Проф., к.т.н. Манжурин И.П., магистр Сидорина Е.А.

Карагандинский государственный технический университет, Казахстан

Способы окускования железных руд

Пылевидная и мелкая руда, тонко измельченные концентраты (после обогащения) уносятся из доменной печи потоком газов. Это нарушает ход

доменной плавки и приводит к снижению производительности. Поэтому полученный в результате обогащения мелкий рудный концентрат должен быть превращен в прочный кусковой материал, который не истирался бы при опускании в печи и не забивал бы проходы для поднимающихся газов. Наиболее распространенными способами окускования являются агломерация и производство окатышей (окомкование).

Агломерация - процесс окускования мелких железорудных материалов осуществляется путем сжигания топлива в слое спекаемого материала. Железная руда, концентрат и возврат крупностью не более 8-10 мм поступают в шихтовые бункера смесительного отделения аглофабрики. Коксовая мелочь и известняк перед загрузкой в шихтовые бункера дробятся до фракции 0-3 мм. Из бункеров компоненты шихты в строгом массовом соотношении направляются транспортером в барабанный смеситель, где частично увлажняются и тщательно перемешиваются. Из барабанного смесителя шихта поступает на окончательное увлажнение и окомкование в барабанный окомкователь, а затем равномерным слоем укладывается на движущуюся ленту агломерационной машины. Движущаяся шихта, проходя под зажигательным горном, зажигается и спекается вследствие горения топлива за счет кислорода воздуха, непрерывно просасываемого через слой шихты эксгаустером. Готовый агломерат разгружается на стационарный колосниковый грохот, где разделяется на фракции. Агломерация осуществляется на машинах ленточного типа. При агломерации происходит частичное восстановление окислов железа и, что особенно важно, из руды на 85-95% удаляется сера. Куски агломерата крупностью более 10 мм направляются в доменный цех. Более мелкий агломерат возвращается на переработку (возврат). В металлургии применяется только офлюсованный агломерат. Для его получения в шихту вводится мелко измельченный флюс - известняк. Применение офлюсовнного агломерата улучшает условия образования шлака в доменной печи, ускоряет процесс плавки, уменьшает затраты топлива, приводит к значительному повышению производительности доменной печи (на 25-30%) и снижению расхода кокса (до 20%).

Окускование. Использование бедных железных руд в доменной плавке стало возможным лишь после глубокого их обогащения. Окускование продукта обогащенных железных руд - тонкоизмельченного концентрата - методом агломерации не очень выгодно вследствие снижения производительности агломерационных машин и ухудшения качества агломерата. Поэтому в последние годы получил значительное развитие новый метод окускования тонкоизмельченных концентратов, называемый окатыванием. Готовый продукт окатывания называется окатышами. Процесс производства окатышей сводится к получению из концентрата сырых шаров диаметром 10-25 мм и последующего их обжига при температуре 1200-1350° С. В большинстве случаев исходным сырьем для производства окатышей служит магнетитовый концентрат - продукт магнитной сепарации.

Охлажденные окатыши разгружаются на грохот. Фракции >10 мм направляются в доменный цех, а фракции 0-10 мм являются возвратом. Содержание железа в окатышах зависит от богатства концентрата и обычно составляет 62-65%. Стоимость окускования концентрата методом окатывания на 20-30% ниже агломерации. Однако наиболее точным критерием эффективности методов окускования может быть лишь себестоимость выплавляемого чугуна.

В настоящее время разрабатываются методы получения частично восстановленных (металлизированных) железорудных материалов для доменной плавки, т. е. ставится задача удалять из руды в процессе ее подготовки не только пустую породу, но частично и кислород окислов железа. Для этого в шихту окатышей добавляется тонкоизмельченный уголь с целью создания внутри окатыша при обжиге восстановительной атмосферы. В готовых окатышах содержится до 40% металлического железа. Другим направлением получения металлизированных материалов является предварительная обработка их восстановительными газами СО, Н₂ и СН₄ в шахтных или трубчатых печах, или на конвейерных машинах в процессе окускования. Использование в доменной печи железорудных материалов, содержащих до 40% восстановленного железа, позволит уменьшить расход кокса на 21% и повысить производительность печи на 25%.

Брикетирование. Брикетированием называется процесс прессования пылеватых руд и концентратов в куски одинаковой формы с добавкой или без добавки связующих веществ. Для улучшения металлургических свойств брикетов они подвергаются термической или химической обработке. Крупность руды для брикетирования не должна превышать 5 мм. Брикетирование руд без добавки связующих веществ осуществляется прессованием под давлением. Сырые брикеты подвергаются высокотемпературному обжигу (1200°С и выше), в процессе которого происходит упрочнение брикетов. Этот способ брикетирования применяется в Швеции и Норвегии.

Литература

1.Бабич В.К., Лукашкин Н.Д., Морозов А.С. и др. Основы металлургического производства.-М.: Металлургия, 1988.-272 с.

2.Полтавец В.В. Доменное производство. –М.: Металлургия, 1982.- 448 с.