/
Текст
В. И. ГУБАНОВ, А. М. ЦЕЙТЛИН
РАБОЧЕГО
АГЛОМЕРАТЧИКА
В. И. ГУБАНОВ, А. М. ЦЕИТЛИН
РАБОЧЕГО-
АГЛОМЕРАТЧИКА
ОДОБРЕНО УЧЕНЫМ СОВЕТОМ
ГОСУДАРСТВЕННОГО КОМИТЕТА СССР
ПО ПРОФЕССИОНАЛЬНО-
ТЕХНИЧЕСКОМУ ОБРАЗОВАНИЮ
В КАЧЕСТВЕ УЧЕБНОГО ПОСОБИЯ
ПРИ ПРОФЕССИОНАЛЬНОМ ОБУЧЕНИИ РАБОЧИХ
НА ПРОИЗВОДСТВЕ
ЧЕЛЯБИНСК
«МЕТАЛЛУРГИЯ»
ЧЕЛЯБИНСКОЕ
ОТДЕЛЕНИЕ 1987
УДК 669.1:622.785
Рецензент Ю. С.' Брагин
УДК 669.1:622.785
Губанов В. И., Цейтлин А. М. Справочник ра-
бочего-агломератчика.— Ч.: Металлургия, 1987.—207 с.
Рассмотрены все элементы технологии производства
агломерата: от подготовки шихты до получения готового
продукта. Большое внимание уделено методикам опреде-
ления и направлениям повышения качества агломерата.
Рассмотрены вопросы организации работ, автоматизации
агломерационного производства и охраны труда на агло-
мерационных фабриках.
Для рабочих и мастеров агломерационного производ-
ства. Ил. 35. Табл. 14. Библиогр. список: 12 назв.
Г 2602000000—040
50—88
040(01)—88
© Издательство «Металлургия», 1987.
ПРЕДИСЛОВИЕ
г- — -... - .1. .
Разработанная XXVII съездом КПСС стратегия ускоре-
ния научно-технического прогресса предусматривает ин-
тенсификацию всех отраслей народного хозяйства.
Черная металлургия является основой всей промыш-
ленности нашей страны: нет такой отрасли народного
хозяйства, . где не использовали бы черные металлы.
В настоящее время практически все виды продукций
черной металлургии получают с использованием чугуна,
выплавляемого в доменных печах.
Дальнейшая интенсификация доменного производства,
имеющего на вооружении современные доменные печи
объемом 3200, 5000 и 5500 м3, определяется уровнем
подготовки железорудного сырья к доменной плавке.
Добываемые железные руды и концентраты из них
не подходят для непосредственной загрузки в доменные
печи вследствие неблагоприятного гранулометрического
состава. Содержание большого количества мелочи в ших-
те приводит к значительному ухудшению технико-эконо-
мических показателей доменной плавки. Поток газов в до-
менной печи выносит из нее частицы мельче 3—4 мм,
кроме того, мелочь неблагоприятно влияет на газопро-
ницаемость столба шихты, а также вызывает значитель-
ные колебания нагрева доменных печей, что приводит
к расстройству их хода. Окускование железных руд и
концентратов сокращает расход кокса и повышает про-
изводительность доменных печей.
Окускование проводят двумя способами: агломерацией
и окомкованием (т. е. получением окатышей). Уровень
производства агломерата (более 150 млн т/год) позво-
ляет выделить агломерацию железных руд и концентра-
тов в самостоятельную подотрасль черной металлургии.
Развитие аглопроизводства шло по пути создания крупных
Г • 3
единичных мощностей (агломашин площадью спекания
312 м2) и применения новых технологических приемов,
позволяющих интенсифицировать процесс спекания; по-
высились требования к качеству агломерата, разрабо-
таны ГОСТы для определения его характеристик; возрос
уровень механизации и автоматизации аглопроизводства.
Стоящие перед металлургами задачи по интенсифика-
ции отрасли требуют значительных усилий по коренной
перестройке аглопроизводства, в основном, на базе ре-
конструкции действующих аглофабрик. Основной упор
делают на модернизацию аглооборудования, все более
полную автоматизацию производства и существенное
повышение качества агломерата. Одновременно должны
«обеспечиваться хорошие условия труда для персонала
агломерационных фабрик, а также защита окружающей
среды от вредных выбросов.
Решение этих задач невозможно без высокой профес-
сиональной подготовки каждого работника. В справоч-
нике приведены теоретические основы процесса агломера-
ции, описаны технологические операции, основное обору-
дование и элементы автоматизации аглопроизводства.
Рассмотрены действующие методики определения ка-
чества агломерата, а также некоторые технико-экономи-
ческие показатели аглэпроизводства.
Глава I.
ШИХТОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ АГЛОМЕРАЦИИ
Шихту для производства агломерата составля-
ют из следующих основных компонентов: кон-
центрата, железной руды, флюса, топлива и
возврата агломерата. Дополнительно в шихту
вводят различные отходы производства: колош-
никовую пыль, доменные и сталеплавильные
шламы, прокатную окалину и др., являющиеся
дешевыми заменителями железной руды.
1. Состав и свойства руды, флюсов, топлива
и добавок
Руды
При ai номерации используют железные руды
и концентрат, а также иногда марганцевые
руды. Руды представляют собой совокупность
различных минералов. Минералы, содержащие
добываемый металл, называются рудными. Же-
лезные руды классифицируются по типу руд-
ного минерала. Характеристика важнейших
железных руд дана, в табл. 1.
Деление железных руд на группы зависит
также от состава пустой породы: кремнистой
(SiO2), магнезиальной (MgO) и глиноземи-
стой (А12Оз). Дополнительно выделяются р>-
5
Таблица 1. Характеристика основных типов железных руд
Тип руды Минерал Химическая формула Цвет Плот- ность, г/см3 Теоретиче- ское содер- жание же- 1 леза, % Основные месторож- дения в СССР
Гематитовые (красные железняки) Гем а гнт F е2О3 Красновато- темный, стальной, серый 5,26 70 Криворож- ское, Атасуй- ское, КМА
Магнетито- вые (магнит- ные желез- няки) Магне- тит Fe3O4 Черный 5,17 72,4 Оленегор- ское, Ковдор- ское, Соко- ловское, Сар- байское, КМА, Качка- нарское
Мартитовые Тонкая смесь магне- Черный, 5,0— 1 — Криворож-
и полумарти- товые тита и гематита темно- красный —5,2 ское, КМА
Бурые железняки Гетит Fe2O3 Н20 Темно-бурый 4,0— —4,6 62,9 Керченское, Аятское, Ли- саковское
Сидеритовые (шпатовые железняки) Сидерит FeCO3 Светло и желто-серый 3,9 48,3 Бакальское
ды с самоплавкой пустой породы, они имеют
природную основность CaO/SiO2 = 0,6 ч-1,1, что.
позволяет проводить доменную плавку без при*
менения основного флюса.
Важным свойством руд является наличие
примесей. К вредным примесям относят серу,
фосфор, мышьяк, цинк, свинец, медь, щелочи,
а к полезным — марганец, никель, хром, вана-
дий. В табл. 2 приведены химические составы
руд различных месторождений.
Топливо
При агломерации используют твердое топливо
(коксовую мелочь, антрацитовый штыб, тощие
угли и др.), жидкое (мазут) и газообразное
(коксовый, доменный и природный газы).
Основной характеристикой топлива является
его теплотворная способность QpfI, которая
определяется количеством тепла, выделивше-
гося при сгорании единицы топлива:
Q^h. МДж/кг
(для газов МДж/м3)
Коксовая мелочь ....................... 28
Тощие угли.............................27
Антрацитовый штыб......................29
Мазут..................................39
Природный газ..........................34
Коксовый газ........................ 18
Доменный газ...........................3,75
Для процесса спекания используют коксовую
мелочь, тощий уголь, антрацитовый штыб и др.
•х 7
Таблица 2. Химический состав железорудных концентратов ц. -аглоруд
Ви/i сырья Массовая доля, %
Fe FeO SiO2 CaO MgO A12O3 Мп О Р2О5 S TiO2 п.п.п.
Железо- рудный концентрат Оленегор- ский 65,40 25,40 7,9 0,30 0,39 0,28 0,09 0,02 0,03 Нет св.
Ковдорский 63,42 24,2 1,2 0,62 5,9 2,24 0,51 0,18 0,36 0,89 »
Костамукш- ский 65,74 27,81 8,0 0,17 0,2 0,27 0,34 0,06 0,034 0,17 0,5 '
Лебедин- ский 68,38 28,27 4,4 0,2 0,24 0,17 — 0,03 0,03 0,43 .
Стойлен- ский 65,80 26,57 7,58 0,29 0,30 0,25 0,06 0,06 0,01 0,04 0,56
Михайлов- ский 63,74 24,62 10,11 0,23 0,21 0,05 0,02 0,04 0,01 0,01 0,07
Комбината «КМА- руда» 66,1 28,01 7,35 0,20 0,28 0,20 - 0,03 0,04 0,64
К) ГОК а 64,30 27,50 9,35 0,18 0,43 0,22 0,04 0,16 0,02 -— 0>06,
НКГОКа ... 65,50 26,90 8,2 0,18
ЦГОКа 65,50 25,2 7.68 0,24
СевГОКа... 64,6 27,2 8,91 0,43
Ингулецко- го ГОКа 63,2 26.9 10.27 0,40
Полтавско- го ГОКа.... 62,2 27,9 11,5 0,39
Камыш-Бу- рунского ГОКа 44,57 1.64 12.91 1,52
Азербайд- жанского ГОКа 60,22 19,66 6,80 4,95
Качканар- ский 61,49 24,39 4,21 1,40
Соколовско- Сарбайский 66,54 29,01 3,74 1J7
Лисаков- ский грави- тационный 48,93 1,30 10,8 0,27
Лисаков- ский обжиг- магнитный 61,74. 31,9 5,67 0,28
0,34 0,16 0,05 0.02 0,05 — 0,06
0,21 O'52 0,06 0,06 0,02 — 0,20
0,51 0,16 0,05 0,01 0,04 — 0,67
0.67 0,44 0,05 0,04 0,15 — 0,59
0,90 0,33 0,03 0,01 0,05 — 0,84
0,69 3,73 1,59 2,66 0,12 0,16 12,05
1,07 1,10 0,38 0,07 0,11 0,05 *•—-
2,63 2,70 0,15 0,16 0,1 2,8 —
0,79 1,05 0,17 0,03 0,30 0,18 Нет св
0,36 4,59 0,23 1,6 0,01 0,14 12,3
0,30 6,05 0,29 2,03 0,03 0,14 0,25
Вид сырья
Ге FeO SiO2 CaO
Канарский 65,00 28,7 4,60 1,00
Темир- Тауский ... 59,50 23,00 4,80 3,50
Тейский .... 55,0 20,5 7,50 1,30
Коршунов- ский 63,33 23,57 3,70 1,40
Лебяжин- ский 61,00 23,50 7,20 3,10
Высокогор- ский 58,1 20,1. 8,10 3,10
Рудногор- ский 58,0 18,0 4,60 3,20
Аглоруда Михайлов- ская 52,9 И.7 13,64 1,60
Стойлен- ская 51,96 5,14 13,40 1,07
Криворож- ская 55,00 1,00 17,00 0,20
Продолжение табл- 2
Массовая доля, %
MgO AI2O3 Мп О р2о5 S TiO2 п.п.п.
1,00 2,10 0,26 0,07 0,25 Нет св.
1,60 2,80 0,20 0,09 0,70 0,15 Нет св.
5,80 3,10 0,30 0,05 0,06 0,35 3,7
3,02 2,42 0,08 0,25 0,10 0,25 1,17
2,10 2,90 0,31 0,32 0,07 — 1,10
1,80 2,30 0,80 0,15 0,05 — 0,5
2,80 2,20 0,15 0,69 0,02 — Нет св.
0,40 2,33 0,02 0,09 0,22 —- 6,60
0,44 5,30 0,23 0,06 0,04 0,10 5,75
0,10 2,40 0,08 0,14 0,02 —. 1,50
Керченская табачная 39,66 1,86 18,46 1,75 0,96’ 4,65 1,55 2,34 0,14 0,21 11,95
Соколовско- Сарбайская 52,00 21,30 14,2 4,90 2,70 2,70 0,12 0,25 1,15 0,25 2,80
Краснока- менская .... 46,9 Нет 16,3 7,78 1,51 Нет св. 0,14 0,09 Нет 4,3
Абаканская 47,2 св. » 17,5 6,38 1,95 4,2 0,24 0,21 2,15 св. 0,20 8,4
При сгорании топлива остается зола, хими-
ческий состав которой приведен в табл. 3.
Флюсы,
Основные флюсы (известняк и доломит) вво-
дят в агломерат для получения заданной ос-
новности. Использование офлюсованного агло-
мерата позволяет вывести из состава домен-
ной шихты сырой известняк, что положительно
влияет на ход доменной плавки и значительно
снижает расход кокса. Экономия кокса состав-
ляет 20—30 кг на каждые 100 кг известняка,
выведенные из состава доменной шихты.
В табл. 4 приведен химический состав из-
вестняка основных месторождений.
Металлургические отходы
Отходы металлургического производства (пыль,
шламы, окалину и др.) наиболее целесообразно
использовать при агломерации. Химический
состав некоторых видов отходов дан в табл. 5.
Наибольшие сложности возникают при ути-
лизации влажных шламов, а также доменных
и сталеплавильных, содержащих вредные ве-
щества: цинк, свинец и щелочй. Приведенное
содержание железа в шламе должно быть не
тиенее 45 Vo, а содержание цинка и щелочей
(Na2O + K2O) должно обеспечивать' общее
12
Таблица 3. Химический состав золы кокса
Кокс Массовая ЮЛЯ, %
SiO2 А12Оз Ре2Оз CaO MgO so3 Р2О5 Мп О
Магнито- горский 47,0 26,5 9,5 5,4 1,8 1,85 1,0 0,11
Кузнецкий 49,6 24,1 7,9 4,9 2,1 3,94 1,1 0,13
Западно- Сибирский 51,8 25.5 8,5 3,5 2,9 2,31 0,65 0,25
Череповец- кий 58,0 22,6 4,2 4,3 1,9 1,67 0,25 -—
Орско-Хали- ловский 48,7 25,8 10,0 4,4 1,0 3,20 0,70 —-
Караган- динский 50,0 30,0 9,0 3,8 0,8 1,30 0,75 —
Челябин- ский 50,5 21,6 11,6 6,9 0,5 — _ 0,64 0,30
Запорож- ский 36,3 22,2 32,4 5,1 1,7 1,90 0,3 0,39
Жданов- ский 38,1 21,3 32,5 5,2 1,5 0,75 0.39 0,44
Донецкий 37,8 21,7 30,3 3,6 1,6 0,78 0,31 0,20
Коммунар- ский 39,0 24,0 28,6 4,1 1,6 1,06 0.20 0,4
Криворож- ский 42,4 22,4 26,0 2,8 1,5 2,05 0,12 0,26
Новолипец- кий 44,8 24,6 21,9 2,3 1,0 —
Нижнета- гильский.... 56,1 20,4 8,1 5,5 2,4 3,4 0,66 —
Таблица 4. Химический состав известняка
Месторож- дение Массовая доля, %
СаО MgO SiO2 А1 гОз Fe2O3 Р2О5 so3 п. п. п.
Пикалев- ское 53,0 1,1 1,4 0,2 0,50 0,02 0,05 43,73
Барсуков- ское 54,0 0,78 0,79 0,12 0,55 Сл. 0,13 43,13
Студенов- ское 53,0 1,50 1,50 0,50 0,30 ' 0,03 43,17
Еленовское, известняк: обычным 53,5 0,70 1,60 0,80 0,70 0,03 0,30 42,37
доломи- тизиро- ванныи 40,0 14,0 1,60 0,80 0,03 0,03 0,50 42,37
Каракуб- ское 54,0 0,70 1,30 0,50 0,30 0,01 0,30 42,39
Балаклав- ское 54,0 0,50 2,00 0,60 0,40 0,055 0,045 42,40
Садахлин- ское 54,0 0,35 2,00 0,50 0,35 0,010 0,13 42,66
Аккерманов- ское 54,0 52,0 0,7 1,70 0,50 0,50 0,03 0,04 0 12 42,53
Агаповское 3,5 1,50 0,50 1,15 0,03 42,70
Тургояк- ское 54,77 0,3 0,54 0,438 0,74 0,027 0,015 43,17
Гурьев- ское 54,0 0,60 1,50 0,25 0,15 0,10 0,66 43,23
Лондоков- ское 53,70 0,32 2,28 1,12 0,53 0,11 0,15 41,79
Южно-То- парское .... 54,0 0,55 1,00 0,35 0,55 0,08 0,05 43,42
14
поступление их с шихтой в доменную печь
не более 0,3 кг/т чугуна для цинка и 4—7 кг/т
чугуна для оксидов щелочных металлов.
2. Складирование и усреднение сырых
материалов
Аглофабрики получают сырье от горно-обога-
тительных фабрик по железной дороге. Вагоны
разгружают вагоноопрокидывателями ротор-
ного и башенного типа непосредственно в при-
емные бункеры фабрики или в рудную тран-
шею. Затем материалы поступают на накопи-
тельные и усреднительные склады открытого
и закрытого типов.
Складирование материалов проводят, во-пер-
вых, для создания запасов сырья с целью
обеспечения бесперебойной работы аглофабри-
ки; во-вторых, для усреднения шихтовых мате-
риалов.
Химический, минералогический и грануло-
метрический составы руд и концентратов, по-
ступающих на аглофабрики, непостоянны.
Использование в доменной печи сырья с боль-
шими колебаниями состава вызывает необхо-
димость вести плавку с избытком топлива во
избежание расстройства хода печи. Для до-
менной плавки необходимо обеспечить колеба-
ния содержания железа в агломерате не более
0,3—0,5 % от заданного.
