![]() |
Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | |
|
В первом разделе учебника рассматривалась роль флюсов, как добавок для получения сложных минералов в результате реакций в твердых растворах между оксидами пустой породы Al2O3 и SiO2 с оксидами флюса СаО и МgО. Полученные при этом сложные минералы имеют более низкие температуры плавления по сравнению с исходными оксидами.
В районе первичного шлакообразования в значительном количестве имеются монооксиды железа и марганца, которые также реагируют в твердых растворах с оксидами пустой породы и флюса значительно снижая температуру плавления минералов:
Железокальцевые оливины | tпл.,0С¢ | Ферриты кальция | tпл.,0С |
(CaO)х*(FeO)2-х*SiO2 | CaO*2Fe2O3 | ||
CaO*FeO*SiO2 | CaO*Fe2O3 | ||
Фаялит 2FeO*SiO2 | 2CaO*Fe2O3 |
Таким образом добавка флюсов в доменную шихту снижает температуру плавления пустой породы железосодержащих компонентов и удаляет серу из чугуна в шлак. Основные месторождения известняков в России, Украине Казахстане и химический состав известняков представлены в табл.2.9.
Разложение известняка в доменной печи происходит с затратой тепла:
CaCО3 ®CaO+CO2 – 177,99 Мqж;
MgCO3®MgO+CO2 – 110,80 Мqж;
CaMg(CO3)2®CaO+MgO+2CO2 – 303,96Mqж;
MnCO3®MnO+CO2 – 118,46 Mqж;
FeCO3®FeO+CO2 – 103,98 Mqж;
CO2+ C®2CO – 165,797 Mqж.
Степень восстановления СО2 флюса в условиях, близких к доменной плавке, зависит от его крупности: 10÷30мм – 15%; 30÷50мм – 50%; 50÷100мм – 75% и >100мм около 90% [90,91,92]. При определении размеров кусков известняка в доменной печи нижний предел устанавливается из условий влияния его на газопроницаемость (15мм), а верхний – максимально допустимый температурным интервалом, в котором известняк должен разложиться до 10000С (35мм). Куски известняка в 100мм успевают разложиться до заплечиков (13000С) всего на 65%. Полностью успевают разложиться до заплечиков только куски <50мм.
Таблица 2.9 – Химический состав известняков [38],% по массе
Месторождения | Fe | Mn | P | S | Fe2O3 | SiO2 | Al2O3 | CaO | MgO | п.п.п. |
Пикалевское | 0,35 | – | 0,01 | 0,02 | 0,50 | 1,4 | 0,20 | 53,0 | 1,1 | 43,73 |
Барсуковское | 0,39 | – | – | 0,05 | 0,55 | 0,79 | 0,12 | 54,5 | 0,78 | 43,13 |
Студеновское | 0,21 | – | – | 0,01 | 0,30 | 1,5 | 0,50 | 53,0 | 1,50 | 43,17 |
Еленовское: | ||||||||||
– обычный известняк | 0,49 | 0,01 | 0,01 | 0,12 | 0,70 | 1,6 | 0,80 | 53,5 | 0,70 | 42,37 |
– доломитизированный | 0,02 | 0,01 | 0,01 | 0,20 | 0,03 | 1,6 | 0,80 | 40,0 | 14,0 | 42,37 |
Каракубское | 0,21 | – | – | 0,12 | 0,30 | 1,3 | 0,50 | 54,0 | 0,70 | 42,39 |
Балаклавское | 0,28 | – | 0,02 | 0,02 | 0,40 | 2,00 | 0,60 | 54,0 | 0,50 | 42,40 |
Садохлинское | 0,24 | – | – | 0,05 | 0,35 | 2,00 | 0,50 | 54,0 | 0,35 | 42,66 |
Аккермановское | 0,35 | – | 0,01 | 0,02 | 0,50 | 0,70 | 0,50 | 54,0 | 0,70 | 42,53 |
Агаповское * | 0,80 | 0,29 | 0,01 | 0,05 | 1,15 | 1,50 | 0,50 | 52,0 | 3,50 | 42,70 |
Тургоякское ** | 0,52 | 0,36 | 0,01 | – | 0,74 | 0,50 | 0,44 | 54,8 | 0,30 | 43,17 |
Северо-Лебяжинское | 1,59 | – | 0,03 | 0,01 | 2,27 | 1,41 | 0,48 | 51,8 | 2,2 | 41,67 |
Гурьевское | 0,10 | – | 0,04 | 0,26 | 0,15 | 1,50 | 0,25 | 54,0 | 0,60 | 43,24 |
Лондоковское | 0,37 | – | 0,04 | 0,06 | 0,53 | 2,28 | 1,12 | 53,7 | 0,32 | 41,79 |
Южно- Топарское | 0,38 | – | 0,03 | 0,02 | 0,55 | 1,00 | 0,35 | 54,0 | 0,55 | 43,32 |
________________
*) 0,41 % Mn3O4
**) 0,5 % Mn3O4
В случае применения в шихте большого количества сырых флюсов (3-7% от массы железорудных материалов) плотные крупные известняки (фр. 50÷100мм) в сухой зоне шихты разлагаются лишь частично. В зоне когезии куски известняка ошлаковываются с поверхности с образованием относительно прочной корочки. Вследствие этого разложение СаСО3 затруднено и происходит в зоне высоких температур, где СО2 полностью регенерируется в СО за счет углерода кокса [92].
