з інтервалом температур (1000–11000С), у якому спостерігається найбільше зниження міцності при відновленні.

Протікання процесів повторного нагрівання (відпалу) обкотишів відбувається при термообробці на конвеєрній машині, де відпалу піддається циркулююча постіль, і на установкі решітка-трубчаста піч-охолоджувач, де нерівномірний розподіл температур по довжині печі також викликає коливання температур обкотишів, що є причиною знеміцнення їх при відновлювально-тепловій обробці. Зменшити цей