15
Таблица 5. Химический состав
Отходы Массовая
^еобщ SiO2 СаО А12Оз MgO
ММК:
колошниковая пыль ... 49,35 6,46 7.02 1,86 1,78
шлам аглофабрики .... 51,53 6,03 9,51 1,43 2,06
доменный шлам 41,09 5,93 4,13 2,15 1,08
мартеновский шлам ... 64,2 0,67 0,80 0,17 1,03
НТМК:
колошниковая пыль .... 46,15 5,40 5,38 3,02 2,54
доменный щлам 45,33 6,72 6,91 2,18 1,21
конвертерный шлам .... 66,46 1,41 2.83 0,32 0,48
мартеновская пыль .... 55,32 1,82 1,34 0,75 5,63
ОХМК:
колошниковая пыль ... 41,79 9,52 8,67 Г, 78 0,48
шлам аглофабрики .... 47,45 8.50 11,12 1,48 0,38
доменный шлам 32,61 7,95 19,56 1,86 1,39
мартеновский шлам ... 59,10 1,49 0,88 0,28 4,18
КМК:
. колошниковая пыль,,, 41,17 7,77 7,13 2,74 2,79
шлам аглофабрики № 1 58,49 5,62 3,94 2,03 1,16
шлам аглофабрики 5,92
№ 2 54,63 6,67 2,19 3,43
доменный шлам 30,85 6,86 4,78 2,85 2,13
НЛМК: 9,62 2,35 1,84
колошниковая пыль ... 42,25 9,10
шлам аглофабрики .... 52,31 8,80 6.31 1,64 1,48
доменный шлам 40,15 9,38 8,09 2,17 1,96
.конвертерный шлам
(цех № 1) 50,94 2,06 11,81 0,24 1,48
конвертерный шлам 0,17 .0.42
(цех № 2) 56,12 1,66 9,47
16
металлургических отходов
доля, %
МпО р2о5 S ZnO PbO Na£O +К2О 1 с п.п.п.
0,15 0.09 0 4 9 0.4 0.04 0.3 i 8,41 1 1.4
0.26 0.0’ 0.56 (,04 9,08 0.20 2.15 6,62-
0,12 0,07 0.40 0.68 и. 09 0.34 21,45 26,46
0,05 0,12 0,04 2.67 0,53 0,22 0.25 1,79
0,26 6.04 0.17 0.40 0.27 0.21 13.15 15,4
0,39 0,08 0.32 2 4 1 0.0' 0,45 10.07 14,25
6,4 1 0,08 0.04 0,22 (’.02 0,22 0,89 1,31
0,44 0,14 1 42 3,80 0.53 1,81 • 0,53 0.89
0,10 0,05 0.35 0.20 0.02 0,39 14,87 19,38
Л,0S 0,06 0.60 (..01 — 0,35 3,75 9 61
0,38 0,05 0.54 0,57 0,26 । 0,38 6,54 19,53-
0,74 0,04 0.7 7 2,48 1,02 1,17 0,43 0,94
0.30 0,09 0,31 0,54 0.01 0,32 17,67 19.36
0,17 — 0,47 0,04 0,0 i 0,20 2,80 4.69
0,18 0,14 0,05 0,0! 0,18 2,25 4,34
0.30 0,11 0,31 19,15 0,20 0.30 12,20 19,85
0,62 0,10 0,46 0.91 0,08 0,34 10.45 16,07
0,17 0,06 0.49 0.04 0,02 0,33 2,32 6,61
0,34 0,13 0,43 1,14 0,17 0,38 11,79 18,39
1,99 0,10 0,32 2,02 0,18 0,39 1,75 7,71
1,54 0,11 0,16 5,18 0.87 0,85 0,70 6,29
17
Отходы Массовая
Реобш. SiO2 СаО А12Оз MgO
ЧерМК: колошниковая пыль ... 44,09 8,02 8,03 1,50 1,92
шлам аглофабрики .№ 1 51,03 4,71 7,86 1,31 3,12
доменный шлам 37,86 8,74 7,54 1,66 1,40
электросталеплавиль- ный шлам 39,20 7,34 4,03 1,45 8,81
мартеновский шлам .. 56,78 2,15 1,32 2,15 2,97
Криворожстал ь: колошниковая пыль ... 44,44 9,15 7,63 1,38 0,65
шлам аглофабрики .... 49,25 8,33 8,87 1,00 0,98
доменный шлам (цех № 1) 52,70 7,77 4,67 0,75 0,82
конвертерный шлам (цех № 2) 45,85 2,93 16,07 0,36 1,46
мартеновский шлам ... 63,72 1,48 1,06 0,27 1,95
.Азовсталь: колошниковая пыль ... 38,97 18,10 9,88 1,79 1,04
шлам аглофабрики .... 48,17 10,86 9,39 1,12 0,63
доменные шламы 42,81 11,70 5,57 2,03 1,04
смесь шламов из на- копителя 18,21 28,03 5,96 13,20 2,31
Конвертерный шлак: нлмк 17,17 13,80 51,70 0,50 2,00
ЗСМК 16,20 15,20 51,32 2,17 1,87
Окалина, средний состав 63,00 7,25 0,20 1,17 —
Сварочный шлак: кмк 53,96 9,80 4,40 4,87 7,80
Енакиевского метал- лургического завода .. 47,70 33,82 0,36 1,59 0,23
Чусовского металлур- гиче-ского завода 50,00 31,00 — 2,00 —
18
Продолжение табл. S
доля. °/.
МпО Р;-О5 S Zr.O РЬО Na2O + К-.О о2 п.п.п.
0,18 0,06 0,24 0.82 0.04 0.27 12,20 17.28
0,25 0,09 0.38 0.07 0.02 0,15 5,58 9,58
0,18 0,10 0.67 3,49 0,31 0,15 14,48 22,23
7,72 0,16 0.10 3,38 0,75 0,31 1,58 9,29
1,60 0,18 0,08 4,72 1,23 0,49 0,68 2,81
0,68 0,07 0,43 0,03 0.04 0,36 1 1,24 16,76
1,08 0,05 0.44 0,04 0,04 0,24 4,15 9.90
0,26 0,03 0,23 0,05 0,02 0,23 7,86 10,80
1,36 0,1 1 0,22 0,92 0,16 0,34 3.42 1 1,58
0,92 0,06 0,06 0.87 0,15 0,20 0,89 2,15
1,08 0,64 0,47 0.26 0,05 1,63 10,75 17,73
0,15 0,10 0,21 0,04 0,04 0,44 3,76 9,39
0,32 0,19 0,65 0,63 0,12 0,63 10,77 16,35
0,25 0,25 0,63 0,93 0,2! 2,60 11,35 19,19
7,49 1,97 0,20 Нет сведений •—-
7,43 0,43 1,04 0,69 0,14 0,1 о 0,04 » 0,01 Нет 0,85
1,17 0,30 0,03 1 Нет сведении ' —
0,99 Нет св. 0,25 0,07 0,06 0,06 » Нет сведений » —
19
Усреднение рудных компонентов осуществля-
ют на усреднительных складах аглофабрик.
Цель усреднения—получение агломерата с мини-
мальными колебаниями химического состава.
Усреднение достигается послойной укладкой «
материалов в штабель с последующим забором
их с торца штабеля. Штабеля можно уклады-
вать тремя способами: 1)- рудно-грейферным
перегружателем; 2) конвейером с движущейся,
разгрузочной тележкой (автостела); 3) на-
польным штабелеукладчиком.
По конструктивным особенностям штабеле-
укладчики делятся на одноконсольные, двух-
консольные и с поворотной консолью. Несмотря'
на большое число конструкций укладочных ма-
шин, в их основу заложены два метода укладки
материала в штабель: в первом точка разгрузки
консоли штабелеукладчика в любом положении
проходит через ось штабеля, во втором пита-
тель укладывает тонкий слой материала по
всей ширине поля.
Общий вид усреднительного склада с двух-
консольным штабелеукладчиком показан Hai
рис. 1. Поступающие на усреднение материа-_
лы подводящим конвейером через разгрузоч-’
ную тележку подаются в распределительный
бункер штабелеукладчика и через рукава
бункера подаются на консольные конвейеры,
укладывающие материал в штабель при воз-:
вратно-поступательном движении укладчика.;
20
Рис. 1. Усрелнительный склад с двухконсольным штабелеукладчиком и ро-
торным усреднителем:
1 —штабель; 2 • - ленточный подводящий конвейер; 3 штабелеукладчик лвухконсольпый; 4 — ус-
реднитель; 5 — ленточный отводящий конвейер
Техническая характеристика двухконсольного
штабелеукладчика Ш2К-750
Производительность, м3/ч...................750
Высота штабеля, м...........................12
Скорость передвижения штабелеукладчика, м/с 0,8
Скорость ленты консольных конвейеров, м/с . 1.85
Ширина ленты, м............................1.4
Угол наклона конвейера, град...............15—18
Форма штабеля усредняемых материалов
может быть конусообразной и прямоугольной.
В конусообразном штабеле происходит интен-
сивная сегрегация материала, поэтому для
усреднения руд этот способ не применяют.
Наиболее широко при формировании штабеля .
используют прямоугольную форму базы с тре-
угольной формой поперечного сечения. При
таком штабеле можно использовать автомати-
ческий режим укладки и забора руды. В шта-
беле с трапецеидальной формой поперечного
сечения сегрегация при правильной укладке'
сводится к минимуму.
Для каждого сорта складируемого материа-
ла организуется не менее двух штабелей:
один — формируемый, другой — расходуемый.
Фронты разгрузки разнородных материалов
и последовательно работающих штабелей од-
ного материала должна быть четко разграни-
чены.
Руду из штабеля забирают рудно-грейфер-
ным краном, экскаватором или напольной усред-
нительной установкой.
22
Рудно-грейферными перегружателями мате-
риал из штабеля забирают уступами сверху
вниз. С одного положения крана забор мате-
риала осуществляется с каждого уступа по
одному грейферу. Проход по уступам повторя-
ется до тех пор, пока все уступы не сместятся
сверху вниз на величину промежутков между
ними (около 2,5 м). Далее грейферный кран,
переезжает на ширину раскрытого грейфера
и цикл прохода по уступам повторяется.
На складах, обслуживаемых ковшовыми экс-
каваторами, материал забирают с торцов в
разрез штабеля с таким расчетом, чтобы в
один ковш попала руда по возможности из
большего числа слоев. Должна обеспечиваться
поочередная выдача материала из зон штабеля,
характеризующихся разным гранулометриче-
ским составом.
Использование рудно-грейферных перегру-
жателей и ковшовых экскаваторов для забора
шихтовых материалов из штабеля недостаточно
эффективно, так как не обеспечивает высокого
качества усреднения.
Для эффективной выборки материала с тор-
ца штабеля нашли применение усреднительные
установки типа УБ 350-1 и У2Р-600.
Принцип действия напольных усреднитель-
ных установок УБ 350-1 следующий: усредни-
тель подъезжает к штабелю с торца, а меха-
низм подъема разрыхлителя устанавливается
23
под углом наклона, несколько превышающим
угол естественного откоса материалов в шта-
беле. Затем разрыхлителю сообщается горизон-
тальное возвратно-поступательное движение.
При наезде усреднителя на штабель зубья
разрыхлителя внедряются в материал, срезая
и осыпая его по откосу к основанию штабеля.
Поскольку срезается сразу вся торцовая по-
верхность штабеля, то в осыпавшемся материа-
ле будут находиться частицы от каждого слоя
заложенного в штабель материала. Осыпав-
шийся материал перемещается скребковым
транспортером в зону действия лопастного пи-
тателя, который укладывает материал на ленту
уборочного конвейера.
Техническая характеристика установки УБ 350-1
Высота штабеля, м........................11
Длина штабеля, м.........................400
База моста, мм........................... 5000
Колея, мм . .......................... 22400
Скорость машины при ходе, м/мин:
рабочем.................................. 0,006—0,06
холостом...............................14,8
Всего электродвигателей ............... 7
Мощность общая, кВт......................67.2
Производительность, м3/ч.................350
За рубежом распространен комплексный ме-
тод усреднения шихты, при котором в штабель
укладывают все составляющие, включая топли-
24
во и флюсы, в несколько меньшем количестве,
чем требуется. Состав шихты по содержанию
флюсов и углерода корректируют в шихтовом
отделении аглофабрики. Благодаря этому до-
стигается высокая стабильность химического
состава как шихтовых материалов, так и агло-
мерата.
Современные схемы усреднения аглошихты
разработаны для действующих аглофабрик и
проектируемых агломашин. На Череповецком
металлургическом комбинате предусматрива-
ется применение накопительных складов для
покомпонентного складирования и усреднения
сырых материалов, предварительное смешение
и озернение руднофлюсовой части аглошихты
с последующим ее усреднением.
По технологической схеме комплекса будет
осуществляться совместное усреднение олене-
горского и ковдорского концентратов с изве-
стью, известняком, марганцевой ©удой и отхо-
дами производства для получения одного
офлюсованного «монокомпонента» шихты.
Усреднительный склад будет иметь не менее
трех штабелей: один формируется, второй вы-
леживается, третий разрабатывается, при этом
вместимость одного штабеля будет обеспечи-
вать не менее чем трехсуточную работу комп-
лекса. Усреднительный комплекс рассчитан на
работу с влажными материалами в зимнее
время.
25
3. Дробление и грохочение
сырых материалов
Известняк и топливо, поступающие на агло-
фабрику, имеют крупность, превышающую не-
обходимую для успешного спекания агломера-
та. Крупность известняка и топлива должна
составлять не более 3 мм. Содержание класса
более 3 мм не должно превышать 3% для
известняка и 5% для топлива, причем для
топлива количество класса 0—0,5 мм должно
быть минимальным. Поэтому возникает необ-
ходимость дробления известняка и топлива.
Тонкий железорудный концентрат (менее
0,074 мм), мелкая аглоруда (менее 8 мм) не
нуждаются в дроблении.
Дробление — процесс уменьшения размера
кусков твердого материала до определенной
крупности.
Степенью дробления называется отношение
крупности материала к его крупности после
дробления.
Дробление выполняют следующими спосо-
бами: раздавливанием, истиранием, раскалы-
ванием, ударом и сочетанием перечисленных
выше способов.
На рис. 2 изображены основные схемы дро-
билок.
Измельчение твердого топлива для агломе-
рации осуществляют в 4-валковой дробилке.
26
Рис. 2. Конструктивные схемы дробилок:
а — конусной; б — молотковой; в — валковой; 1 — станина; 2 — непо-
движный конус; 3 — подвижный конус; 4 — траверса; 5 — шарнир под-
вески подвижного конуса; 6 — вал конуса; 7 — приводной вал; 8 — экс-
центрик; 9 — ротор, 10 — отбойные плиты; 11 — колосниковая решетка;
12 — молоток; 13 — основная рама; 14 — дробящие валки; 15 — амор-
тизационная пружина.
Техническая характеристика
типовой четырехвалковой дробилки 900X/00
Производительность, т/ч....................16
Максимальный размер кусков до дробления,
после дробления, мм . . ...................40-3
Диаметр валка, мм . . ...............900
Длина валка, мм............................700
27
Мощность электродвигателя для валков, кВт:
верхних.................................14/20
нижних..................................40 . _
Частота вращения валков, мин-1:
верхних................................. 115
нижних..................................177,5
Масса, кг................................. 29335
Недостатками четырехвалковых дробилок
являются: низкая производительность (16т/ч),
приводящая к высоким капитальным и эксплу-
атационным расходам; переизмельчение топлив
ва — выход класса 0—0,5 мм в дробленом про-
дукте, достигающие 40—50%, .что отрица-
тельно сказывается на расходе коксика и ка-
честве агломерата; низкая стоимость бандажей
(2—4 мес) и малая ремонтопригодность.
По разработкам ВНИИМТа хорошую пер-
спективу имеет установка для избирательного
измельчения топлива в шаровой барабанной
мельнице, в которой получают топливо требу-
емого гранулометрического состава с высокой
единичной производительностью установки до
75 т/ч, надежностью при эксплуатации, уст-
ройством вентилируемого конт\ра и разделе-
нием топлива на классы.
Для дробления известняка предназначена
молотковая дробилка типа ДМРИЭ-14,5Х 13,
техническая характеристика которой приведе-
на ниже:
28
Производительность, т/ч ..............250
Размер кусков до дробления/после дроб-
ления, мм.............................До 90/0—3
Диаметр ротора, мм....................1450
Ширина ротора, мм ....................1300
Число рядов молотков..................10
Число Молотков.............. . . . 115
Масса молотка в сборе, кг.............43
Мощность электродвигателя, кВт . . . 630
Масса, кг............................. 19800
Дробилки известняка имеют производитель-
ность, ремонтопригодность и качество помола,
удовлетворяющие требованиям агломерацион-
ного производства.
Стойкость отдельных узлов дробилки по дан-
ным Карагандинского металлургического ком-
бината приведена ниже:
Срок службы
• Ротор.........................................6 мес
Броня поворотной плиты ........................1 мес
Корпус дробилки................................4 года
Плита отбойная . 1 год
Мол OTK.ii.....................................1 мес
Для разделения шихтовых материалов на
классы по крупности проводят грохочение. Про-
цесс дробления почти всегда совмещается с
грохочением для возврата в дробилки недо-
дробленных кусков.
При грохочении образуются два продукта:
нижний, проходящий через сетку грохота,,
обозначаемый знаком <, и верхний, остающий-
ся на сетке, обозначаемый знаком >, напри-
мер: < 3 мм, > 10 мм.
29
Эффективность грохочения определяется от-
ношением количества отсеянной мелочи к об-
щему количеству ее в материале, идущем на
грохочение.
Основной рабочей частью грохота является
сито, разделяющее материал по крупности на
классы. В зависимости от вида сита грохоты
разделяют на подвижные и неподвижные. Из
неподвижных наибольшее применение нашли
стационарные грохоты, из подвижных —
вибрационные с прямолинейными вибрациями
(резонансные, самобалансные) и с круговыми
вибрациями (инерционные).
Глава II. ОСНОВЫ РАСЧЕТА АГЛОМЕРАЦИ-
ОННОЙ ШИХТЫ
Г " " _ - -
Расчет аглошихты проводят с целью определе-
ния соотношения компонентов для получения
агломерата заданного качества. Различают
полный, оперативный и проверочный расчеты
шихты.
Для проведения оперативного расчета агло-
шихты предварительно опытным путем уста-
навливают расход твердого топлива на спе-
кание. Расчетным путем определяют расход
рудной смеси и флюсующих добавок. В этом
случае расчет шихты сводится к решению
системы двух уравнений, содержащих расход
.30
рудной смеси и флюсующих добавок в качестве
неизвестных. Обычно используют уравнения
материального баланса спекания и уравнение
баланса основности, а также уравнения ба-
ланса Fe, SiO2 CaO, MgO, AI2O3 и P.
Исходными данными для расчета являются,
химический состав каждого из компонентов
аглошихты и заданный состав агломерата, обу-
словленный требованиями доменного процесса..
При проектировании новых аглофабрик, пе
реходе к спеканию руд нового месторождения,,
а также в случаях, когда невозможно опытным
путем определить расход твердого топлива на
спекание, проводят полный расчет аглошихты..