Изменение расхода кокса К, кг/т чуг. вводом или выводом известняка из шихты доменной плавки можно найти из уравнения:
К = К0 ±0,4 (Δtq + ΔQ), (2.4)
где К0 – начальный расход кокса, кг/т чуг.;
Δtq – изменение температуры дутья, 0С;
ΔQ – изменение расхода известняка, кг/т чуг.
В промышленном масштабе офлюсованный агломерат (предложенный Распоповым В.И.) был опробирован в 1950 г. на ММК. Расход кокса резко сократился и офлюсованный агломерат быстро распространился во всем мире. В 1977г. в СССР из общего расхода известняка в шихту 367кг/т чуг. в доменную шихту поступало только 55 кг/т чуг. (15,2%). На некоторых заводах расход сырого известняка в доменные печи в 1983г. снизился до 5кг/т чуг.
Замена обычного агломерата и известняка на офлюсованный агломерат существенно улучшило условия первичного шлакообразования. Кроме этого, повышаются восстановимость агломерата и восстановительная способность печных газов. При выводе из шихты 100кг известняка снижается расход кокса на 20-35 кг/т чугуна с одновременным увеличением производительности печи на 3-5%. Большой разброс в изменении расхода кокса и производительности печи показывает, что не все возможности использованы и есть над чем работать дальше. Положительное влияние на прочность и стойкость офлюсованного агломерата оказывает известь, загружаемая в аглошихту одновременно с известняком и другими добавками. Количество флюсов, необходимое для офлюсования аглошихты до заданной основности, можно рассчитать по формуле [93]:
, (2.5)
где Q – потребная добавка известняка, %;
К – заданная основность;
а – содержание SiO2+Al2O3 в шихте без известняка, %;
b – содержание SiO2+Al2O3 в известняке, %;
d – содержание CaO + MgO в известняке, %.
Кислые флюсы применяются очень редко и как правило в виде железистых кварцитов. Их добавляют обычно при плавке высокоглиноземистых железных руд и агломератов (>20% Al2O3), когда SiO2 разжижает тугоплавкие глиноземистые шлаки.
Глиноземистые флюсы применяют при плавке малоглиноземистых железорудных материалов. Без Al2O3 известкомагнезиальные шлаки тугоплавки и недостаточно подвижны. Глиноземистые флюсы применяют также при выплавке литейных чугунов и особенно специальных чугунов (например, зеркального) с целью более полного восстановления кремния и марганца.
Глиноземистыми флюсами могут быть бокситы (Al2O3*nH2O), глинистые сланцы и высокоглиноземистые руды.
В доменную шихту вводят различные добавки. В первую очередь сюда относятся отходы металлургического производства: конверторный и сварочный шлаки, доменный шлак при выплавке ферромарганца, окалина, в редких случаях марганцевая руда.
