Национальная
металлургическая академия Украины, г Днепропетровск,
ПРИМЕНЕНИЕ
ДОБАВОК МЕТИЗНОГО ШЛАМА ПРИ ПРОИЗВОДСТВА ЖЕЛЕЗОРУДНЫХ
ОКАТЫШЕЙ
При производстве железорудных окатышей на металлургических предприятиях стран СНГ в качестве связующего материала используют 0,5...1,0 % бентонита. За рубежом, помимо бентонита, применяют гашеную известь, хлористый кальций и железный купорос в количестве 5...13 % от массы шихты. При нагреве шихты указанные добавки быстро затвердевают, что способствует образованию ячеистой структуры окатыша, и далее достаточно легко удаляются без нарушения его структуры.
Нами исследована возможность получения окатышей при введении вместо бентонита добавок железосодержащих шламов ОАО «Днепрометиз». Состав компонентов шихты приведен в табл.1.
Материал |
Химический состав, % |
||||||
Feобщ |
FeO |
SiO2 |
CaO |
MgO |
Al2O3 |
прочие |
|
концентрат |
66,20 |
28,02 |
8,40 |
0,52 |
0,34 |
0,30 |
1,42 |
известь |
- |
- |
1,17 |
87,80 |
0,65 |
0,15 |
11,30 |
известняк |
- |
- |
1,62 |
46,80 |
5,82 |
- |
43,04 |
бентонит |
4,20 |
1,30 |
61,97 |
3,44 |
2,40 |
15,40 |
0,19 |
Сырые окатыши с бентонитом стандартной основности, а также окатыши с добавками 0,5; 1,0 и 2,0 % шлама, содержащего 35...40 % дигидрата сульфата кальция (CaSO4×2H2O), 6...7 % кварца (SiO2) и до 50 % жидкой фазы, состоящей из 27...28 % сульфата железа (FeSO4), подвергали сушке в интервале температуры 200...600° С и нагреву до температуры 1100° С, а также последующему обжигу (при температуре 1250° С) и охлаждению.
Результаты экспериментов показали, что при замене бентонита на 0,5 и
1,0 % шлама и использовании извести в качестве флюса прочность сырых окатышей
практически не изменяется. Так, если окатыши базового варианта имеют значение
предела прочности 2,00...2,03 кг/окатыш, то окатыши с добавкой 0,5 % шлама -
1,95...2,00 кг/окатыш, и окатыши добавкой 1,0 % шлама - 1,80...1,90 кг/окатыш,
однако при добавке 2,0 % шлама величина данного показателя не превышает 0,95...1,18
кг/окатыш.
Для окатышей, обожженных в электропечи, были
зафиксированы аналогичные результаты. Так, предел прочности на сжатие окатышей
с добавками 0,5 и 1,0% шлама характеризуется значениями 200...210 кг/окатыш,
(окатыши базового варианта - 205...220 кг/окатыш), но окатыши с добавкой
2,0 % шлама - 80...120 кг/окатыш.
При добавках шлама в состав шихты наблюдается повышение
содержание железа в готовом продукте:
при добавке 0,5 % шлама возрастает с 60,35 до 60,82 %, при добавке 1,0 %
шлама - до 60,75 %, однако при добавке 2,0 % шлама снижается (до 59,87 %),
что является недопустимым.
В данной серии опытов практически вся сера, внесенная
шламом в шихту, зафиксирована в готовом продукте: содержание серы в окатышах повысилось от
0,016...0,017 % (при базовом варианте) до 0,05...0,07 % (с добавкой 0,5 %
шлама), до 0,10...0,14 % (с добавкой 1,0 % шлама) и 0,194...0,213 % (с добавкой
2,0 % шлама).
Известно, что с увеличением содержания серы в окатышах
при выплавке чугуна в доменных печах повышается расход кокса. Однако, замена
бентонита добавками метизного шлама (0,5 и 1,0 %) может почти полностью
компенсировать такой перерасход благодаря наблюдаемому обогащению шихты
железом.
При использовании известняка в качестве флюса обожженные окатыши по своим прочностным показателям соответствовали окатышам первой серии, а по содержанию серы в готовом продукте имели даже лучшие показатели. Так, в обожженных окатышах базового варианта зафиксировано 0,018...0,020 % серы, в окатышах с добавкой до 0,5 % шлама в шихту ее величина не превышала 0,022..0,035 % и с добавкой 1,0 % шлама - 0,032...0,037 %. Такое снижение содержания серы в готовых продуктах при изменении флюса объяснить трудно, что требует проведения дополнительных исследований.
Далее обжиг окатышей проводили в агломерационной установке при аналогичном режиме при использовании теплоты горновых газов, просасываемых через слой материала в условиях, близких к условиям обогатительной фабрики. Качественные показатели обожженных окатышей несколько отличаются от показателей окатышей первых двух серий. Так, значения предела прочности обожженных окатышей базового варианта снизились до 185...190 кг/окатыш; обожженных окатышей с 0,5 % добавкой шлама - до 180...185 кг/окатыш, и окатышей с 1,0 % добавкой шлама - до 145...160 кг/окатыш.
Однако производительность агломерационной установки при
обжиге окатышей оставалась остаточно высокой:
если при использовании бентонита ее величина составляет 1,0...1,05
т/(м²×ч), то
при добавке 0,5 % шлама - 0,98...1,02 т/(м²×ч) и добавке 1,0 % шлама - 0,94...0,96 т/(м²×ч).
В процессе обжига окатышей зафиксировано удаление серы.
Содержание серы в обожженных окатышах с добавкой 0,5 % шлама (0,018...0,022 %)
незначительно превышает ее содержание в окатышах базового варианта
(0,017...0,018 %), при добавке 1,0 % шлама ее величина заметно повышается
(0,028...0,038 %), однако такое увеличение ее компенсируется возрастанием
содержания железа в полученном продукте.
Таким образом, результаты проведенных исследований свидетельствуют о возможности частичной или полной замены бентонита добавками метизного шлама в составе шихты для производства окатышей.