В этом случае в дополнение к уравнениям
материальных балансов вводится уравнение
теплового баланса1 агломерации, предложен-
ного Е. Ф. Вегманом в 1964 г.:
^возд + 7S 4" 7зи>к + ^дои. об +
^окисл 7м ~ 7гигр "Ь 7гидр "F 7карб +
+ 7днсс 7от.х. г + 7агл + 7Т. п„
где — теплота сгорания твердого топлива
в СО и СО2; 7возд — теплота воздуха, всасы-
ваемого в слой при естественной температуре-
или после специального нагрева в воздухона-
1 Численные примеры полного расчета аглошихты
подробно изложены в книге Е. Ф. Вегмана «Окускова-
ние руд и концентратов». М.: Металлургия, 1984.
ЗЬ
гревателях; дш — теплота шихты при естествен-
ной температуре или после нагрева; qs — теп-
лота сгорания органической серы и сульфидов;
^заж — теплота зажигания аглошихты пламе-
нем газового горна; доп. об—теплота допол-
нительного обогрева спекаемого слоя пламенем
газового горна; <7окисл — теплота окисления
магнетита шихты до гематита (учитывается
в случае, когда количество FeO в шихте боль-
ше количества FeO в готовом агломерате);
Цы—теплота минералообразования при агло-
мерации; дГигр — теплота испарения гигроско-
пической влаги шихты; —теплота разло-
жения гидратов и испарения гидратной воды;
<7карб—теплота диссоциации карбонатов;
<7дисс — теплота диссоциации оксидов железа
и сложных минералов исходной шихты при
спекании; q0TX г — теплота газов, отходящих
из агломерационной установки; дагл—теплота
пирога агломерата; qT п — тепловые потери.
В практических условиях для расчета агло-
шихты часто пользуются упрощенными форму-
лами, при этом необходимо знать химический
состав, влажность, секундный расход шихто-
вых компонентов и заданную основность агло-
мерата.
Расход известняка (Ри) и содержание желе-
за в агломерате Реагл рассчитывают по сле-
дующим упрощенным формулам:
32
n—I n—1
HS P.i (100 — Wf) [SiO2J — 2_P,(100 — Wi) [CaO]f
(100-WJ ([CaO] и - B[SiO2]H) ’
П
2 p (100 —Wi) Fej
i=l 11
n
S Pi(100 — Wi) (100 — П.П.П. .)
^еагл==
•100%„
1 = 1
где В — заданная основность агломерата; п —
количество компонентов шихты; п—1—коли-?
чество компонентов шихты за вычетом извест-
няка; Pj—расход отдельного компонента,
кг/с (секундный расход отдельных компонентов
может быть для удобства заменен провесками,
т. е. количеством материала, приходящегося
на 0,5 м сборного конвейера); [СаО]{; [SiO2}j'r
Fe,; Wi; п.п.п. i—соответственно содержание
CaO, SiO2, Fe,-влажность и потери при про-
каливании отдельного (i-того) компонента
шихты, %; [СаО]и.; [SiO2] и; — соответ-
ственно содержание СаО и SiO2 и влажность
известняка, %.
Пример проверочного расчета дозировки
компонентов агломерационной шихты для усло-
вий аглофабрики НПО «Тулачермет» приве-
ден ниже.
Требуется спекать агломерат с основностью
CaO/SiO2= 1,30 ±0,05 при содержании MgO в
агломерате 2,50 ±0,20 %. Химический состав
шихтовых материалов представлен в табл. 6.
2 Зак, 3229
33
Таблица 6. Химический состав компонентов агло-
шихты.
Компонент Массовая доля, %
общ СаО S1O2 MgO н2о п.п.п.
Аглоруда Железорудный 52,13 2,51 9,71 0,72 7,59 8,85
концентрат 64,12 0,56 9,50 0,24 1,38 —
Смесь флюсов. 3,10 42,15 3,24 7,81 5,82 41,13
Топливо* — — — 10,47 —
Зола топлива .. 18,92 4,95 42,04 1,33 — —
* Содержание золы в топливе 15,1 %
При приеме смены дозировка компонентов
аглошихты была следующей (кг на 0,5 м ших-
тового конвейера: аглоруда 21,6 (60%); же-
лезорудный концентрат 14,4 (40 %); смесь флю-
сов 10,9; топливо 2,7.
Требуется проверить, соответствует ли до-
зировка заданному составу агломерата.
Определим массу прокаленных шихтовых
компонентов (кг, с учетом их влажности и по-
терь при прокаливании):
Аглоруда 21,6-0,924-0,9115 = 18,19.
Концентрат 14,4-0,9820-1,0= 14,20.
Смесь флюсов 10,9-0,9418-0,5887 = 6,05.
Зола топлива 2,7-0,8953-0,151 =0,36.
Всего прокаленных материалов 38,8 кг.
Рассчитаем количество Fe, CaO, SiO2 и
'34
MgO, вносимых в состав агломерата каж-
дым компонентом шихты. Аглоруда вносит
18,19-0,5213=10,41 кг Fe, 18,-19-0,0072 = 0,14 кг 1
MgO, 18,19-0,0251=0,51 кг СаО и 18,19-0,0971 =
= 1,93 кг SiO2- Железорудный концентрат,
смесь флюсов и зола топлива вносят, соответ-
ственно: 9,23, 0,32 и 0,07 кг Fe; 0,09, 4,33
и 0,02 кг СаО; 0,03, 0,80 и 0,01 кг MgO;
1,36, 0,32 и 0,14 кг SiO2.
В итоге получаем, что все компоненты вно-
сят 20,03 кг Fe, 4,85 кг СаО; 0,98 кг MgO и
3,75 кг SiO2. Из этих данных определяем
содержание железа в агломерате: (20,03:38,80) X
X 100 = 51,62%; содержание MgO в агломерате:
(0,98:38,80)-100 = 2,53 %; основность агломера-
та: 4,95:3,75 = 1,32.
Таким образом, расчетные значения основ-
ности агломерата и содержания MgO соответ-
ствуют требуемым.
Для оперативной корректировки расхода из-
вестняка и содержания железа в агломерате
целесообразно пользоваться номограммами,
построенными по приведенным формулам с
учетом возможных для данного предприятия
изменений состава шихты и свойств компонен-
тов. С помощью номограмм возможно прибли-
зительное графическое решение, уравнений рас-
хода компонентов.
Глава III. ПРИГОТОВЛЕНИЕ АГЛОМЕРАЦИ-
ОННОЙ ШИХТЫ К СПЕКАНИЮ
1. Дозирование компонентов шихты
Составляющие аглошихты после усреднения,
измельчения и грохочения попадают в бункеры
шихтового отделения.
Бункеры бывают различной конфигурации:
прямоугольные, цилиндрические, конические,
параболические. Объем шихтовых бункеров (из
практики работы аглофабрик) должен обеспе-
чивать следующий минимальный запас сырья
(в часах работы):
Руда и концентрат........................ 8—10
Известняк и известь......................15—20
Коксовая мелочь...........................10
Колошниковая пыль.........................20
Находящиеся в шихтовых бункерах материа-
лы выгружаются на сборный конвейер с по-
мощью дозирующих устройств. Основное на-
значение операции дозировки — обеспечить
получение агломерата заданного качества с
постоянными физико-химическими свойствами.
Точность дозировки компонентов аглоших-
ты — необходимое условие высокой производи-
тельности агломашины и хорошего качества
агломерата. Большое влияние на процесс до-
зировки материалов из бункеров оказывает
непрерывность опускания материала в бункера.
36
Непрерывность выхода материала из бункера
может нарушаться при их зависании в бункере
и сводообразовании. Основными мерами для
борьбы с этими явлениями являются: 1) рацио-
нальная конструкция бункеров; 2) облицовка
стен бункеров специальными материалами; 3)
установка электровибраторов на стенках.бунке-
ров; 4) подача сжатого воздуха в бункеры.
через сопла, расположенные на внутренних
стенках бункеров.
Для выгрузки материалов из бункеров слу-
жат питатели различных типов: тарельчатые,
вибрационные, ленточные и др. Принцип дей-
ствия тарельчатого дискового питателя следу-
ющий: материал высыпается из бункера на
вращающуюся тарель (диск) питателя, откуда
скребком сбрасывается на конвейер. Произво-
дительность питателя зависит от числа оборо-
тов тарели и положения скребка. Дисковый
питатель ДТ-240 снабжен электродвигателем
постоянного тока, имеет производительность
80 м3/ч при 5 оборотах в мин диска диамет-
ром 2400 мм.
Электровибрационный питатель состоит из
лотка, четырех пружинных амортизаторов-под-
весок и прикрепленного к лотку электровибра-
ционного привода, который имеет ряд преиму-
ществ: отсутствие вращающихся и поступа-
тельно движущихся трущихся деталей,
подшипников и смазки, минимальный расход
37
электроэнергии благодаря работе в околорезо-
нансном режиме, возможность амортизации.
Электровибропитатели в отличие от тарельча-
тых могут надежно выдавать небольшое ко-
личество материала.
Все компоненты дозируются в соответствии
с расчетом аглошихты. Существуют два спосо-
ба дозирования: объемный и весовой. Объем-
ный способ основан на том, что необходимое
количество материала разгружается через от-
верстие определенного поперечного сечения.
Скорость истечения через отверстие в зна-
чительной мере зависит от влажности, грану-
лометрического состава, пластических и других
Свойств, которые могут меняться по высоте
бункера, из которого материал выгружается.
Большие погрешности исключают использова-
ние объемного дозирования на современных
аглофабриках.
Весовой способ обеспечивается весовыми
дозаторами, состоящими из транспортирующе-
го и подающего материал устройства и сбло-
кированного с ним взвешивающего механизма,
а также системы приборов, автоматически регу-
лирующих работу механизмов дозатора по
обеспечению заданной величины расхода.
Простейший весовой дозатор представляет
собой короткий взвешивающий ленточный
транспортер, установленный под питателем
и позволяющий непрерывно взвешивать сыпу-
38
чие материалы. В зависимости от показания
весов изменяется скорость выдачи материала
питателем из бункера.
Техническая характеристика дозаторов
непрерывного действия типа ЛИ А
Тип дозатора ЛДА-12С ЛДА-60С ЛДА-130С
Ширина ленты, мм 500 800 1600
Производитель- ность, т/ч . . . . Скорость ленты, м/с 3 12 0,17 15 60 0,35 32—130 0,35
Суммарная потреб- ляемая мощность, кВт 1,5 1,5 2,0
Погрешность дози- рования, % . . . ±2 У ±2 ±2
Еще более совершенными являются весодо-
заторы типа 4273 ДН, снабженные электротен-
зометрическим устройством и электровибраци-
онным питателем.
Расчетные параметры весодозатора типа 4273 ДН
Производительность, т/ч..............
Ширина ленты, мм.....................
Длина ленты, мм......................
Скорбеть ленты, м/с..................
Погрешность при взвешивании/дозирова-
нии, %...............................
Мощность привода, кВт................
0,25- 1000
1200—1400
4000
0,2
±0,1/± 1,0
6,6
39
2. Смешивание и ©комкование шихты
Задачей смешивания, увлажнения и окомкова-
'Ния является получение однородной аглошихты
определенного гранулометрического состава,
характеризующейся высокой газопроницаемо-
стью в процессе спекания.
Смешивание компонентов шихты необходимо
. проводить для обеспечения их однородного рас-
пределения по всему объему шихты, в первую
ючередь частиц топлива, иначе во многих мик-
рообъемах шихты не окажется твердого топли-
ва, что приведет к получению неоднородного
и непрочного агломерата.
Окомкование осуществляют для укрупнения
пылевидных классов шихты, содержание кото-
рых в связи с ростом количества тонкозерни-
стых концентратов в шихте увеличивается. Из
формулы Л. К. Рамзина- (см. подробнее гл. IV
раздел 6) видно, что укрупнение частиц шихты
позволяет резко увеличить количество просасы-
ваемого воздуха, а следовательно и произво-
дительность агломашины.
Смешивание лучше происходит при сухой
шихте. Однако сухая шихта не комкуется, по-
этому для успешного окомкования необходимо
введение в ее состав влаги. Вода создает ка-
пиллярные силы, стягивающие мельчайшие
-частички в гранулы. Каждая шихта имеет оп-
тимум влажности, обеспечивающий наиболь-
шую производительность аглоленты.
40
Существуют две схемы смешивания и оком-
кования шихты: раздельное осуществление
этих операций в двух агрегатах и совместное
в одном агрегате. Поскольку для смешивания
и окомкования требуются разные скорости вра-
щения, то предпочтительной является первая
схема. Основным агрегатом, в котором про-
водят данные операции, служит вращающийся
барабан.
При вращении барабана шихта под дейст-
вием силы тяжести и центробежной силы при-
жимается к внутренней поверхности и движет-
ся вместе с ней вверх в направлении вращения.
Затем шихта отрывается от поверхности бара-
бана и ссыпается вниз, что создает непрерыв-
ный контур циркуляции шихты, которая, кроме
того, постепенно перемещается и вдоль оси бара-
бана от загрузочного торца к разгрузочному.
На рис. 3 изображены возможные режимы
движения аглошихты. Режим движения сыпу-
чего материала в барабане зависит от скорости
вращения барабана и от степени его запол-
нения.
Шихта со сборного конвейера сначала попа-
дает в первичный смеситель, который служит
для перемешивания шихтовых материалов и
оборотных продуктов, а также для распределе-
ния тепла горячего возврата по всей массе
шихты.
В смесителе необходимо создать условия для
41
Рис. 3. Режим движения аглошихты: водопадный (а) в сме-
сительном барабане и режим переката (б| в барабане-
окомкователе.
энергичного перемешивания шихты. Траекто-
рии движения частиц различных компонентов
шихты должны по возможности чаще пересе-
каться в замкнутом контуре ее циркуляции.
Этим требованиям в наибольшей степени удов-
летворяет водопадный режим движения мате-
риалов, наблюдаемый при высоких скоростях
вращения барабана.
Шихта из смесителя поступает в барабан-
окомкователь, служащий для окончательного
увлажнения и окомкования.. Для окомкования
наиболее подходит режим переката, осущест-
вляемый при небольших скоростях вращения
барабана, при этом увлажненный верхний слой
перекатывается по слою сухой аглошихты. Кап-
ли воды втягиваются капиллярными силами
42
между пылинками и частичками шихты, стяги-
вая и склеивая их в комки. С загрузочной
стороны торец барабана закрыт листом, имею-
щим окно под загрузочную воронку, а проти-
воположный торец барабана ничем не ограни-
чен. Перспективно выполнять футеровку бара-
бана из полиэтилена, полиуретана или резины.
Характер поверхности барабана зависит от его
назначения. В первичных смесителях к внут-
ренней поверхности барабана прикрепляют
стальные полосы или уголки, способствующие
перемешиванию материала и разбивающие
комки. Для улучшения перемешивания и пре-
дотвращения образования крупных гранул
устанавливают также цепи на внутренней по-
верхности барабана. Свободно висящие цепи
оказывают сопротивление движению материала?
вдоль оси барабана и при одинаковом коли-
честве поданной в барабан шихты увеличивают
степень его заполнения. В барабане-окомкова-
теле создают бугристую поверхность стенки,
улучшающую перекатывание комков. Барабан
вращается на четырех опорных роликах, на
которые он опирается бандажами. Вращение
с электродвигателя на барабан через редуктор
передается ведущей шестерней, находящейся
в зацеплении с зубчатым венцом барабана.
Для повышения частоты вращения барабана
стальные ролики заменяют на резино-металли-
ческие катки. Для фиксации барабана в осевом
направлении предусмотрены упорные ролики.
43
Таблица 7. Характеристика барабанных смесителей
Марка Внутрен- ний диа- метр, мм Длина, мм Произво дитель- ность, т/ч
СБЗ-2.8Х6 2800 6000 150
СБФ2-2,8х8 2800- 8000 300
СБ1-3,2х8 3200 8000 850
СБ2-3.2Х 12,5 3200 12500 . 1200
ОБ2-3.2Х 12,5 3200 12500 450
Внутри смесителя имеется устройство для
подачи воды в шихту. Смеситель может быть
использован как для первичного, так и для
вторичного смешивания шихты.
В табл. 7 приведены основные технические
данные барабанных смесителей и окомкова-
телей.
Увлажнение шихты
Основным назначением увлажнения является
улучшение окомкования шихты, поэтому в сме-
сительный барабан вводят лишь небольшое
количество влаги для предотвращения пыления
шихты.
Наиболее рациональной является следующая
схема: максимально возможное с точки зрения
транспортабельности щихты количество воды
подают на последней, тре^и длины смесителя,
что обеспечивает перераспределение .влаги по
да
окомкователей
Запол- нение, °/о Частота вращения, об/мин. Мощность двигателя, кВт Угол накла на, град.
6 6,35 55 4 >
10 7 132 2
13 9,84; 6,55; 4,92 60/90/120/200 1—4
18 9,4 400 2,5
13 4—8 110/175 1—4
всей массе шихты и увеличивает время оком-
кования. Оставшуюся воду (из общего необ-
ходимого количества) подают на первой трети,
окомкователя. Возможны два режима подачи
воды: капельно-струйное и тонкое распыление.
Предпочтительней второй тип орошения, осу-
ществляемый через форсунки, эвольветные
сопла, пневмомеханические форсунки.
Возможно увлажнение шихты при помощи
подачи влажных железосодержащих шламов
по двум схемам:
1) шлам без предварительной обработки по-
дают на аглофабрику и вводят в смесительные
или окомковательные барабаны. Количество
влаги, вносимой шламом, рассматривают в за-
висимости, от его плотности. Недостающее для
увлажнения аглошихты количество влаги вос-
полняется промышленной водой;
45
2) шлам после двухстадийного сгущения
(плотностью 40 50 % твердого) подают в рас-
пыленном виде в смеситель вместо технической
воды. В результате распыления шлам равно-
мерно распределяется в объеме шихты, кото-
рая увлажняется до необходимого уровня при
сокращении расхода технической воды.
Повышение эффективности окомкования шихты
Повышение газопроницаемости вследствие
окомкования шихты увеличивает производи-
тельность агломашины. Таким образом, повы-
шение эффективности окомкования является
важной технологической задачей.
Процесс окомкования зависит от свойств
шихтовых материалов и воды, а также от
гранулометрического состава. Для получения
достаточно высокой прочности сцепления ком-
куемый материал должен быть разнообразным
по крупности. Частицы крупнее 1—2 мм играют
роль центров для комочков шихты, класс
1,0—0,4 мм не участвует в окомковании и за-
полняет пустоты между комочками, более мел-
кие классы (особенно <0,03 мм) накатывают-
ся сверху на гранулы, увеличивая их проч-
ность. Наличие большого количества класса
1,0—0,4 мм обычно неблагоприятно влияет
на процесс окомкования шихты.
