LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

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

вплив можливо за рахунок олівінової зв'язки, яка утворюється при обпалі обкотишів, одержаних із окисленого концентрату з домішками в шихту твердого палива.


ТЕОРЕТИЧНІ і ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ ДОСЛІДЖЕННЯ ОКИСЛЮВАЛЬНО-ВІДНОВлювальНИХ ПРОЦЕСІВ У ЗАЛІЗОРУДНИХ ОбКоТИШАХ З МЕТОЮ ПОЛІПШЕННЯ ЇХ МЕТАЛУРГІЙНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ.


У роботі прийнято, що физико-механічні властивості оксидів заліза, шлакової зв'язки і контактної границі оксидів заліза і шлакової зв'язки визначають міцність окускованих матеріалів. Основна увага приділена міцності контакту шлакової зв'язки з оксидами, яка обусловлюється властивостями розплаву. З цією метою досліджували змочуваність оксидів шлакової фазою, будівлю контактної зони між ними, вплив складу розплаву (особливо вміст оксидів заліза в ньому) на структуру окускованого продукту. Були синтезовані зв'язки, які складалися із феритів кальцію і залізосилікатів з різним вмістом заліза, що відповідають первинному розплаву, що утворюється в обкотишах при обпалі. Для дослідження контактної границі ці зв'язки розплавляли і у розплав занурювали оксиди, що входять до складу шихти. Процеси на границі досліджували методом безперервного виміру маси оксидів у розплаві шляхом визначення сили і константи змочування. Ці дані аналізували разом з результатами петрографічного дослідження контактної зони. Аналіз отриманих зв'язок показав, що з ростом вмісту заліза в зв'язці збільшується кількість магнетиту і вюститу. Фазовий склад зв'язки в інтервалі вмісту заліза 8,94–11,13 %Fe на контакті з магнетитовою пластиною представлен склом і феритами кальцію, як після обпалу, так і після відновлення; при вмісті заліза більш 29,07 %Fe - склом, феритами кальцію, магнетитом - після обпалу і склом, магнетитом, вюститом – після відновлення.

Аналіз контактної границі після відновлення показав, що газ відновлює як оксиди заліза, так і поверхневий шар зв'язки. При цьому на границі розділу утворюються загальні для зв'язок і залізорудної частини елементи структури, що перешкоджають повному руйнуванню контактів. Для збереження міцного контакту зв'язки з оксидами кращою є структура контакту, яка відновлюється одночасно з оксидами заліза, наприклад, ферити кальцію. У зразках, де кристалізуються ферити кальцію, утворюється перехідна зона із перемінним складом по товщині зв'язки (рис.2).








Рис. 2. Мікроструктура високоосновної частини зв'язки х200х3

На границі перехідної зони з залізорудним концентратом зв'язка представлена розкристалізованою структурою і містить 1-2 % Fe; 46 –48 % CaО; 48 – 52 % SiО2 (дані хімічного аналізу). Структура контактної зони оксидів заліза з нерозкристалізованим склом сприяє значному зниженню показників міцності зв'язки.

Проведено дослідження мінералогічного складу агломерату з добавками, що забезпечують формування зв'язки з феритів кальцію (рис.3). Розроблені технічні рішення, використання яких забезпечує утворення в структурі обкотиша феритної і залізосилікатної зв'язок і високу міцність при відновлювально-тепловій обробці. З цією метою реалізована технологія одержання багатошарових обкотишів, у яких шари залізорудного концентрату перемежовуються шарами з підвищеною концентрацією оксиду кальцію, що при високотемпературній обробці дозволяє одержати міцні при відновленні зв'язки. В роботі вперше розкриті переваги цієї технології, які істотно розширюють її можливості для поліпшення металургійних властивостей обкотишів.








Рис. 3. Ферито-магнетитова структура зв'язки


Магнетитові обкотиші з високим вмістом вюстита, а також частково металізовані в меншому ступені знеміцнюються при відновленні. Вюститно-магнетитові обкотиші в порівнянні з окисленими відновлюються при температурах на 100-2000С вище, і з меншою швидкістю в області низьких температур. Відмінності в протіканні процесу відновлення пояснюють неоднаковий характер знеміцнення окислених і вюститно-магнетитовых обкотишів.

Відновлення перших носить фронтальний характер і йде переважно з поверхні. Відновлення магнетиту до вюстита, які мають однакову кубічну решітку, протікає без значного порушення цілісності структури. З метою створення вюститно-магнетитової структури в обкотишах у шихту додається тверде паливо.

Для оптимізації технології термообробки таких обкотишів у роботі виконані дослідження окислювально-відновлювальних процесів, що протікають у суміші різних видів твердого палива і залізорудних концентратів. Визначено температури початку утворення розплаву при нагріванні рудно-паливної суміші, що відповідають температурі обпалу обкотишів (табл. 2). Середні температури, при яких утворюється розплав у суміші магнетиту і вугілля, знаходяться в інтервалі 11330С – 11380С. Критичні температури на 300С вище при нагріванні, ніж при охолодженні. Досліджено вплив реакційної здатності твердого палива, вмісту SiО2 у концентраті, добавок вапняку.

Таблиця 2

Утворення розплаву при нагріванні рудовугільної суміши в атмосфері азоту

Концентрат

Вуглецьмістячий

додаток

Температура

Відносна

кількість розплаву (μV)


вид

витрата, %

нагрів, С

охолодження,

С

середнє значення, С


Магнетитовый

Вугілля з вмістом летких – 25,7%

0,5

1154

1121

1138

125,7

теж

теж

теж

Магнетитовый

Магнетитовый

теж

теж

теж

кокс

кокс

1,0

1,5

2,0

1,0

1,5

1151

1152

1151

1149

1153

1119

1121

1120

1117

1123

1135

1137

1136

1133

1138

105,4

111,3

115,8

116,3

117,3

Гематитовый

Вугілля з вмістом летких – 25,7%

2,0

1146

1126

1136

123,7

теж

кокс

2,0

-

1129

-

122,1

теж

Прогартоване