Ягольник Максим Вікторович. Покращання металургійних властивостей обкотишів за рахунок вдосконалення технології їх виробництва з рудовугільної шихти

Краткое описание

Ягольник Максим Вікторович. Покращання металургійних властивостей обкотишів за рахунок вдосконалення технології їх виробництва з рудовугільної шихти : дис... канд. техн. наук: 05.16.02 / Національна металургійна академія України. - Д., 2006.

Ягольник М.В. «Покращання металургійних властивостей обкотишів за рахунок вдосконалення технології їх виробництва з рудовугільной шихти» - Рукопис.
Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.16.02 «Металургія чорних металів» - Національна металургійна академія України, Дніпропетровськ, 2005.
Дисертація присвячена дослідженню окислювально-відновлювальних процесів при високотемпературному обпалі офлюсованих залізорудних обкотишів, що одержані з шихт із добавками твердого палива.
Експериментально показано, що ступінь окислення обкотишів збільшується при підвищенні температури і концентрації вуглецю в шихті до 0,7 %. В результаті досліджень встановлено, що витрата вуглецю в шихту повинна складати близько 1,4 % для коксика. В цих умовах кінцева концентраціяв обкотишах складає 4-7 % та сприяє покращанню міцності обкотишів при відновлювально-тепловій обробці.
В дисертаційній роботі досліджено вплив основності (в інтервалі 0-2) на міцність обкотишів. Акцентовано увагу на ту частину обкотишів, яка піддається відпалу (повторному нагріву). Експериментально показано, що в інтервалі основностей 0,5-1,5 відбувається зниження міцності обкотишів в холодному стані і при відновлювально-тепловій обробці.
Запропонована і розроблена вдосконалена технологія виробництва обкотишів, що одержані з шихт із добавками твердого палива. Як компонент, що містить вуглець, в шихту додається колошниковий пил після сумісного подрібнення з вапняком. Витрата колошникового пилу доменних печей склала близько 30 кг/т обкотишів. Отримана партія обпалених обкотишів в кількості 68878 т, зокрема 23728 т офлюсованих і 45150 т неофлюсованих. До основних результатів слід віднести: поліпшення якості обкотишів, підвищення продуктивності на 20,53-25,57 т/час, зниження витрати природного газу на 2,99-3,63 м3/т.

1. На основі комплексного аналізу результатів дослідження прямого відновлення оксидів заліза в залізорудних обкотишах, що отримані з шихт із добавками твердого палива, в нейтральній і окислювальній атмосферах, при ізотермічному режимі обпалу встановлено, що повністю використовується близько 1,4 % вуглецю твердого палива. Дане значення нелеткого вуглецю відповідає кількості теплоти, що виділяється при екзотермічній реакції окислення магнетиту в гематит. При цьому в структурі обкотиша зберігається 4-7 % FeO і не порушується геометрична форма обкотишів. Вміст FeO в обкотишах підвищує їх міцність при відновлювально-тепловій обробці.
2. Одержали подальший розвиток закономірності окислювально-відновлювальних процесів при високотемпературному обпалі офлюсованих залізорудних обкотишів, що отримані з шихт із добавками твердого палива, для гематитових і магнетитових концентратів. Встановлено, що максимальний ступінь окислення обкотишів, в інтервалі температур 600-900, спостерігається при концентрації вуглецю в шихті 0,7 %, і становить 47,6-86,3 %. Експериментальними даними показано, що при такій концентрації вуглецю вміст монооксиду заліза в обкотишах складає 3-4 %, що створює умови для обмеженого утворення розплаву в обкотишах і сприяє збереженню їх геометричної форми.
3. Встановлено інтервал основностей 0,5-1,5, при якому відбувається найбільше зниження холодної міцності і міцності при відновлювально-тепловій обробці залізорудних обкотишів. Дослідження впливу відпалу (повторного нагріву) на міцність обкотишів проведені в широкому діапазоні основностей (від 0 до 2) для обкотишів, що одержані з різних сортів концентратів. Мінімальна міцність для обкотишів, що одержані з магнетитового (150 кг/обкотиш) та гематитового (130 кг/обкотиш) концентратів спостерігається при основності 1,2 та 1,0, відповідно. Зниження міцності, пов'язане з формуванням зв'язки з воластоніту, який здатен руйнуватися в присутності Fe2О3.
4. Методами математичного і фізичного моделювання досліджено вплив основних критеріїв твердого палива (вмісту летких речовин, фракції твердого палива), режиму обпалу і основності обкотишів на їх міцність. Аналіз одержаних даних показав, що збільшення вмісту летких речовин в твердому паливі знижує холодну міцність обкотишів за рахунок збільшення їх пористості. Дослідження показали можливість заміни коксика різними видами твердого палива.
5. Запропонована і розроблена вдосконалена технологія виробництва обкотишів, що одержані з шихт із добавками твердого палива. Як компонент, що містить вуглець, в шихту додається колошниковий пил доменних печей. Проведено лабораторні експерименти, що показали ефективність цієї добавки в кількості 30-50 кг/т обкотишів, що забезпечило вміст вуглецю в обкотишах 0,67-1,07 %. При цьому міцність неофлюсованих обкотишів становила 221-371кг/обкотиш, офлюсованих обкотишів 203-398 кг/обкотиш.
6. На фабриці огрудкування ВАТ «Центральний ГЗК» одержана партія обкотишів з добавкою в шихту ~ 29,0 кг колошникового пилу. Отримано 68878 т, зокрема 23728 т офлюсованих і 45150 т неофлюсованих обкотишів. До основних результатів слід віднести:
- покращання металургійних властивостей обкотишів - вміст FeO зріс з 3,7 до 10 % для неофлюсованих і з 1,5 до 4,7 % для офлюсованих;
- підвищення міцності на удар, при випробуванні в стандартному барабані на 1,0-1,5 %, у порівнянні з базовим періодом;
- збільшення продуктивності обпалювальної машини на 20,53-25,57 т/г;
- пониження питомих витрат природного газу на 2,99-3,63 м3/т (21,99-26,23 %), концентрату на 0,5-3,7 кг/т, вапняку на 3,6-10,7 кг/т.