Качество смешивания и окомкования шихты
46
.зависит от пути, пройденного ее частицами.
С целью увеличения этого пути повышают ско-
рость вращения барабанов, увеличивают их
длину, изменяют форму барабана.
Положительно влияет на процесс окомко-
вания предварительная подготовка мелких
компонентов аглошихты. Проведение пред-
варительного раздельного окомкования, т. е.
получение гранул крупностью 6—3 мм из
тонкоизмельченного материала и введение их
в аглошихту, повышает производительность
агломашин (до 20%) вследствие роста газо-
проницаемости. Метод получает широкое раз-
витие в связи с утилизацией металлургических
отходов, особенно влажных шламов, в агло-
мерации.
Сильное воздействие на процесс окомкования
оказывает введение в шихту обожженной из-
вести. Соприкасаясь с влагой шихты, свобод-
ный оксид кальция СаО, содержание которого
в извести более 90 %, образует Са (ОН) 2. Это
соединение обладает вяжущими свойствами и
придает большую прочность комочкам даже
при переувлажнении, а также в зоне подсушки
и подогрева шихты.
В настоящее время применяют два спо-
соба ввода извести в аглошихту: первый —
известкование руды или концентрата в шта-
беле на рудном дворе и подача известко-
ванного материала для приготовления агло-
47
шихты; второй’—подача извести в свежеобож-
женном состоянии непосредственно в аглоших-
ту перед смешиванием и увлажнением в
смесительном барабане. Возможно совмещение
обоих способов: часть извести вводят на скла-
де, часть подают в шихту. В некоторых слу-
чаях применяют гидратированную, т. е. пред-
варительно гашеную известь.
На некоторых аглофабриках нашел приме-
нение в аглошихте измельченный конвертерный
шлак, содержащий до 10% извести и улучша-
ющий комкуемость шихты. Кроме того, введе-
ние шлака в шихту позволяет утилизировать
железо и марганец, находящиеся в нем.
На качество окомкования влияют физико-
химические свойства воды. Установлено, что
добавки, повышающие или понижающие кис-
лотность воды по сравнению с нейтральной
средой (pH = 7), способны в равных условиях
повысить комкуемость шихты.
Увлажнение шихты водой, предварительно
обработанной в магнитном поле, увеличивает
силы поверхностного натяжения и активацию
окомкования. Введение в состав воды поверх-
ностно-активных веществ, (полиакриламида,
сульфитного щелока, гидрооксида, карбоната
и гумата натрия и др.) положительно воздей-
ствует на процесс окомкования аглошихты. До-
бавка в барабан-окомкователь сточных вод
коксохимического производства повышает
48
газопроницаемость и производительность агло-
установки на 10%.
Рост газопроницаемости слоя аглошихты в
результате повышения качества окомкования
часто приводит к ухудшению процесса сжига-
ния топлива. Это вызвано тем, что частицы
коксика покрываются слоем мелкой руды. Для
улучшения условий сжигания твердого топлива
изменяют технологию окомкования аглошихты.
Подачу коксика осуществляют в конце про-
цесса окомкования, что приводит к накатыва-
нию топлива сверху на гранулы шихты и росту
содержания топлива во внешних микрообъемах
кусочка шихты.
Подогрев шихты
Целью предварительного подогрева аглошихты
перед спеканием является повышение ее газо-
проницаемости на аглоленте путем предотвра-
щения образования зоны переувлажнения в
слое шихты. Для этого необходимо нагреть
шихту до температуры, превышающей темпе-
ратуру точки росы1 отходящих аглогазов. Для
аглошихты необходим нагрев до 60—70°С. Сле-
дует учесть, что дальнейший нагрев нежела-
телен, так как приведет к частичной подсушке
шихты. При спекании аглоруд производитель-
1 Точка росы — это температура, при которой наблю-
дается конденсация водяных паров, т. е. выпадение росы.
49
ность агломашины при 60—65°С в среднем
на 20—25 % больше, чем при температуре
шихты 20°С.
Для предварительного подогрева существу-
ют различные способы:
1) наиболее простой и экономичный — по-
догрев теплом горячего возврата (400—600°С).
Это позволяет утилизовать тепло возврата и
нагреть всю массу шихты. Однако при исполь-
зовании горячего возврата.ухудшаются условия
труда персонала и эксплуатации оборудования;
2) в смесителях и окомкователях нагрев
шихты пламенем и продуктами сгорания газов,
сжигаемых в горелках, установленных внутри
барабана;
3) подача пара, который подают в первич-
ный и вторичный смесители, а также в бункер
для аглошихты. Следует учесть, что при подо-
греве шихты в бункере за счет тепла конден-
сации пара происходит доувлажнение шихты
на 1 —1,5%, что необходимо учитывать при
подаче воды в окомкователь;
4) увлажнение шихты горячей водой с тем-
пературой 90—95°С;
5) нагрев шихты, уже загруженной на агло-
ленту перед зажиганием, горячим воздухом.
50
Глава IV. СПЕКАНИЕ ШИХТЫ НА АГЛОМЕ-
РАЦИОННОЙ МАШИНЕ
В отечественной практике применяют аглома-
шины площадью спекания от 30 до 312 м2.
Наибольшее распространение нашли машины
площадью спекания 75 и 312 м2:
Основные технические данные агломашин (паспортные)
Тип агломашины ... К-50 АКМт75АКМ-85/160АКМ-312
Производитель-
ность, т/ч 40—90 75 150 75 150 450 540
Площадь спекания, м2 50 75 85 312
Площадь охлажде- ния, м2 Ширина, м 75 2,0 2,5 2,5 4,0
Число вакуум-ка- мер в зоне: спекания 13 15 17 26
охлаждения — 15 -
Разрежение в зоне, кПа: спекания 9,8 11,8 11,8 12,8
охлаждения Число эксгаусте- ров 4,5 1 1 1 2
Производитель- ность одного экс- гаустера, м3/мин... 3500 6500 7500 12000
51
Высота спекаемого
слоя, мм ........ 300 300 300 300—500
Скорость движе-
ния тележек, м/мин 1,4—4,36 1,5—4,5 1,5--6,0 1,5—7,5
Мощность привода,
кВт.............. 11 13 32 70
1. Конструкция агломерационной машины
Современная агломашина представляет собой
непрерывно движущуюся цепь спекательных
тележек с колосниковой решеткой, образую-
щих в верхней ветви рабочую часть машины,
загруженную спекаемой шихтой. В нижней вет-
ви ненагруженные тележки составляют холо-
стую часть машины. На верхней ветви, нахо-
дящейся над вакуум-камерами, происходит
процесс спекания шихты.
В головной части на участке спекательной
машины, расположенном до вакуум-камер,
производится загрузка шихты, а после вакуум-
камер — разгрузка готового агломерата.
Общее ' устройство агломашины приведено
на рис. 4.
Спекательная тележка (рис. 5) представляет
собой стальной корпус в виде рамы, смонти-
рованный на четырех роликовых, опорах и ог-
раниченный с двух сторон съемными бортами.
Днище рамы имеет ряд переплетов, покрытых
настилом из колосников, составляющих .колос-
никовую решетку.
52
13500 ’
Рис. 4. Агломашина АКМ-312:
I — привод машины; 2 —питатели шихты и постели; 3 — горн для зажигания шихты- 4 — газо
горелочное устройство для подогрева спекаемого слоя; 5 — разгрузочная (хвостовая) часть маши
ны, 6 спекательная тележка; 7 привод задвижки для регулирования вакуума
4130
4000
4940 (в осях рельсов)
Рис. 5. Спекательная тележка агломашины АКМ-312:
1 - рама; 2 — колосники; 3 - ходовой ролик; 4 грузовой ролик; 5 -
съемные борта; 6 — уплотнительная пластина
Снизу к раме крепятся стальные полозья-
уплотнения. Вся конструкция передвигается на
четырех ходовых роликах, тележка не имеет
собственного привода. Всю систему тележек
проталкивает по верхней рабочей ветви ма-
шины главный привод. Ведущая звездочка
привода захватывает пустые тележки с ниж-
ней холостой ветви машины, поднимая их
вверх. Захват тележек зубьями звездочки осу-
ществляется либо непосредственно за выступы
рамы, либо за специальные грузовые ролики,
установленные рядом с ходовыми. Роликовые
опоры крепятся на роликовых .или шариковых
подшипниках, с торца закрытых стальными
крышками с отверстиями для смазки.
Между нижней частью спекательной тележ-
ки и верхней частью рамы вакуум-камеры об-
54
разуется зазор. Воздух, проникающий через
эти стыки, не участвует в процессе, т. е. яв-
ляется вредным прососом. Применение уплот-
няющих устройств увеличивает производитель-
ность и снижает расход электроэнергии.
Имеются два основных типа уплотнения: пру-
жинное (рис. 6) и гидравлическое (рис. 7).
Рис. 6. Пружинное продольное уплотнение вакуум-ка-’
мер с разными прижимами:
а - из угловых пластинных пружин; б — из плоско-пластинных пружин;
в — из двух гнутых С-образных пружин; 1 — уплотнительная пластина
спекательной тележки; 2 — подвижная уплотнительная пластина; 3 —
желоб вакуум-камеры; 4 - пружина
Наиболее эффективным пружинным уплот-
нением является уплотнение с П-образными.
пластинами конструкции Южуралмашзавода
(рис. 8). Уплотнение состоит из балок длиной
2000 мм, на которых болтами крепятся на-
правляющие 2. На направляющие свободно
надеты П-образные пластины 1, имеющие ра-
бочую длину 500 мм. В балке установлены
бобышки 5, центрирующие винтовые пружи-
ны 4, через стержни 3 прижимающие к уплот-
нительным пластинам тележек П-образные
пластины.
55
;'ке. 7. Гидравлическое уплотнение
между срекательной тележкой и ва-
куум-камерой:
I — тележка; 2 — пластина уплотнения тележки;
3 — пластина уплотнения камеры? 4 — шланг;
5 — асбестовая бумага; б — стенки камеры
Рис. 8. Пружинное уплотнение кон<
струкции Южуралмашзавода (пру-
жинно-стержневой прижим пластин)
2. Загрузка шихты
на агломерационную машину
Аглопроцесс предъявляет определенные требо-
вания к загрузке шихты на ленту. Необходимо
загружать достаточное количество шихты,
чтобы высота спекаемого слоя была постоян-
ной и равномерной по ширине агломашины.
Загружаемая на ленту шихта не должна уплот-
няться ни в питателе, ни на ленте в момент
подачи ее. Уплотнение шихты ведет к потере
газопроницаемости и немедленному снижению
производительности машины.
Для подачи шихты на агломашину приме-
няют питатели следующих конструкций: маят-
никовый, барабанный, челноковый, электро-
вибрационный и комбинированный.
В производственной практике СССР нашли
применение три системы укладки шихты: маят-
никовый и барабанный питатели; челноковый
и барабанный питатели; челноковый и электро-
вибропитатель.
Наиболее широко распространен способ ук-
ладки шихты на спекательные тележки с
помощью барабанного питателя. Для равно-
мерного заполнения бункера шихты использу-
ют челноковый питатель (рис. 9), который
представляет собой небольшой конвейер с
приводом, установленный на тележке, совер-
шающей возвратно-поступательное движение.
В узле загрузки имеются два барабанных пи-
57
тателя. Из первого питателя выдают постель
(агломерат фракции 10 20 мм), которую
загружают непосредственно на колосниковую
решетку слоем высотой 20—30 мм для защиты
колосников от высоких температур и уменьше-
ния просыпи мелочи в газовый коллектор.
Поверх слоя постели укладывают вторым ба-
рабанным питателем собственно аглошихту.
А-А
Рис. 9. Схема барабанного питателя шихты с загруз-
кой бункера Челноковым распределителем:
1 — спекательная тележка; 2 — лоток; 3 — барабан; 4 шибер; 5 -
бункер для шихты; 6 - гладилка
При вращении барабана шихта из бункера
переносится по поверхности барабана к наклон-
ному лотку, с которого и укладывается на
колосниковые решетки спекательных тележек.
Большое влияние на качество загрузки ших-
ты оказывает угол наклона, состояние поверх-
ности и конструктивные особенности загрузоч-
ного лотка. Установка лотка (его наклонного
листа) под углом, близким или равным углу
естественного откоса шихты, способствует
созданию сегрегации (т. е. неоднородности)
материала по высоте слоя шихты, что положи-
тельно воздействует на процесс спекания.
В частности, сегрегация по содержанию топ-
лива в шихте (повышенное содержание в верх-
них слоях при пониженном содержании вблизи
спекательных тележек) положительно отража-
ется на тепловом бал’ансе агломерации.
Для предотвращения налипания влажных
мелких фракции на рабочую поверхность лотка
его выполняют из нержавеющей стали.
На сегрегацию положительно влияет уста-
новка перфорированного листа в нижней части
лотка. Для увеличения сегрегации шихты
используют также предварительную продувку
ее восходящим потоком воздуха.
Применение электровибрационного питателя
увеличивает сегрегацию шихты по высоте слоя
как по крупности, так и по содержанию угле-
рода. Наиболее эффективно применение такого
59
питателя на шихтах с большим содержанием
тонких концентратов при малом выходе воз-,
врата.
3. Зажигание
и дополнительный нагрев шихты
Зажигание аглошихты на ленте осуществля-
ют внешним нагревом ее с помощью газовых
или мазутных горнов.
Внешний нагрев шихты производят немед-
ленно после ее загрузки и выравнивания слоя
с помощью гладилки. От правильной органи-
зации зажигания зависят расход топлива, про-
изводительность агломашины и прочность
спека.
К режиму внешнего нагрева шихты предъяв-
ляют ряд требований. В процессе нагрева под
горном должно быть минимальным снижение
газопроницаемости слоя шихты, т. е. процесс
усадки слоя не должен развиваться. Необхо-
димо обеспечивать быстрое воспламенение и
интенсивное выгорание частиц твердого топли-
ва в верхнем слое шихты. Следует стремиться
к получению спека в верхней части слоя, близ-
кого по прочности к спеку средней части слоя
аглошихты. И, наконец, нужно добиваться
снижения удельного расхода условного топлива.
Внешний нагрев шихты производят продук-
тами сгорания природного, коксового и домен-
ного газов, их смесей и мазута. Содержание
€0
20—30 % природного или коксового газа в
смеси с доменным обеспечивает достаточно
эффективный нагрев и зажигание шихты. Тем-
пература продуктов сгорания над слоем шихты
должна быть равномерной по ширине горна.
Рациональное распределение температур по
длине горна определяется для каждой шихты
опытным путем.
Горн условно разделяют по длине на три
зоны в соответствии с тремя последовательны
ми и непрерывными по времени операциями.
Вначале происходит предварительный нагрев
слоя, затем собственно зажигание шихты, т. е.
формирование активной зоны горения твердого
топлива в слое шихты, и, наконец, в послед-
ней зоне горна дополнительный нагрев для
выравнивания максимальных температур спе-
кания по высоте слоя шихты. Общая продол-
жительность предварительного нагрева шихты'
и собственно зажигания должна быть-равной
12—15%, а дополнительного нагрева около
10 % от общего времени процесса спекания.
В состав зажигательного горна входят: соб-
ственно горн с футеровкой; газопроводы с го-
релками; система удаления продуктов сгора-
ния; воздухопроводы с вентиляторами; система
охлаждения и система автоматического регули-
рования, сигнализации и теплового контроля.
Горн представляет собой прямоугольную ка-
меру с подвесным арочным сводом, в боковых
61
стенках (или на своде) которого в амбразурах
установлены горелки (рис. 10). В нижней
части сварного каркаса горна расположены
балки, на которые опирается кладка горна.
Рис. 10. Конструкции камерных зажигательных горнов
со сводовыми горелками (а) и боковыми (б):
1 — подвод газа; 2 — подвод воздуха; 3 — газовые горелки для зажи-
гания; 4 — спекательная тележка
62
Толщина кладки из огнеупорного теплоизоли-
рующего кирпича должна обеспечивать темпе-
ратуру наружной поверхности каркаса не более
40°С. Каркас горна опирается на металлокон-
струкции агломашины.
В качестве горелочных устройств применяют
двухпроводные турбулентные горелки с лопа-
точными завихрителями или тангенциальным:
подводом воздуха, газовыми соплами или ма-
зутными форсунками. /
На отводе от цехового газопровода устанав-
ливают общую задвижку с электроприводом,
ручную задвижку, регулирующий дроссельный
и отсекающий предохранительный клапаны.
Между общей и ручной задвижками находятся
свеча безопасности с краном й измерительная
диафрагма. За каждой из задвижек предусмот-
рено место для установки заглушек на период
ремонтов или длительных остановок. Перед
каждой горелкой имеются регулировочные вен-
тили и задвижка, а на воздушных патрубках—
регулировочные вентили.
Продукты сгорания удаляют через вакуум-
камеры, расположенные под горном.
Система контроля и автоматического регу-
лирования теплового режима включает: конт-
роль и регулирование температуры в рабочем
пространстве горна; контроль и регулирование-
соотношений расхода газа и воздуха; контроль
и регулирование расхода и давления газа и
63
воздуха; отсечение газа при падении давления
газа или воздуха.
Расход топлива на внешний нагрев слоя
аглошихты составляет 5—12 кг условного топ-
лива на 1 т агломерата и зависит от состава
и высоты слоя шихты.
Основные теплотехнические характеристики
зажигательных горнов Площадь спекания, м2 . . . . 50—90 200—312
Отношение длины горна к длине агломашины, % 14—25 13—24
Рабочая теплота сгорания топ- лива, МДж/м3 7,1—35,6 9,2—36,0
Расход газа, тыс.м3 условного топлива/ч 0,45—1,0 2,5—4,4
Плотность теплового потока, МДж/(м2-мин) 22—46 18—31
Время внешнего нагрева, мин 1,3—4,1 1,6—3,1
Удельный расход тепла: МДж/м2 . . . • 20—45 50—100
МДж/т агломерата .... 175—375 175—475
Отношение расхода топлива на внешний нагрев к общему рас- ходу топлива на агломера- цию, % 11—19 8—18
На ряде аглофабрик дополнительный обогрев
шихты проводят газогорелочными устройства-
ми, расположенными над агломашиной сразу
за зажигательным газовым горном. Вследствие
подвода кислорода или сжатого воздуха повы-
шается содержание кислорода в продуктах сго-
рания газа, поступающих в слой, что увели-
чивает вертикальную скорость спекания. Улуч-
64
шается и качество агломерата. Необходимое
условие эффективного внешнего нагрева —
поддержание давления газов в горне равным
атмосферному. При падении давления в горне
наблюдаются подсосы холодного воздуха, а при
повышении возможно выбивание пламени и
продуктов сгорания из горна. Давление в горне
поддерживают путем дросселирования первых
двух-трех вакуум-камер, разрежение в кото-
рых должно быть равным 0,6—0,7 от разреже-
ния в последующих вакуум-камерах.