Как видно из таблицы 2.10 все добавки за исключением окалины имеют
Таблица 2.10 – Химический состав металлургических
шлаков и суррогатов железных руд, %
Наименование добавок | Fe | Mn | P | S | SiO2 | Al2O3 | CaO | MgO |
Конвертерный шлак | 6-10 | 4-8 | 0,4-0,8 | 0,1-0,2 | 14-20 | 2,5-4 | 45-55 | 6-7 |
Сварочный шлак | 47-54 | 0,7-0,9 | 0,11-0,13 | 0,3-0,6 | 31-33 | 1,6-4,0 | 0,4-4,0 | 0,2-7,0 |
Доменный шлак при выплавке FeMn | 0,23 | 9,6 | – | 2,8 | 30,0 | 8,0 | 38,0 | 5,0 |
Окалина | 63,0 | 0,33 | 0,30 | 0,10 | 7,25 | 1,17 | 0,2 | – |
Никопольская марганцевая руда** | 1,90 | 28,0 | 0,21 | 0,045 | 8,95 | 1,64 | 12,6 | 2,76 |
Чиатурская аглоруда | 1,6-1,7 | 16-22 | 0,16 | 0,17 | 30-33 | 3,5 | 8,00 | – |
Полуночное месторождение | 4,2 | 25,0 | 0,17 | 0,4 | 34,0 | 5,0 | 3,0 | 2,0 |
Марсятское | 7,3 | 20,0 | 0,44 | 0,2 | 33,0 | 6,0 | 4,0 | 3,0 |
Атасуйское | 2,6 | 35,0 | 0,04 | 0,28 | 14,1 | 4,5 | 4,1 | 1,5 |
Мазульское | 10,5 | 20,0 | 0,34 | 0,04 | 32,0 | 7,0 | 2,1 | 3,0 |
Усинское | 4,9 | 25,0 | 0,17 | 0,80 | 25,0 | 2,0 | 7,0 | 2,0 |
________________
*) может быть плавиковый шпат 5-10%;
**) сумма Na2O; K2O 0,6÷0,8%.
высокое содержание SiO2 20-30%, что значительно обедняет шихту железом и приводит к увеличению удельного расхода кокса. Однако безотходная технология металлургического производства требует переработки этих отходов в доменных печах. Требования оздоровления экологии металлургических регионов в дальнейшем будут возрастать и переработка сталеплавильных шлаков в доменных печах будет увеличиваться. Поэтому необходимо вовлекать в доменное производство богатые железные руды и получать концентраты при обогащении с содержанием Fe не менее 68%. Шламы всех видов металлургического производства используются на аглофабриках.
Различают следующие способы формирования штабелей на складах (рис.2.2): шевронный, продольными и поперечными полосами: при непрерывном и шаговом перемещении укладчика, комбинированные.
На рудных дворах аглофабрик и доменных цехов в основном применяется эстакадное складирование шихтовых материалов с продольным их размещением в штабелях. Как правило, для каждого складируемого материала предусматривается не менее 2-х штабелей. Один штабель формируется, а другой выбирается. Выборка материалов производится с конца штабеля вертикально до основания штабеля. Затем выбирается следующий участок штабеля вертикально до его основания и так поочередно до второго конца продольного штабеля.
Сырые материалы, поступающие на рудные дворы аглофабрики или доменного цеха, должны разгружаться в строгом соответствии с установленными фронтами разгрузки, которые устанавливаются администрацией аглофабрики или доменного цеха.
Изменение фронтов выгрузки материалов производится по указанию заместителей начальников аглофабрики и доменного цеха по шихте. Качество сырых материалов и кокса, поступающих в доменный цех, должно соответствовать техническим условиям (стандартам), а также паспортам-сертификатам, которые являются основным документом при приемке материалов.
В случае отсутствия паспорта или несоответствия его данных фактическому качеству сырья, а также получению некондиционного материала, работники ОТК проводят контрольное опробирование для оценки возможности его использования и составляют соответствующий акт для предъявления рекламаций поставщикам. Некондиционные материалы допускаются к разгрузке только с разрешения администрации доменного цеха или аглофабрики.
Руководство комбинатов и доменного цеха через своих представителей регулярно следят за технологическими режимами производства кокса, агломерата и окатышей на КХЗ и аглофабриках - поставщиках сырых материалов. Химические анализы, прочностные параметры и гранулометрический состав шихтовых материалов своевременно представляют сменному персоналу доменных печей и эти данные заносятся в печковые журналы. Это является необходимым условием поддержания устойчивого теплового режима плавки, ровного хода печей и высоких технико-экономических показателей.