Перспективным направлением повышения
эффективности зажигания является примене-
ние горячего воздуха (например, отходящего
от охладителей готового агломерата) для сжи-
гания газа в горелках горна. В этом случае
снижается потребление коксового газа, и, кро-
ме того, растет соотношение воздух/газ. В ре-
зультате содержание кислорода в газе, отхо-
дящем из зажигательного горна, растет, бла-
годаря чему повышается производительность
агломашины.
На отдельных аглофабриках установлены
плоскопламенные горелки в горнах, обеспечи-
вающие лучшее зажигание и снижение расхода
топлива.
4. Процессы, происходящие в слое
при спекании руд и концентратов
Спекание подготовленной шихты является ос-
новным этапом в технологии получения агло-
3 Зак. 3229 05
мерата. Этот процесс ведется на колосниковой
решетке агломашины при просасывании возду-
ха в результате развития высоких температур
при горении углерода топлива в слое шихты.
• Процесс агломерации носит слоевой харак-
тер. Спекаемый слой шихты можно условно
разделить по высоте на следующие зоны
(рис. 11): переувлажнения шихты 1; сушки и
интенсивного нагрева шихты 2; горения и мак-
симальных температур 3; кристаллизации и
готового агломерата 4.
Рис. 11. Схема процесса агломерации по зонам:
I —температура воспламенения коксика; II-—зона горения топлива
Засасываемый в спекаемый слой воздух ох-
лаждает образовавшийся агломерат 4 и нагре-
тый поступает в зону максимальных темпера-
тур 3. По мере выгорания топлива в потоке
воздуха зоны 2 и 3 перемещаются книзу, со-
«66
храняя при этом небольшую высоту. При пе-
ремещении зоны 3 зона 1 сокращается, в зона 4
увеличивается и к концу процесса спекания
распространяется на всю высоту слоя шихты.
С момента зажигания шихты содержащаяся
в ней влага испаряется и переходит в отхо-
дящий газ. Проходя через холодные части слоя
шихты, газ охлаждается до температуры ниже
точки росы, т. е. до температуры, при которой
пары воды конденсируются и шихта переувлаж-
няется.
В зоне сушки и нагрева происходят испаре-
ние влаги и интенсивный нагрев шихты до
температуры воспламенения коксовой мелочи
с разложением карбонатов, окислением суль-
фидов и частично магнетита.
В зоне горения и максимальных температур
помимо горения углерода и образования жид-
кой фазы протекают и завершаются сложные
процессы диссоциации карбонатов, твердофаз-.
кого взаимодействия, окисления сульфидов и
магнетитов, а также восстановления высших
оксидов железа.
В зоне кристаллизации и охлаждения агло-
мерата одновременно с окончанием процесса
горения начинается постепенное понижение
температуры спека, сопровождаемое переходом
из расплавленного состояния в твердое, а за-
тем протекают .процессы кристаллизации с вы-
3*
67
падением , новых минералов, развитие которых
определяется скоростью охлаждения.
'Удаление гигроскопической влаги
и разложение гидратов
Испарение гигроскопической, т. е. не связан-
ной в химические соединения, влаги происходит
в зоне сушки и интенсивного нагрева шихты
-толщиной до 30 мм. Скорость удаления влаги
30—35 г/(м2 с). Гигроскопическая влага никог-
да не попадает в зону горения и может не
учитываться в ее тепловом балансе.
Гидраты, т. е. химические соединения окси-
дов металлов с водой, начинают разлагаться
с выделением паров воды в диапазоне темпе-
ратур от 120 до 450°С в зависимости от состава.
Для большинства гидратов процесс разложе-
ния на 70—90% проходит под зоной горения.
Гидроксиды железа Fe2O3 пН2О, содержа-
щиеся в больших количествах в бурых желез-
няках, начинают разлагаться при невысоких
температурах (120—150°С). Однако этот про-
цесс связан с большой затратой тепла, поэто-
му прогрев и разложение частиц бурого желез-
няка не успевают завершиться в зоне сушки
и нагрева. Дегидратация (т. е. удаление влаги)
бурого железняка на 40 % (а иногда и на
70 %) происходит в зоне максимальных темпе-
ратур. Гидроксид кальция Са(ОН)2 начинает
68
разлагаться при 450°С. Этот процесс сопро-
вождается разупрочнением комков шихты
в зоне сушки и нагрева и ухудшением газо-
проницаемости слоя.
i
Разложение карбонатов
В аглошихте присутствуют карбонаты кальция
СаСО3, магния MgCO3, марганца МпСО3 и
железа FeCO3, при нагреве разлагающиеся
по следующим реакциям:
СаСО3 = СаО + СО2, MgCO3 = MgO + CO2,
MnCO3 = MnO + CO2, FeCO3 = FeO + CO2.
Оксиды FeO и MnO в атмосфере аглогазов,
содержащих СО2 и О2, окисляются до Fe3O4'
и Мп3О4.
Доломитизированный известняк разлагается/
по уравнению
СаСО3 • MgCO3 = СаО + MgO + СО2.
Самым прочным карбонатом является извест-
няк СаСО3, который в условиях агломерации
начинает разлагаться при температуре около
800° С. Остальные карбонаты слабостойкие
(особенно сидерит FeCO3), их разложение
заканчивается в интервале 500—600°С.
Известняк разлагается в верхней части зоны
интенсивного нагрева, главным образом в зоне
горения и кристаллизации в течение 2 мин.
За это время должно закончиться разложение
кусочков известняка и произойти взаимодейст-
69
вие образующейся извести СаО с окружающие
ми частицами шихты для того, чтобы в агло-
мерате не было белых включений извест-
няка и частиц неусвоенной извести, являющих-
ся центрами разрушения агломерата при его
транспортировке.
Ускорению разложения известняка способ-
ствуют тонкое измельчение флюсов, большая
скорость газа, уносящего продукты разложе-
ния, наличие контактов с А12Оз, Fe2O3, SiO2.
Известняк не должен содержать частиц круп-
нее 3 мм, а в оптимальном случае он должен
быть мельче 2 мм. В присутствии А12О3 и.
SiO2 температура начала разложения извест-
няка на воздухе снижается с 910 до 610°С.
Разложение известняка в зоне горения
твердого топлива снижает температуру на
150—200°С. Это происходит за счет потребле-
ния тепла не только на разложение СаСО3,
но и на образование расплава, температура
плавления которого понижается.
i Ввод известняка и доломита позволяет полу-'
чать офлюсованный агломерат, преимущества
которого проявляются при использовании его
в доменной плавке. Вывод сырого известняка
из доменной шихты в этом случае приводит
к экономии тепла на разложение карбонатов,
росту восстановительной способности печных
газов и улучшению процесса шлакообразова-
ния в доменной печи. Общий эффект от исполь-
70
зования офлюсованного агломерата измеряется
экономией 20—30 кг кокса на каждые 100 кг
выведенного из доменной шихты известняка.
Горение твердого топлива
Условиями устойчивого горения частиц топ-
лива являются: 1) нагрев до температуры
воспламенения ’ (для коксика на воздухе
700 — 730°С); 2) подача к поверхности горе-
ния газ^ с достаточным содержанием кисло-
рода (не менее 12% О2).
Углерод, являющийся основным компонен-
том твердого топлива, до 900°С горит (точнее
сказать, окисляется) медленно, без видимого
эффекта — света и пламени. Нагрев топлива
выше 900°С приводит к самовоспламенению,
вызывает скачок от окисления к горению (по-
являются свет и пламя), резко возрастает ско-
рость химической реакции.
Зона горения имеет мозаичную структуру
(рис. 12). Это связано с тем, что количестве
частиц топлива во много раз меньше числа
частиц других шихтовых компонентов вслед-
ствие малого расхода топлива на спекание
[5—7% (масс.) или 10—12% (объемн.)]. По-
. этому не в каждом микрообъеме шихты име-
ется частица топлива, и некоторые струи возду-
ха, проходя через зону горения, толщина ко-
торой составляет в среднем 20—25 мм, не ка-
саются поверхности горящих частиц топлива.
Таким образом, не весь воздух, просасываемый
71
Рис. 12. Схематический вертикальный разрез зоны горе-
ния твердого топлива (схема не учитывает образования
расплава в этой зоне). Черное — топливные частицы;
белое — рудные частицы и флюсы. Стрелками покааано
направление движения струй воздуха 1—9
через аглослой, принимает участие в процессе
горения углерода, поэтому в отходящих газах
всегда имеется кислород в количестве 3—5 %
(без учета вредных прососов).
При агломерации горение углерода топлива
происходит до образования СО или СО2 по
•следующим реакциям:
. 2С + О2 = 2СО, С + О2 = СО2.
При низких температурах горения наблюда-
ется преимущественное выделение СО2, при
высоких СО. Для аглопроцесса характерным
является полное усвоение тепла узкой по высо-
те зоной нижележащих слоев шихты, что при
.относительно большой скорости просасывания
газов практически исключает возможность
догорания СО (эта реакция проходит при
72
температурах выше 700°С), а также про-
текания реакции СО2 + С = 2СО. Таким обра-
зом, происхождение продуктов сгорания в от-
сасываемых газах при агломерации всегда пер-
вичное. Отношение содержания СО2/СО со-
ставляет 3—4, при увеличении расхода топлива
отношение уменьшается.
Высота зоны горения топлива колеблется от
10 (крупность коксовой' мелочи менее 1 мм)
до 40 мм (крупность коксовой мелочи менее
10 мм). При работе на коксовой мелочи клас-
са менее 3 мм толщина зоны составляет
20—25 мм.
Температура в зоне горения зависит от ряда
факторов. Повышение расхода топлива ведет
к увеличению температуры в слое. Крупность,
топлива влияет неоднозначно на максималь-
ную температуру. Использование очень круп-
ных и мелких классов снижает температуру,
а применение класса 0,5—3,0 мм увеличивает
температуру в зоне горения. Перемещение зоны
горения в слое аглошихты сверху вниз ведет
к постепенному росту максимальной темпера-
туры, что связано с увеличением доли рекупе-
рированного тепла.
Диссоциация оксидов. Окислительно-
восстановительные процессы в слое
Процессы термической диссоциации (т. е. раз-
ложения), восстановления и окисления проис-
73
ходят в небольшом по высоте слое, включаю-
щем верхнюю часть зоны нагрева шихты, зону
горения и отчасти зону охлаждения. Темпера-
туры начала диссоциации оксидов на воздухе
следующие;
Оксид......Fe2O3 Fe3O4 FeO MnO Mn2O3
I, °C...... 1383 2100 3490 460 927
В условиях агломерации получает развитие
диссоциации МпО2, Мп2О3 и отчасти Fe2O3.
Мозаичная структура зоны горения оказы-
вает влияние на процессы окисления-восста-
новления. В тех микрообъемах, где просасы-
вается нагретый воздух без взаимодействия
с углеродом топлива получают развитие про-
цессы окисления, а вблизи горящих частиц
топлива идет восстановление оксидов железа.
Агломерация не является ни чисто восстано-
вительным, ни окислительным процессом.
Характер процесса определяется химическим
составом спекаемых железных руд и расходом
топлива на спекание (I — нормальный и повы-
шенный, II — пониженный):
I II
Гематитовая Термическая дис- Диссоциация и
социация и вое- восстановление
становление гема- Ге2Оз не идет
тита Fe2O3 ших-
ты до магнетита
Fe3O4 и вюстита
FeO
74
Магнетитовая Частичное восста-
новление магнети-
та F езО4 шихты
до вюстита FeO
Восстановление
магнетита РезО4
шихты не идет.
Активное окисле-
ние магнетита
Fe3O4 до гемати-
та Fe2O3
Продолжительность горения частицы топли*’
ва оказывает большое влияние на степень вос-
становления и диссоциации оксидов в окру-
жающих рудных частицах. Более крупный
коксик при равном расходе топлива обеспе-
чивает большую степень восстановления и дис-
социации вещества шихты, так как в этом
случае происходит более медленное горение
с одновременным расширением зоны горения
по высоте.
При повышении расхода кокса в агломерате
растет содержание i вюстита FeO и появляется
металлическое железо, что объясняется су-
щественным развитием восстановительных
процессов. Восстановителями при агломерации
служат водород, оксид углерода и углерод.
Вюстит FeO и металлическое железо вначале
появляются только вблизи горящих частиц
топлива, где наряду с восстановительной ат-
мосферой господствуют и максимальные тем-
пературы. При расходе коксовой мелочи свыше
10'% (рис. 13) в структуре агломерата появ-
ляются следы металлического железа, а при
75
Рис. 13. Минералогический состав офлюсованного аг-
ломерата йз богатых гематитовых аглоруд в зависи-
мости от расхода твердого топлива (количество сили-
катной и ферритной связки не показано)
20—24 % твердого топлива в шихте степень
металлизации, т. е. отношение содержания
металлического железа к общему содержанию
железа в агломерате, достигает 35—40 %.
Проведенные в СССР промышленные опыты •
показали практическую возможность получе-
ния металлизованного агломерата со степенью
металлизации 35—40%. Однако уменьшение
производительности агломашины практически
в два раза осложняет производство металли-
зованного агломерата на обычных аглома-
шинах.
Плавление аглошихты
Процессу образования расплава, происходя-
щему в зоне горения топлива, предшествуют
химические реакции в твердой фазе. Значение
76
твердофазных реакций для процесса агломера-
ции заключается в том, что при их протекании
образуются легкоплавкие вещества. Эти ве-
щества целиком или частично растворяют
тугоплавкую часть шихты, облегчая тем самым
процесс образования расплава.
В твердой фазе реакции имеют ряд особен-
ностей и идут они только с выделением тепла.
Между любой парой взаимодействующих ве-
ществ всегда сначала возникает лишь одно
вполне определенное вещество, независимо от
соотношений количеств реагирующих веществ.
Скорость реакции зависит не только от свойств
образующегося продукта реакции, но и от ве-
личины поверхности соприкосновения, на кото-
рую в свою очередь влияет тонкость измель-
чения реагирующих веществ.
При спекании неофлюсованной шихты в твер-
дой фазе образуется фаялит Fe2SiO4 с тем-
пературой плавления 1205°С. Если спекается
гематитовая шихта, то образование фаялита
невозможно до тех пор, пока не произойдет
восстановление части Ге2Оз до РезО4. Это
связано с тем, что Ре2Оз не реагирует с
SiO2 в любых условиях и независимо от дли-
тельности выдержки. Образованию фаялита в
твердой фазе способствует восстановительная
атмосфера.
В офлюсованной шихте наибольшее число
контактов приходится на СаО и Fe2O3. Кроме
77
того, реакция между СаО и Fe203 идет зна-
чительно быстрее других реакций в твердой
фазе. Температура начала этого взаимодейст-
вия (400—600°С) ниже, чем между СаО и
SiO2 (500—690°С), Fe3O4 и SiO2 (970°С).
В равных условиях в офлюсованной шихте
преимущественно образуются ферриты кальция
СаОТе2Оз с температурой плавления 1216°С,
причем их образованию способствует окисли-
тельная атмосфера.
Плавление аглошихты происходит в зоне
горения и максимальных температур. Первыми
расплавляются образовавшиеся при твердо-
фазном взаимодействии легкоплавкие соеди-
нения, а также их смеси. Эвтектической назы-
вается тонкая механическая смесь двух или
нескольких различных веществ, температура
плавления которой ниже, чем температура
плавления любой другой смеси этих веществ
и каждого из них в отдельности. Ниже при-
ведены сведения о температурах плавления
некоторых легкоплавких смесей, участвующих
в аглопроизводстве:
Неофлюсованные шихты
Фаялит Fe2SiO4................................. 1205
Эвтектические смеси:
2FeO-SiO2 — SiO2 .............................1178
2FeO-SiO2 — FeO ..............................1177
2FeO-SiO2 — Fe3O4 .............................1142
78
Офлюсованные шихты
Однокальциевый феррит CaO*Fe2O3 . . . . « 1216
Эвтектические смеси:
CaO-Fe2O3 — Fe2O3 .........................1200
CaO-Fe2O32CaO-Fe2O3— Fe3O4 .... 1180
CaO-Fe2O3 — CaO-2Fe9O3 ....................1200
CaO-SiO2 — CaO-FeO-SiO? . .................1190
2CaO-SiO2 — FeO ...........................1280
CaO-SiO2 — 2CaO-Fe9O3 ................. . 1185
FeO — FeO • A12O3..........................1305
CaO • SiO2 — CaO * A12O3 • 2SiO2 ... .... 1300
2CaO-SiO2 — CaO-Fe2O3 — CaO-Fe2O3 . . . 1192
При плавлении многие вещества полностью
разрушаются, например, ферриты кальция. Од-
нокальциевый феррит при 1216°С распадается
на твердый двухкальциевый феррит и расплав:
СаО-Ре2Оз = 2СаО-Ее2Оз + расплав. В свою
очередь двухкальциевый феррит разлагается
при плавлении на твердую известь и расплав:
2CaO*Fe2O3 = СаО + расплав. Силикаты желе-
за диссоциируют частично, силикаты кальция
сохраняют свою структуру.
Неофлюсованная шихта размягчается зна-
чительно медленнее офлюсованной. При спека-
нии офлюсованной шихты в отличие от неоф-
люсованной резко снижаются температуры в
зоне горения, так как железистый силикатный
расплав на основе фаялита, растворяя маг-
нетит,- делается более тугоплавким, а при плав-
лении ферритов кальция образуется легкоплав-
кий расплав, температура которого понижа-
ется при растворении в нем Fe2O3. Количество'
79
расплава уменьшается в случаях,,/когда шихта
содержит мало свободного кварца SiO2 и ког-
да в шихту введен слишком крупный из-
вестняк:
Образующийся расплав неоднородный. В
объемах, где преобладают силикаты железа
или ферриты кальция, вязкость расплава ми-
нимальная, и он обладает большой подвиж-
ностью, а вблизи растворяемой частицы изве-
сти или около крупного скопления зерен
магнетита расплав имеет высокую вязкость
и недостаточно подвижен. Процесс размягче-
ния аглошихты необходимо рассматривать как
результат полного плавления шихты в одних
микрообъемах, частичного плавления и сохра-
нения твердого состояния в других, отличаю-
щихся от первых минералогическим составом,
размером частиц и температурными условиями.
Кристаллизация расплава и формирование
конечной структуры агломерата
В верхней части зоны горения и в зоне кри-
сталлизации формируется конечная структура
готового агломерата. Лайнералогический состав
и структура агломерата зависят, главным об-
разом, от основности, расхода топлива и осо-
бенностей теплового режима агломерации.
Процесс формирования структуры агломера-
та с различной основностью дан на схемах,
представленных на рис. 14.
80
a & в
Рис. 14. Схема хода процесса плавления и кристалли-
зации при спекании шихты с основностью CaO/SiO2:
а — <0,5; б —0,5—1,0; в — 1,0—2,0
Необходимо учесть, что в каждом объеме
агломерата могут встречаться фазы, характер-
ные для агломерата разных основностей. Это
связано с тем, что образующийся расплав име-
81
ст значительные колебания по/химическому
составу,, температуре и вязкости. Кроме того,
расплавленные участки перемежаются относи-
тельно менее нагретыми и даже твердыми ку-
сочками шихты. Разобщенность участков рас-
плава, его вязкость, малая подвижность и
небольшая толщина зоны высоких температур
препятствуют перемешиванию жидкой фазы
и усреднению ее состава.
5. Удаление вредных примесей
при агломерации
Большинство руд и концентратов содержит
Примеси, вредными являются сера, фосфор,
мышьяк, цинк, свинец и некоторые другие.
Сера повышает хрупкость чугуна и стали
при высоких температурах. Такое явление
называют красноломкостью.
Фосфор придает чугуну и стали хрупкость,
снижая их вязкость. Такое свойство называют
хладноломкостью. Однако в литейных чугунах
фосфор в определенных пределах является
полезной примесью: он придает чугуну жидко-
текучесть, способствуя лучшему заполнению
литейных форм.
Мышьяк в стали в незначительном количест-
ве резко повышает ее хрупкость как в холод-
ном, так и в горячем состоянии, а также
ухудшает свариваемость стали.
Доменная плавка железорудных материалов,
82
содержащих соединения цинка и щелочных,
металлов, сопряжена с рядом трудностей. При
определенных условиях и параметрах техно-
логического режима восстановленный в печи
цинк разрушает огнеупорную кладку, кожух*
доменной печи. В других технологических усло-
виях цинк и его соединения составляют основу
настылей в шахте доменной печи, нарушаю-
щих устойчивый сход материалов и рациональ-
ное газораспределение. Щелочи способствуют
разрушению и измельчению кокса, что особенно
неблагоприятно для работы больших доменных
печей, и участвуют в разрушении огнеупорной
кладки и образовании настылей. Во всех слу-
чаях цинк и щелочи существенно укорачивают
межремонтные периоды, удлиняют и удорожа-
ют ремонты доменных печей. Кроме того, цир-
кулирующие в печи большие количества цинка
и щелочей ухудшают показатели работы печей.
Свинец, поступающий в доменную печь, вос-
станавливается и вследствие большой плотно-
сти скапливается в металлоприемнике, разру:
шая в основном лещадь печи.
Сера в аглошихте содержится в различных
формах: органическая сера коксика (SOpr),
сульфидная сера (пирит FeS2, пирротин FeS
и другие минералы) и сульфатная сера (гипс
CaSO4-2H2O, барит BaSO4 и другие соеди-
нения) .
Сульфидная и органическая сера удаляется
83
при агломерации окислением уже хири неболь-
ших температурах:
’ Sopr+O2 = SO2, 4FeS2+1102 =
— 2Fe2O3 -f- 8SO2.
Окисление органической серы происходит
при горении коксика (более 700°С), а окисле-
ние пирита начинается уже при 365°С. Также
легко окисляются другие сульфидные соеди-
нения.
Степень удаления сульфидной серы из шихты
зависит от расхода топлива на спекание, круп-
ности частиц шихты, содержания кислорода
в газовой фазе.
Температура начала интенсивного окисления
сульфидов прямо связана со степенью его из-
мельчения: чем меньше частицы сульфида, тем
ниже эта температура.
Процесс окисления сульфидов предпочти-
тельно вести при низком расходе топлива на
спекание. В этом случае возрастает число
микрообъемов шихты, в которых преобладает
окислительная атмосфера и имеется достаточ-
ное количество свободного кислорода в газовой
фазе. Однако при чрезмерно низком расходе
топлива температура в зоне подогрева и в зоне
горения недостаточно велика для быстрого вы-
горания серы, хотя газовая фаза и содержит
много кислорода. При окислении сульфидов
выделяется тепло, при этом 1 кг пирита заме-
84
няет около 0,3 кг коксовой мелочи. Около 60 %
S сгорает до SO2, а около 40 % — до SO3.
Степень удаления сульфидной серы 90—95%.
Сульфатная сера удаляется при более вы-
соких температурах:
. CaSO4'= СаО + SO2 + %О2 — выше 975°С,
BaSO4 = ВаО + SO2 + V2O2 — выше 1185 ° С.
Повышенный расход топлива способствует
удалению сульфатной серы, однако степень ее
удаления не превышает 60—70 %.
Для одновременного удаления сульфидной
и сульфатной серы необходимо увеличить тем-
пературу в спекаемом слое, не снижая содер-
жание кислорода в аглогазах. Этого можно
добиться дополнительным обогревом спекаемо-
го слоя, а также повышением слоя спекаемого
агломерата.
В зоне интенсивного нагрева шихты удаля-
ется 25—40 % S, в зоне кристаллизации и
готового агломерата — 20 %, а в зоне горения,
и максимальных температур — остальная сера.
Фосфор поступает в аглошихту в виде хлор-
апатита 3 (ЗСаО • Р2О5) • СаС12, фторапатита
3(3CaO-P2O5)-CaF2 и вивианита Fe3(PO4)2X
Х8Н2О. При агломерации фосфор не удаляется
и весь переходит в готовый агломерат.
Удалению мышьяка при агломерации спо-
собствует спекание в восстановительных усло-
виях при повышенном расходе топлива. Сни-
85
жение основности агломерата также способ-
ствует удалению мышьяка. Из неофлюсован-
ной шихты, при агломерации можно удалить
до 20 % As. При основности 0,8—1,2 мышьяк
практически не удаляется. Введение хлориру-
ющих добавок (5—7% СаС12) позволяет по-
высить степень удаления мышьяка до 60 %.
Замена коксика углем положительно сказыва-
ется на его удалении. Обработка готового агло-
мерата паром при 1100°С позволяет вывести
из шихты до 50—70 % As.
При обычной технологии агломерации уда-
ление цинка и свинца возможно лишь при
расходе топлива более 10%, что, однако, при-
водит к ухудшению десульфурации. Для эф-
фективного удаления цинка и свинца необхо-
дима агломерация с хлорирующими добавками,
так добавка 2—3% СаС12 к шихте позволяет
удалить при спекании до 90 % РЬ и 65 % Zn.
Добавки хлоридов кальция или магния по-
ложительно влияют и на удаление щелочей
из агломерата. Щелочи, содержащиеся в шихте
в виде солей, оксидов и карбонатов, при вза-
имодействии с хлористыми соединениями об-
разуют летучие хлориды калия и натрия, кото-
рые удаляются с отходящими газами.
6. Газодинамика процесса спекания
Производительность процесса агломерации за-
висит от скорости движения зоны горения, т. е.
86
от вертикальной скорости спекания, на кото-
рую, в свою очередь, влияет два фактора.
Движение зоны горения определяется, во-пер-
вых, скоростью нагрева нижележащего слоя
аглошихты до температуры воспламенения
топлива; во-вторых, скоростью горения частиц
топлива. В обоих случаях вертикальная ско-
рость спекания,-а следовательно, и произво-
дительность возрастают с увеличением коли-
чества воздуха, просасываемого через слой
шихты (рис. 15).
Количество воздуха, м3/мин
Рис. 15. Влияние количества воздуха, просасываемого
через спекаемый слой в единицу времени на количест-
во аглошихты, спеченной за 1 ч работы агломашины
Газопроницаемость определенного слоя
шихты характеризуется количеством воздуха
или газа, проходящего через единицу площади
шихты в единицу времени при данном вакууме,
87
т. е. величиной скорости фильтрации воздуха
или газа, м3/(м2-с),
W = Q/(St),
где Q — количество воздуха или газа, м3; S—
поверхность слоя шихты, м2; т— время, с.
Наиболее распространенной формулой для
определения зависимости между величиной
вакуума и скоростью фильтрации газа явля-
ется уравнение Л. К. Рамзина:
Др = AhWn,
где А и п — коэффициенты, величина которых
зависит от структуры слоя шихты (они посто-
янны для данного определенного слоя шихты);
Ар — величина вакуума, Па (мм вод. ст.);
h—высота слоя шихты, мм.
Величина коэффициента А приближенно
рассчитывается по формуле А = k/d, где к — ко-
эффициент, равный 1,24-1,3; d — диаметр час-
тиц, мм.
Коэффициент п растет с увеличением разме-
ров частиц шихты, оставаясь всегда меньше 2.
Анализ формулы Л. К. Рамзина показывает,
что для повышения газопроницаемости слоя
аглошихты необходимо укрупнение мелких
пылевидных частиц шихты. Это достигается
процессом окомкования аглошихты (см. гл. III,
раздел 2).
Наименьшие потери напора газа получаются
«8
в слое готового агломерата, имеющего весьма
пористую структуру; наибольшие потери напо-
ра соответствуют зонам с наименьшей газо-
проницаемостью (зоны горения топлива и пе-
реувлажнения шихты). Малая газопроницае-
мость зоны горения топлива и максимальных
температур связана с образованием слоя рас-
плава. В зоне переувлажнения шихты проис-
ходит конденсация водяных паров на холод-
ных частичках аглошихты, что увеличивает
влажность шихты на 20—35 % выше оптималь-
ной. Явление переувлажнения шихты можно
устранить предварительным нагревом агло-
шихты перед спеканием (см. гл. III, раздел 2).
При постоянной высоте слоя шихты можно!
увеличивать количество воздуха, просасывае-
мого через слой шихты, повышая вакуум под
лентой (Д Р). В настоящее время в Японии
на крупных агломашинах достигнуто разреже-
ние 17—19 кПА (1700—1900 мм вод. ст.).
Однако рост вакуума вызывает значительное
увеличение доли вредных прососов.
Увеличение высоты спекаемого слоя, благо-
приятно сказывающееся на тепловом балансе
агломерации, приводит к снижению газопро-
ницаемости слоя шихты и падению вертикаль-
ной скорости спекания. Поскольку в результате
увеличения высоты слоя возрастают качество
агломерата и выход годного, то вопрос об
8»
изменении производительности зависит от соот-
ношения вышеуказанных факторов.
Резко повысить скорость спекания (в 2—6
раз) возможно при использовании технологии
агломерации под давлением, что осуществляют
двумя способами. По первому увеличивается
давление над слоем и под слоем при постоян-
ном перепаде давлений. В этом случае возрас-
тают плотность воздуха и его весовое коли-
чество, а, следовательно, и кислорода для го-
рения топлива, которое проходит через еди-
ницу поверхности в единицу времени. По вто-
рому способу повышают давление только над
агломашиной. Возрастают перепад давления
(Ар ) и скорость просасывания воздуха, а, сле-
довательно, и вертикальная скорость спекания.
Для осуществления первого способа необходи-
мо сооружение герметичного корпуса для
агломашины, второй способ можно осуществ-
лять наддувом сжатого воздуха через колпак,
расположенный над агломашиной. Возможно
создание и комбинированной установки с ис-
пользованием обоих способов.
Необходимое разрежение, обеспечивающее
просасывание газов через шихту и по всему
газовому тракту через пылеуловители с вы-
бросом газов в дымовую трубу, создается вен-
тилятором-экскаустером. На машине площадью
спекания 312 м2 установлены два эксгаустера
производительностью 12000 м3/мин.
90
Основными газодинамическими параметра-
ми, характеризующими процесс спекания и со-
стояние газоотводящего тракта, являются:
средняя скорость фильтрации газа через слой
шихты (0,20— 0,40 м/с на входе в слой и
0,25—0,50 м/с на выходе из слоя), плотность
газа, покидающего слой (1,34— 1,42 кг/м3
сухого газа и 1,24— 1,33 кг/м3 влажного),
перепад давления газа в слое 5,5—10 кПа
(550—1000 мм вод. ст.) и тракта 1—3 кПа
(100 — 300 мм вод. ст.), удельный расход воз-
духа на спекание шихты 3800—4800 м3/т шихты
или 7000—8000 м3/м3 шихты.
7. Теплотехника спекания агломерата
Процесс агломерации осуществляется прежде
всего теплообменом между материалом и газом
Развитие теплообмена в слое шихты зависит
от свойств сырых материалов и готового агло-
мерата. Структура теплового баланса для од-
ного из случаев спекания офлюсованного агло-
мерата дана в табл. 8.
Процесс агломерации имеет слоевой харак-
тер, и зона горения топлива, где происходит
основное выделение тепла, имеет толщину не
более 40 мм. Общий тепловой баланс можно
представить как сумму тепловых балансов зон
горения, передвигающихся сверху вниз. К при-
ходным статьям теплового баланса зоны горе-
91
Таблица 8. Структура теплового баланса
»л. Статья прихода % ОТ общего прихода тепла № пп. Статья расхода % от общего расхода тепла
1 2 3 4 5 Сгорание угле- рода шихты .... Вносится: воздухом, по- ступающим к агломашине . шихтой Окисление се- ры шихты Образова ни е минеральн ы х фаз (силика- тов и ферритов) За ж и г а н и е шихты Всего: 81,4 1.2 6,1 0.4 2,0 8.9 100 1 2 3 4 5 Испарение влаги: гигроскопиче- ской гидратной ... Разло ж е н и е карбонатов .... Потери: с отходящи- ми газами ... с пирогом аг- ломерата .... Восстанов л е- ние магнетита . Потери агло- машины Всего: 19,6 7.6 22.2 6.2 32,0 1.4 11.0 100
ния относятся теплота сгорания углерода топ-
лива и сульфидов, теплота кристаллизации рас-
плава в верхней части зоны горения, теплота
минералообразования силикатов железа и фер-
ритов кальция и теплота воздуха, подогретого
горячим агломератом выше зоны горения, т. е.
регенерируемое тепло. В зоне горения тепло
расходуется на разложение карбонатов, гид-
ратов, на диссоциацию оксидов и плавление
шихты, на нагрев отходящих газов и готового
92
агломерата, а также на тепловые потери.
Температура в зоне горения зависит от мно-
гих факторов: количества и крупности топлива,
газопроницаемости и состава шихты. Для каж-
дой аглошихты имеется оптимальная темпера-
тура зоны горения, при которой образуется
мелкопористый, легковосстановимый агломерат
с достаточной прочностью. Из этих условий
устанавливается и содержание углерода. От-
клонение содержания углерода в шихте от
оптимального, которое подбирается в каждом
конкретном случае в основном опытным путем,
снижает производительность агломашин и зна-
чительно изменяет качество агломерата.
Внешними признаками, по которым можно
судить о содержании углерода в шихте, явля-
ются длина раскаленной поверхности агломе-
рата после выхода его из-под зажигательного
горна и вид излома на разгрузочном конце.
При нормальном содержании углерода в шихте
.раскаленная зона распространяется на чет-
верть высоты спека, при этом не должно быть
языков пламени догорающего углерода.
В случае избытка или слишком крупного •
топлива агломерат раскален до половины вы-
соты слоя, видны синие языки пламени, агломе-
рат сильно оплавлен и имеет крупные поры.
При недостатке углерода в шихте на изломе
спека видны бурые участки неспеченной шихты,
93
агломерат мелкопористый с тонкими стенками
пор и легко рассыпается.
При движении зоны горения в слое спекае-
мой шихты сверху вниз в тепловом балансе
этой зоны происходят существенные изменения.
Приход тепла постепенно возрастает за счет
увеличения доли регенерируемого тепла, т. е.
тепла, поступающего из зоны готового агломе-
рата. Доля регенерируемого тепла достигает
50—55 %. Вследствие этого наблюдается уве-
личение температуры в зоне максимальных
температур по- высоте слоя. Чем больше вре-
мени прошло с начала спекания, тем ниже
опускается зона горения и тем более высокие
температуры в ней развиваются.
С точки зрения качества агломерата было
бы желательно сохранение температуры в зоне
горения на постоянном уровне (1250—1350°С)
при перемещении ее по высоте слоя спекаемой
шихты. Однако реальное распределение тем-
ператур отличается от оптимального (рис. 16).
В верхней части слоя аглошихты наблюдается
недостаток тепла (температура в зоне горе-
ния ниже оптимальной), агломерат верхней
части спека образуется пониженной прочно-
сти. В шихте вблизи колосниковой решетки
наблюдается избыток тепла (температура в
зоне горения выше оптимальной), что приво-
дит к переоплавлению агломерата и сниже-
нию его восстановимости.
94
Рис. 16. Принцип действительного и желательного
распределения температур в зоне горения при движении
ее к колосниковой решетке. АОВ—линия оптимальной,
температуры; COD — линия действительного распре-
деления температуры
Для выравнивания температурного уровня
спекания по высоте слоя необходимо увеличить
приход тепла в верхние слои шихты и огра-
ничить его поступление в нижнюю часть. В этом
направлении положительно воздействует сег-
регация топлива при загрузке шихты на агло-
95
машину. Более легкая коксовая мелочь в боль-
шей мере концентрируется в средних и верх-
них горизонтах спекаемого слоя (более подроб-
но см. раздел 2 данной главы).
Усовершенствовать тепловой режим можно
проведением двухслойного спекания. В этом
случае на агломашину двумя последовательны-
ми питателями укладывают две шихты, из ко-
торых нижняя содержит на 1 —1,5% коксовой
мелочи меньше, чем верхняя. В этом случае
экономится до 10% топлива, повышаются ка-
чество и прочностные показатели нижнего слоя
спека. Однако в случае двухслойного спека-
ния проблема недостатка тепла в верхней части
спекаемой шихты решается частично, посколь-
ку регенерация тепла здесь недостаточна. Не-
достаток тепла в верхней части аглослоя можно
ликвидировать подводом внешнего обогрева.
Интенсивность зажигания шихты должна обес-
печить такое поступление тепла в верхнюю
часть слоя в момент зажигания, которое будет
достаточным для образования пирога агло-
мерата.
При рыжеватом оттенке цвета поверхности
спека после выхода из-под зажигательного гор-
на очевиден недостаток тепла, который устра-
няется следующими мероприятиями. При за-
данных общих расходах газа и воздуха -на
горн перераспределяют нагрузку по горелкам
или секциям, увеличивая ее в зоне собствен-
96
но зажигания, причем поверхность в этой зоне
должна иметь яркий светло-желтый цвет. Мож-
но увеличить расход газа и воздуха при за-
данном соотношении или только расход газа.