В технологических инструкциях производства чугуна на всех металлургических комбинатах и заводах представлены характеристики шихтовых материалов и топлива, которыми доменщики руководствуются при оценке поступающих материалов от поставщиков. В таблицах 2.3; 2.4; 2.5; 2.6; 2.7 и 2.9 представлены химические анализы, прочностные характеристики и гранулометрический состав агломератов, окатышей, кокса, известняков всех основных МК, КХЗ, карьеров в России, Украине и Казахстане.
В таблице 2.11 представлены насыпные массы сырых материалов, которые необходимы для соответствующих расчетов.
Таблица 2.11 – Насыпная масса сырых материалов
Наименование материалов | Масса, т/м3 |
Агломерат фр. 80-0мм | 1,6-1,8 |
то же, фр. > 80мм | 1,4-1,5 |
фр. 80-60мм | 1,45-1,55 |
фр. 60-40мм | 1,5-1,6 |
40-25мм | 1,6-1,7 |
25-10мм | 1,7-1,8 |
10-5мм | 1,8-1,9 |
<5мм | 1,9-2,1 |
Окатыши | 2,15-2,20 |
Руда железная кусковая | 2,3-2,4 |
Руда марганцевая | 1,4-1,6 |
Известняк | 1,4-1,7 |
Кокс | 0,46-0,50 |
Щебень | 1,1-1,15 |
Шлаковая пемза | 0,8-0,85 |
Граншлак | 1,1-1,15 |
Окалина | 2,2-2,4 |
Коксик | 0,55-0,60 |
Сварочный шлак | 1,8-2,0 |
Шлак доменный | 1,45-1,55 |
Дальнейшее усреднение шихтовых материалов происходит при их выгрузке и заборе из бункеров. Объем бункеров предусматривается из расчета работы доменной печи в течении не менее суток. Схема расположения материалов по бункерам рассматривается и утверждается администрацией доменного цеха.
Загрузка материалов в бункера производится горизонтальными слоями из разных маршрутов по фронту всех бункеров, занятым одним материалом (агломератом, окатышами, известняком, добавками). Выгрузка материалов из бункеров производится вертикальными слоями в определенной последовательности. Не допускается выборка материалов из бункера более половины их емкости (лучше одной трети), чтобы уменьшить сегрегацию материалов по крупности.
Во время разгрузки материалов в бункера нельзя допускать попадание их в смежные бункера с другими материалами. Не допускается попадание в бункера посторонних предметов, для чего предусмотрены решетки. При неисправных решетках запрещается загрузка в такие бункера сырых материалов. Негабаритные предметы удаляются немедленно, как только они появляются на решетках, за что отвечают бригадиры бункеров.
Кокс выгружают в два больших бункера расположенных над скиповой ямой. Объём коксовых бункеров по 700м3 для печей среднего объёма и по 1200м3 для ДП > 2000м3. Под бункерами находятся грохоты для отсева коксовой мелочи и весовые воронки. Для ДП №2 МК «Запорожсталь» большие бункеры над скиповой ямой предусмотрены для железорудной части шихты, а кокс разгружается в бункера рудной эстакады. В этом случае предусмотрены четыре больших бункера по 800 м3 каждый. Три бункера под агломерат и один для добавок (или два под агломерат, один для окатышей и один для добавок). При таком расположении бункеров отпадает потребность в пластинчатом транспортере (горячий агломерат), поскольку кокс холодный и его выгрузка из бункеров производится на обычный ленточный транспортер с отсевом мелочи установленной крупности.
Из весовых коксовых и рудных воронок материалы попадают в скипы, которые по наклонному мосту доставляют их на колошник печи в загрузочные устройства. Бесперебойная загрузка шихтовых материалов в установленной последовательности и количестве является одним из важных факторов, обеспечивающих ровный и устойчивый ход печи.
Отклонения при взвешивании рычажными весами допускаются не > 0,5%, а тензометрическими не > 0,25%. Весовые воронки еженедельно проверяются контрольными грузами и результаты проверки заносятся в специальный журнал. Загрузка шихты при неисправных весовых воронках запрещается.
Дата публикования: 2015-01-23; Прочитано: 774 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!