Кроме того, можно уменьшить количество вла-
ги в шихте, увеличить содержание углерода
в шихте, прикрыть заслонки первых вакуум-
камер.
При увеличении раскаленной поверхности за
горном на 1—2 м сверх обычной длины следует
уменьшить расход углерода в шихту, умень-
шить расход газа на горн, не изменяя расхода
воздуха. После подхода шихты с уменьшенным
содержанием углерода восстановить соотно-
шение газ — воздух.
Помимо увеличения интенсивности зажига-
ния в горне внешний обогрев можно произво-
дить подводом горячего воздуха или газооб-
разного топлива к слою спекаемой шихты
после зажигательного горна. Наиболее пред-
почтительна в этом случае технология, по ко-
торой за горном на первой трети машины
'устанавливают дополнительные газовые горел-
ки, обеспечивающие температуру обогрева
1050—1100°С. В этом случае удается сохра-
нить производительность аглоленты при одно-
временном улучшении качества спека.
Структура теплового баланса (см. табл. 8)
показывает, что вторичное тепло, т. е. тепло,
которое уносится с готовым агломератом,
возвратом, пылью и отходящими газами, со-
4 Зак. 3229 97
ставляет более 60 %, поэтому в настоящее вре-
мя значительное внимание уделяется вопросам
утилизации (т. е. полезного использования)
вторичного тепла.
Отходящий воздух охладителей агломерата
имеет температуру 300—400°С и может быть
использован для нагрева аглошихты, подачи
в зажигательный горн, для выработки пара
или получения горячей воды.
При подаче в горн горячего воздуха из охла-
дителей агломерата возможно снизить удель-
ный расход твердого топлива на 10%, а газа
для зажигания на 20 %.
Тепло воздуха охладителей, а также тепло
отходящих аглогазов можно использовать для
получения пара в так называемых котлах-ути-
лизаторах, представляющих собой теплообмен-
ники. В котлах используется 15—20 % тепла
воздуха или газа. Возможно получение до 90 кг
пара на 1 т агломерата. Вырабатываемый
пар пойдет на получение электроэнергии, на
технологические или бытовые нужды.
Тепло возврата используется для нагрева
аглошихты перед спеканием.
В настоящее время начинают уделять вни-
мание спеканию агломерата с применением ре-
циркуляции отходящих аглогазов. Рециркуля-
ция, т. е. возврат части аглогазов на спекание,
предусматривает подачу определенной части
отходящих газов под колпак, расположенный
вдоль всей открытой части агломашины. Вы-
98
бросы оксида углерода и пыли в атмосферу
при спекании аглошихты с рециркуляцией аг-
логазов снижаются пропорционально степени
их рециркуляции. Но с повышением степени
рециркуляции выше некоторого предела ухуд-
шается качество агломерата и падает вер-
тикальная скорость спекания. Расчеты показы-
вают, что оптимальная степень рециркуляции
составляет 25—40 %. Возможны и другие схемы
рециркуляции, например, с возвратом только
высокотемпературных газов из последних ва-
куум-камер.
8. Способы интенсификации
процесса агломерации
Производительность агломашины определяет-
ся, в основном, скоростью фильтрации воздуха
через слой спекаемой шихты (подробнее см.
гл. IX раздел 2). Поэтому основным направ-
лением интенсификации спекания железных
руд и концентратов является улучшение газо-
динамических условий процесса, что достига-
ется как снижением газодинамического сопро-
тивления слоя (т. е. повышением газопроница-
емости), так и повышением вакуума под колос-
никовой решеткой.
На интенсивность агломерации влияет также
режим зажигания шихты. Необходимо обеспе-
чить равномерный и быстрый нагрев шихты
в зоне зажигательного горна и достаточный
4* 99 ;
избыток кислорода для горения нагретого
топлива.
Положительно влияют на производитель-
ность аглоустановки различные добавки к ших-
те, нагрев шихты перед спеканием и другие
технологические мероприятия. Приведенные
ниже технологические факторы оказывают
влияние не только на производительность про-
цесса агломерации, но и на расход твердого
топлива (коксовой мелочи), идущего на спе-
кание:
Повышение производи- тельности, % Снижение расхода топлива, °/о
Подогрев шихты горячим воз- вратом . . . 15 — 20 10 15
Ввод извести в аглошихту, на каждые 10 кг/т агломерата . . 1,5—4,0 0.5 -1,5
Ввод в шихту 3 % извести пос- ле совместного измельчения с коксиком 17 . —
Добавка ферритных снеков к аглошихте 7--18 3
Ввод в шихту совместно из- мельченной смеси возврата и известняка 7,5
Предварительная гидратация извести . 3-4 Получение агломерата разной основности (0.9 и 2,0) .... 2 3 Получение двухслойного агло- мерата разной основности (верхний слой 9,4; лиж’нии —2,3) 17 —
100
Подача кислорода в зажига- тельный горн, на каждые 10 м3/т агломерата ..... 2,5— 5,0 3 -5 (твер- дого), 4-—15
(газообраз- ного )
П ре д ва ри те л ь ное о к о м ко в а н и с концентрата Раздельное оком кование ших- 7—15 5- 10
ты 15—25 10 15
Воздушная сегрегация шихты при укладке на спекательные
тележки 1—2 —
Накатывание 50 % топлива на окомкованную шихту .... 3-8 6- 10
Накатывание топлива на грану- лы шихты нижнего слоя при двухслойном спекании .... 2,5 6- 7
Увлажнение аглошихты 0,3 п/о- ным водным раствором поли- акриламида Двухслойное (по содержанию 7 1 1
топлива) спекание Добавка в аглошихту конвер- терного шлака класса менее 3- 5 10 15 0,1
8 мм, 10 кг/т агломерата . . . Рециркуляция 25 % отходя- 1.5
ших газов 3
Снижение количества вредных подсосов воздуха на 1 (,/0 . . . 0.2- 0,0
Термическая обработка агло- мерата 5 10
101
Глава V. ОБРАБОТКА АГЛОМЕРАЦИОННО-
ГО СПЕКА И ПОЛУЧЕНИЕ ГОТОВОГО АГЛО-
МЕРАТА
1. Дробление спека и грохочение
горячего агломерата
Доменное производство предъявляет опреде-
ленные требования к гранулометрическому со-
ставу агломерата. Высококачественным для
доменного передела следует считать агломерат,
равномерный по крупности, с минимальным
содержанием классов более 50 мм и менее 5 мм,
что достигается его дроблением и грохочением.
Аглоспек падает с разгрузочной части агло-
машины большими блоками, размер которых
соответствует размерам спекательной тележки.
Дробление аглоспека производят зубчатой,
роторной или щековой дробилками. Наиболь-
шее распространение получили одновалковые
'зубчатые дробилки. Процесс разрушения кус-
,ков аглоспека осуществляется под действием
•вращающегося дробящего вала, соединенного
приводным валом и муфтой с электродвигате-
лем (рис. 17). На дробящий вал насажены
звездочки с распорными кольцами. Каждая
звездочка имеет несколько (4—6) зубьев, ко-
торые служат для разрушения аглоспека, по-
102
Рис. 17. Одновалковая зубчатая дробилка:
I — колосниковая плита: 2 — съемная звездочка; 3 — самозатачиваю-
щийся сменный зуб; 4 — клин крепления зуба; 5 - вал ротора
павшего в пространство между зубьями звез-
дочки и колосниковой решеткой.
На дробление поступает горячий спек со
средней температурой около 600°С, поэтому
предусмотрено охлаждение дробящего вала с
помощью воды, циркулирующей в полости
вала. Еще более эффективны водоохлаждаемые
звездочки: снижение температуры и.х поверх-
юз
ности до 180°С позволяет значительно увели-
чить стойкость дробилки.
С целью увеличения срока службы звездочек
применяют конструкцию сменного самозатачи-
вающегося зуба, рабочая кромка которого об-
разуется совмещением оснований двух равно-
бедренных треугольников. При износе зуба
кромки остаются острыми, уменьшается только
их ширина.
Техническая характеристика одновалковых дробилок
для горячего агломерата
Тип дробилки . . 1200x2100 1300x2700 1300x4200
Производитель -
ность, т/ч . . . . Размеры кусков агломерата, мм; 80 200 800
до дробления . . 250 X1000 > С 250 X I300X 400 X I500X
X 2000 X 2500 X 4200
после дробления Диаметр звездо- 200 200 200
чек, мм ... 1200 1300 1300
Длина вала, мм . Частота вращения ротора, об/мин . . Расход воды на ох- лаждение вала, 2100 2700 4200
3,2 4,65 3 -9
л/мин Мощность электро- 45 75 85
двигателя, кВт . . 30 55 125
Масса, т . . . . 22,3 27,0 51,6
104
Одновалковые дробилки довольно устойчивы
и несложны в эксплуатации, однако не обеспе-
чивают дробления спека в одну стадию до
крупности, необходимой для дальнейшей его
обработки. Содержание классов крупнее 100 мм
достигает 40 %, что ухудшает условия охлаж-
дения агломерата. Для снижения верхнего пре-
дела крупности дробления увеличивают число
звездочек и уменьшают ширину щели колосни-
ков, однако это снижает стойкость дробилок.
Для дробления спека используют также бы-
строходные роторные и щековые дробилки.
Быстроходные роторные дробилки обеспечива-
ют необходимый верхний предел крупности
дробления при высокой стойкости оборудова-
ния, однако выход мелочи при этом возрастает,
что требует повышения эффективности работы
грохотов.
При использовании щековых дробилок спек
разрушается путем сжатия его по всей поверх-
ности, поэтому в первую очередь разрушаются
наиболее слабые участки, что технологически
более рационально. Основными недостатками
щековых дробилок являются быстрый износ
щек и ограниченная возможность дроб 'сния
агломерата, спекаемого в высоком слое.
После дробления горячего спека агломерат
подвергают грохочению для выделения мелких
фракций (менее 5 мм) не пригодных для домен
ной плавки. Для отсева возврата используют
105
различные типы грохотов. На ряде аглофабрик
отсутствуют дробилки горячего агломерата, и
спек прямо со спекательных тележек падает
на грохот горячего агломерата, где происхо-
дит частичное разрушение кусков агломерата.
Отсутствие предварительного дробления отри-
цательно сказывается на качестве агломерата
.из-за увеличения в нем содержания мелочи.
Наиболее простым по конструкции является
стационарный колосниковый грохот, выполня-
емый в виде сварной рамы из швеллеров с пол-
ками, на которые устанавливают колосники.
Грохот крепят в разгрузочной части аглома-
шины над бункером возврата под углом 35—38
град. Недостатками стационарного грохота
являются невысокая эффективность грохочения
л забивание щелей между колосниками кусоч-
ками агломерата.
Для эффективного грохочения горячего агло-
мерата используют механические, в основном
самобалансные грохоты.
Самобалансный грохот состоит из корпуса
е колосниковой решеткой, установки привода
с механическими вибраторами, опорной тележ-
ки с пружинными амортизаторами, электрообо-
рудования и смазочной установки.
Корпус грохота представляет собой сварную
металлоконструкцию с двумя боковыми стена-
ми, в верхней и' нижней частях соединенных
поперечными балками. Колосниковые плиты,
106
приемный и разгрузочный лотки, образующие
рабочее полотно грохота, установлены на ниж-
них поперечных балках корпуса. Корпус укреп-
лен на пружинных амортизаторах наклонно
под углом 8 град (для ГСТ-8Г). Вибраторы
самобалансных грохотов направленного дей-
ствия имеют два вала, снабженных неуравно-
вешенными грузами (дебалансами). Валы, сое-
диненные зубчатой передачей, вращаются в
противоположных направлениях с одинаковой
частотой вращения.
Для агломашин площадью спекания 75 м2'
применяют самобалансный грохот ГСТ-61, а
для машин площадью спекания 312 м2 —
грохот ГСТ-81.
Технические характеристики грохотов
Тип грохота Производительность, т/ч . . ГСТ-61 150—200 ГСТ-81 550-600
Размеры просеивающей поверх- ности, мм: ширина 2000 3000
длина .... . . 5000 6400
Амплитуда качаний, мм 5 5
Частота качания, мин-1 . 735 73'5
Мощность электродвигателя, кВт 2x13 55
Самобалансные грохоты ГСТ-61 выпускают
в подвесном и опорном исполнениях.
Механические грохоты, применяемые на аг-
лофабриках, по эффективности грохочения,
107
надежности и ремонтопригодности не отвечают
современным требованиям. Наиболее слабое
•звено таких грохотов — стойкость просеиваю-
щего полотна, которая для ГСТ-61 составляет
30—45 дней, а для ГСТ-81 — 15--45 дней.
2. Охлаждение агломерата
Агломерат охлаждают для снижения темпера-
туры готового спека до 80 - 100°С, при которой
возможно безопасное использование ленточных
конвейеров с резиновой лентой. Загрузка горя-
чего, не подвергаемого охлаждению агломерата
в доменную п-ечь приводит к дополнительным
трудностям вследствие ухудшения условий
труда и повышенного износа оборудования.
Охлаждение осуществляют просасыванием
или продуванием через слой агломерата хо-
лодного воздуха на хвостовой части аглома-
шины или в специальных отдельно стоящих
охладителях.
Заливать горячий агломерат водой недопу-
стимо, так как он сильно растрескивается при
резком охлаждении.
Существуют следующие типы охладителей
чашевые, кольцевые, камерные и линейные.
В СССР наибольшее распространение полечи-
ли чашевые и линейные (рис. 18 и 19). Охла-
дители представляют собой теплообменные
аппараты, работающие по принципу перекрест-
ного тока охлаждаемого материала (агломера-
108
Рис. 18. Схема чашевого охладителя с принудительным
просаеыванием воздуха:
1 — гидрозатвор: 2 — надконусное пространство; 3 — жалюзийная ре-
шетка; 4 — бункер агломерата; 5 — центральная колонна; 6 — сбрасы-
вающий нож; 7 — тарель; 8 — электропривод
та) и охлаждающего теплоносителя (воздуха).
В настоящее время охлаждение агломерата
осуществляется на 67 агломашинах, в том чис-
ле: на удлиненной части — на 32; в чашевых
охладителях — на 16 и на линейных охлади-
телях— на 19.
Механизм охлаждения в чашевом охлади-
теле следующий: агломерат с ленты падает
в кольцевой бункер, нижней частью которого
является вращающаяся тарель. Вместе с та-
релью агломерат движется между стенками
109
rrusHdu t? tiadawex энаэчхлтг • £ ‘.Ейэиэаноя owiouou -*• 3 :эвмс!вм - '
iqirointfBirxo ишниэии]/ 'g] ‘oiifj
со щелевыми отверстиями. Просасываемый
через щели воздух охлаждает агломерат и хо-
лодный агломерат сбрасывается ножом. Недо-
статком чашевых охладителей является их
сравнительно малая производительность, в
большинстве случаев не превышающая 150 т/ч.
На охладителях линейного типа процесс за-
грузки, охлаждения и разгрузки агломерата
непрерывный. Охлаждение осуществляется
путем продувания или просасывания (реже)
воздуха через слой агломерата, лежащего на
полотне охладителя.
Линейный охладитель с продувкой охлажда-
ющего воздуха аналогичен агломашине и со-
стоит из бесконечного ряда тележек, движу-
щихся по замкнутому рельсовому пути. Дви-
жение тележек осуществляется при помощи
приводной звездочки, соединенной через редук-
тор с электродвигателем, обеспечивающим пе-
ременное число оборотов. Днища тележек
составлены из колосников, затрудняющих про-
сыпание мелочи. На стыках тележек их борта
перекрывают друг друга, что препятствует
просыпанию агломерата во время разгрузки.
Воздух нагнетают в нижние воздушные ка-
меры вентиляторами, расположенными сбоку
от охладителя.
Достоинствами линейных охладителей явля-
ются достаточно высокая производительность,
относительно низкая стоимость воздуха для
охлаждения.
111
При загрузке линейного охладителе крупные
и наиболее горячие куски агломерата вслед-
ствие сегрегации попадают в основном в верх-
ние горизонты слоя. Холодный воздух, посту-
пающий снизу вверх, соприкасается прежде
всего с наиболее мелкими частицами и далее,
частично нагретый, достигает крупных кусков,
что снижает эффективность охлаждения. Таким
образом, необходима «обратная» загрузка агло-
мерата на охладитель с одновременным реше-
нием вопросов обеспыливания узла загрузки.
Кроме того, необходимо добиваться увеличения
высоты охлаждаемого слоя до 1,5—1,8 м и
совершенствования конструкции уплотнений
охладителя.
Линейные охладители типа ОП4-Г25 устанав-
ливают после агломашин площадью спекания
75 м2, а охладитель ОП5-315 — после аглома-
шины с площадью спекания 312 м2.
Технические характеристики ох ладителсй
Тип охладителя Средняя производительность, ОП-4-125 ОП5-315
т/ч 125 370
Рабочая плошадь охлаждения, м2 ’ 128 315
Скорость движения полотна, м/мин 0,5— 1,5 1 3
Ширина полотна, м 2,5 3,5
Длина полотна, м 51,3 90,0
Угол наклона охладителя, град. 2,5 10
112
Средняя температура агломера-
та, °C:
начальная.................... 900 600
конечная...................Менее 100 Менее 100
Преимуществом охладителей, работающих
с продуванием, по сравнению с работающими
на просасывание, является то, что вентиляторы,
установленные на них, работают на холодном
чистом воздухе, в то время как на охладителях
с просасыванием вентиляторы работают на
горячем запыленном воздухе. Стойкость рото-
ров вентиляторов при таком варианте из-за
абразивного действия пыли на лопасти оказы-
вается значительно ниже, чем при работе на
чистом воздухе.
В некоторых случаях агломерат охлаждают
на удлиненной части агломашины. Вакуум-
камеры этой части машины подключаются к
специальному дымососу.
Возможны также варианты подачи холод-
ного воздуха снизу вверх и комбинированное
охлаждение с подачей воздуха снизу вверх
в первом периоде и сверху вниз во втором.
На удлиненной части агломашины скорость
охлаждения агломерата выше, чем при других
способах охлаждения. Это связан^ с тем, что
здесь воздух идет по порам спека, по которым
шли а гл о газы. В результате рхлаждается вся
-масса агломерата (а не поверхность кусков/
и значительно ускоряется теплообмен.
113
Охлаждение на удлиненной части агломаши-
ны весьма экономично. В этом случае отсут-
ствует узел горячего грохочения, сокращается
число перегрузок, упрощается конструкция
аглофабрики. Однако имеются и недостатки:
возрастает длина агломашины, требуется
увеличение мощности привода, производитель-
ность агломашины определяется зоной охлаж-
дения агломерата.
Для оснащения, реконструируемых аглофаб-
рик охлаждением спека на удлиненной части
агломашины необходимо создание высокона-
порных и высокопроизводительных дымососов.
Продолжительность охлаждения агломерата
в отдельно стоящих охладителях (чашевых,
линейных) не менее 1 ч, а на удлиненной части
.агломерационной машины 10—15 мин.
Удельный расход воздуха на охлаждение,
т. е. воздуха, проходящего непосредственно
через слой агломерата, составляет не менее
3000 м3/т агломерата для чашевых, 3500 м3/т
для кольцевых и линейных охладителей и
2000 м3/т для охлаждения на удлиненной части
агломашин.
3. Сортировка охлажденного агломерата
Грохочение, агломерата после охлаждения поз-
воляет значительно улучшить его грануломет-
рический состав. На самобалансных грохотах
холодного агломерата отделяют куски круп-
314
ностью менее 15 мм, которые поступают в кор-
пус выделения постели, где высевается класс
крупностью 8—15 мм и возврат крупностью
0—8 мм. Возврат подается в шихтовое отде-
ление, а постель — в бункер. Избыток ее пода-
ется в' агломерат.
Установка грохота холодного агломерата
сразу после охладителя, однако, не гаранти-
рует от образования мелочи при перегрузках
агломерата от грохота до скипа доменной печи.
Поэтому эффективна также установка грохота
в такой точке тракта подачи агломерата, где
достигается относительная стабилизация, т. е.
постоянство зернового состава агломерата.
Поскольку к моменту выдачи агломерата из
бункера доменного цеха его гранулирометриче-
ский состав практически стабилизируется, схе-
ма с окончательным выделением возврата не-
посредственно перед загрузкой агломерата
в скип доменной печи наилучшим образом
гарантирует его от дальнейшего измельчения.
Высокопрочный агломерат может быть полу-
чен также методами стабилизации путем дроб-
ления холодного спека щековыми или молотко-
выми дробилками или механической обработ-
кой во вращающихся барабанных грохотах.
Ударные нагрузки разрушают аглоспек, его
крупные куски по слабым сечениям. Однако
метод не получил значительного развития из-за
115'
. I
малого выхода годного агломерата и повы-
шенного количества возврата.
4. Режим возврата
Возврат — это мелкий (менее 5 мм) недоста-
точно спеченный агломерат, направляемый в
аглошихту для повторного спекания.
Возврат выделяют из аглоспека при его
грохочении на разгрузочной части агломашины.
Режим возврата, т. е. количество выделяе-
мого из спека и возвращаемого в аглошихту
возврата, неоднозначно влияет на агломера-
цию. С одной стороны, возврат улучшает газо-
проницаемость шихты, разрыхляя ее, и играет
роль центров образования комков, а также
положительно влияет на состояние зон пере-
увлажнения и нагрева. Повышение газопро-
ницаемости аглошихты при добавках возврата
ведет к росту вертикальной скорости спекания.
Однако с другой стороны., отсев возврата сни-
жает производительность аглоустановки,
уменьшая выход годного агломерата.
Существует оптимальное количество возвра-
та в шихте, при котором обеспечивается макси-
мальная производительность агломашины
(рис. 20). Оптимальное содержание возврата
в шихте определяется в каждом конкретном
случае опытным путем.
Мероприятия, улучшающие газопроницае-
мость спекаемого слоя, одновременно снижают
116
Рис. 20. Производитель-
ность агломашины Q
в зависимости от доли
возврата в рудной ча-
сти шихты 11
оптимальную долю возврата в шихте. Напри-
мер, ввод извести улучшает комкуемость ших-
ты, снижая тем самым разрыхляющее дейст-
вие возврата и уменьшая его оптимальное со-
держание в шихте.
Увеличение содержания возврата в шихте
снижает ее оптимальную влажность (рис. 21).
Содержание
возврата в шихте, °/о
Рис. 21. Изменение оптимальной влажности шихты в за-
висимости от содержания в ней возврата:
i — смесь магнетитовых руд; 2 — смесь мартитовых руд
Качество возврата
нию в нем углерода,
вышать 0,8 %. Более
оценивают по содержа-
которое не должно пре-
высокое содержание уг-
117
-лерода указывает на неполное пропекание ших-
ты или на неудовлетворительную ее подготовку
к спеканию.
Увеличение содержания возврата в шихте
изменяет температурный режим спекания. На-
личие в шихте возврата способствует повыше-
нию температуры в слое из-за уменьшения
расхода тепла на испарение влаги, разложение
сырого известняка и гидрооксидов рудных ма-
териалов. Кроме того, увеличение возврата
повышает скорость фильтрации воздуха, в
результате чего снижаются максимальные тем-
пературы в слое. Температурно-тепловой режим
спекания складывается под влиянием двух
указанных противоположных тенденций. В ре-
зультате возможно как повышение, так и сни-
жение температурно-теплового уровня про-
цесса.
Имеются две технологические схемы подачи
возврата в шихту. По одной схеме горячий
возврат сразу после грохочения подается в
шихту, по другой возврат охлаждается в бара-
бане тушения, а затем поступает в бункеры
шихтового отделения, откуда дозируется в
шихту.
Достоинство первой схемы — повышение
температуры шихты, в результате чего умень-
шается или устраняется зона переувлажнения,
сохраняются гранулы шихты и возрастает га-
зопроницаемость аглошихты, достоинства
J18
второй — лучшие по сравнению с первой усло-
вия труда и эксплуатации оборудования.
При использовании горячего возврата необ-
ходимо исключить переполнение бункера горя-
чего возврата. При накапливании горячего
возврата следует увеличить его расход так,
чтобы накапливание прекратилось, но не до-
пускать полного опорожнения бункера. При
систематическом понижении уровня горячего
возврата в бункерах, наоборот, уменьшить его
расход.
Глава VI. КАЧЕСТВО АГЛОМЕРАТА
И МЕТОДИКИ ЕГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Железорудный агломерат является сырьевым
материалом для доменной плавки, поэтому
требования к его качеству определяются ус-
ловиями работы доменных печей. Основные
требования к качеству железорудных мате-
риалов для доменного производства сводятся
к следующему.
1) по химическому составу: максимальное
содержание железа, оптимальная основность,
стабильность химического состава;
2) по физическим свойствам: высокая меха-
ническая прочность, минимальная истирае-
мость в обычном состоянии и сохранение этих
119
качеств в процессе нагрева и восстановления,
высокая пористость и кусковатость;
3) по физико-химическим свойствам: высо-
кая восстановимость, высокая и стабильная
температура начала размягчения и малый тем-
пературный интервал его;
4) по минералогическому составу: наличие
минеральных фаз, обеспечивающих вышепере-
численные свойства.
Повышение качества агломерата — важный
резерв аглодоменного производства, поскольку
при использовании высококачественного агло-
мерата увеличивается производительность до-
менных печей и снижается расход кокса в
доменной плавке.
1. Требования к химическому составу
агломерата
Химический состав — важнейшая характери-
стика агломерата, поэтому его строго и непре-
рывно контролируют. Химический состав агло-
мерата зависит от состава железорудных ком-
понентов шихты, ее основности и расхода топ-
лива на спекание. Обычно контроль ведут по
трем основным параметрам: содержанию же-
леза и его оксида FeO, основности. Кроме
того, внутризаводские технические условия
дополнительно нормируют содержание SiO2,
А12Оз, CaO, MgO в годном агломерате.
Пробы агломерата для химического анализа
120
отбирают с охладителей, из агловозов или с
транспортера, подающего агломерат в домен-
ный цех, в соответствии с методикой по
ГОСТ 15054 — 80 (СТ СЭВ 1196—78).
Анализ агломератов проводят в химических
лабораториях, где пробу регистрируют поряд-
ковым номером, который проставляют на
этикетке, з сопроводительных документах- и
заносят в лабораторный регистрационный
журнал с указанием следующих данных (ГОСТ
23581.0—80): даты поступления пробы; наиме-
нования материала (агломерата); номера
партии (вагона); состояния упаковки пробы
и названия компонентов, подлежащих опре-
делению. В настоящее время для химического
анализа агломератов используют быстродей-
ствующие установки для спектрального анали-
за—квантом.етры, позволяющие определять все
необходимые элементы в очень короткое время.
Влажность агломерата при необходимости
определяют путем высушивания пробы в су-
шильном шкафу при температуре 105°С до
постоянной массы (ГОСТ 12764—73).
Важной характеристикой, обеспечивающей
стабильность хода доменных печей, является
колеблемость состава агломерата. Отношение
содержания железа в любой пробе агломерата
от заданного не должно превышать ±0,5%.
Так, при базовом содержании железа 50 %,
допускается выпуск агломерата, содержащего
121
от 49,5 до 50,5 % Fe. Содержание FeO в
агломерате может отклоняться от заданного
не более чем на ±1,5%, а допустимые откло-
нения основности составляют = 0,05 абсолютной
единицы. Химический состав агломерата раз-
личных предприятий и показатели его посто-
янства представлены в табл. 9.
Минералогический состав агломерата не
контролируется, хотя косвенно характеризуется
содержанием FeO. В случае работы на неоф-
Таблица 9. Химический состав
Аглофабрика Массовая
— Fe FeO Мп SiO2 А12О3
ММК № 1 49,9 12,8 ; 10,7 2,2
№ 2 53,2 13,9 — 9,0 1,8
№ 3 53,2 14,4 — 9,0 1,8
№ 4 55,3 10,9 -— 7,8 1,6
Гороблагодатская 54,9 15,3 • 7,9 —
Высокогорская 52,4 14,4 • 9,1 —
Лебяжинская 53.2 13,0 9,6 —
Мундыбашская 54,3 12,7 0.8 8,4 2,7
Абагурская № 1 54,2 12,7 — 9,2 -—
№ 2 53,2 15,3 — 9,2 —
охмк 49,2 12,4 10,3 1,3
КарМК № 1 43,2 10,8 0,7 13,7 2,2
№ 2 46,5 17,1 0.6 11,9 4,5
Челябинская 57,6 15,1 0.2 6,7 1,1
Новолипецкая 50,8 15,9 0,6 9,6 2,3
122
люсованном агломерате повышение содержа-
ния FeO свидетельствует о развитии реакции
образования фаялита, а при офлюсованном—
железокальциевых оливинов.
На ряде аглофабрик установлены браковоч-
ные пределы по содержанию в агломерате серы
и фосфора. Обычно в агломератах содержание
серы составляет 0,02—0,08 %, а фосфора —
0,03—0,1%.
агломератов
доля, % Показатели постоянства хими- ческого состава (укладыва- ется в отклонения, % проб)
. СаО MgO СаО SiO2
по железу по основ- ности
±0,5 ± 1 ±0,05 ±0,1
Г3.7 2,4 0.065 1,28 — 87,7 95.0 —
1 1.6 2,1 0,048 1,29 95,9 93,2 —
1 1,6 2,1 0,047 1,29 — 96,2 93,8 •—
9,9 1,8 0,034 1,27 — 97,6 97,1 —
8,7 - - 0,048 1,10 — 99,5 58,0 -—
11,3 — 0,074 1,24 — 95,2 84,5 —
12,2 — 0,074 1,27 — 99,6 77,6 —
9,1 2,0 0,037 1,08 59,2 85,8 97,9 99,2
10,1 1,3 0,038 1,10 65,0 90,5 70,8 94,6
. 5,6 5,9 0,012 0,61 70,3 93,0 77,2 89,9
17,1 0,8 0,062 1,66 54,4 83,5 45,7 82,4
17,2 2,6 0,261 1,26 71,5 88,4 78,6 92,8
13,6 2,3 0,067 1,14 92,2 99,3 92,1 99,2
8,4 2,5 0,016 1,25 62,6 90,7 55,4 82,3
12,8 3,-3 — 1,33 —гг- 77,5 66,4 94,1
123
Агтофабрика Массовая
Fe FeO Мп SiO2 A12O3
зсмк 56,3 15,2 0,6 6,8 2,7
Череповецкая 57.6 15,1 0,2 6,7 1.1
НПО «Тулачермет» 47,5 16,1 — 12,0 1,9
Руставская 54.3 6,8 0,4 8,9 1,9
Качканарская 56.6 13,4 — 5,2 —
Бакальская 42.0 13,8 1,5 13,2 5,2
Днепродзержинская № 1 51,0 9,4 — 10,9 —
№ 2 50,6 9,4 — 10.1 —
Криворожская 52,9 13,8 0,8 9,7 1,2
Запорожская 50,3 10,1 10,0 1,1
Макеевская 49,4 15,0 0.2 11,0 0,8
Азовсталь 48,3 13,4 0,3 9,3 1,0
Им. Ильича 51.8 11.9 0,4 11,0 1.0
Коммунарская 47,9 10,6 0.2 10,6 1,6
югок 54.5 13,8 — 9,4 —
Енакиевская 50,6 14,4 0.8 10,1 1,6 .
2. Механическая прочность
и гранулометрический состав агломерата
Доменная плавка предъявляет определенные
требования к крупности готового агломерата,
загружаемого в печь.- Оптимальная крупность
кусков руды, агломерата и окатышей для
доменных печей малых и средних размеров
124
Продолжение табл. 9
дол я, % Показатели постоянства хими-
ческогс состава (укладыва-
ется в отклонен ия, % п роб)
СаО MgO S СаО SiO2 по железу ПО основ- ности
±0,5 ± 1 ±0,05 ±0.1
7,4 2,8 0,020 1,09 80,7 ~— 63,4 —
8,4 2,5 0,016 1.25 62,6 90,7 55,4 82,3
17,2 2,5 0,060 1.43 — 45,7 45,2 —
10,1 1.9 0,038 1.13 77,7 90,0 62,0 81,0
6,7 — — 1.29 86,5 — 80,4 98,4
12,5 7,9 0.098 0,95 — 87,7 — —
13,6 1.5 __ .. 1.25 47,6 77,7 67,3 92,5
13,8 1,5 — 1,24 53,4 80,9 73,5 95,2
12,2 1.0 — 1,25 70,0 93,1 86,6 96,5
.16,6 1.4 0,073 1.66 44,5 74,6 42,2 70,6
15,8 1,8 — 1,44 — — — —
17,0 3.0 0,101 1,83 — 99,8 — 99,4
13,3 1,7 — 1,21 77,1 96,3 67,3 90,4
17,5 1.8 — 1.65 — - - — 94,0
Н,2 0,8 — 1.19 82,0 98,0 81,0 98.0
15,9 1,3 0,062 1,57 58,4 87,9 60,3 93.6
лежит в пределах 5—15 мм, а для наиболее
крупных печей— 15—40 мм.
Агломерат по пути в доменную печь подвер-
гается многочисленным перегрузкам. Образу-
ющаяся при этом мелочь либо выносится из
доменной печи ^потоком газов, либо, распола-
гаясь в пустотах между крупными частицами.
125
затрудняет газопроницаемость столба шихты.
В обоих случаях ухудшаются показатели ра-
боты доменной печи. Поэтому механическая
прочность, т. е. сопротивление дроблению и
истиранию, является важной характеристикой
^качества агломерата.
Для установления прочности агломерата ис-
пользуют методы сбрасывания или обработки
пробы во вращающемся барабане.
Метод определения прочности на сбрасыва-
ние осуществляется по ГОСТ 2547 i—82
(СТ СЭВ 2842 — 81). Для испытания пред-
назначается сбрасывающее устройство
(рис. 22), представляющее собой параллелепи-
пед со стороной 600 мм и высотой 2300 мм,
покоящийся на несущей конструкции. Внутри
сбрасывающего устройства, на его концах, на-
ходятся два симметрично расположенных кон-
тейнера высотой 300 мм, закрытых с одной
стороны (наружной) стальной сбрасывающей
плитой толщиной 10 мм, а с другой — стальной
фиксированной дверцей толщиной 5 мм, снаб-
женных замками и защелками. Сбрасывающая
плита плотно закрывается с помощью закреп-
ляющего устройства. Расстояние между фикси-
рованными дверцами и противоположной
сбрасывающей плитой составляет 2 м. Сбра-
сывающее устройство имеет ось поворота,
приводную систему, позволяющую поворачи-
вать устройство на 180°, и систему фиксиро-
,?26
009Ф
I — система фиксирования в вертикальном положении; 2 —
система; 3 — сбрасывающая
приводная
4 — закрепляющее устройство;
. • плита; 4 — закрепляющее , D„,
о — фиксированная дверца; 6 — замок дверцы; 7 — кожух; 8 — оттяж-
ка; 9 - защелка; 10 — ограничитель ссыпания; 11 контейнер
вания в вертикальном положении после его
поворота. В оси поворота расположена оттяж-
ка, закрытая сеткой с отверстием размером
0,5 мм для очистки от пыли.
Испытанию подвергают навеску 15 кг, число
сбрасываний проб 3, высота сбрасывания 2 м.
Проба для сбрасывания должна иметь круп-
ность 10—40 мм. Показатель прочности на
сбрасывание вычисляют по отношению массы
частиц агломерата крупнее 5,0 мм к общей
массе пробы.
Кроме стандартного распространено четы-
рехкратное сбрасывание пробы (40 кг) годного
агломерата крупностью более 12 мм на сталь-
ную плиту с высоты 1830 мм. О качестве
агломерата судят по выходу мелочи менее 5 мм.
Считается, что хороший агломерат содержит
после сбрасывания 10—11% класса менее
5 мм.
Однако для определения механической проч-
ности наибольшее применение нашел способ
испытания во вращающемся барабане. Бара-
бан для стандартного испытания (ГОСТ
15137—77) представляет собой цилиндр диа-
метром 1000 мм и длиной 500 мм, изготовлен-
ный из стального листа с толщиной стенок
не менее 5 мм. На внутренней поверхности бара-
бана по всей образующей цилиндра в продоль-
ном направлении приварены два равноотстоя-
щих стальных уголка размером 50x50x5 мм.
128
Барабан снабжен электроприводом, счетчиком
оборотов и автоматическим устройством для
остановки барабана (рис. 23).
500
Рис. 23. Барабан для определения прочности агломе-
рата:
1 — барабан; 2 — загрузочный люк; 3 — уголки; 4 — крышка люка;
5 — счетчик оборотов
Условия испытания следующие: 15-кг пробу
агломерата крупностью 10—40 мм загружают
в барабан, вращающийся с частотой 25 об/мин.
После 200-го оборота барабан автоматически
останавливается, весь материал выгружают и
просеивают на сите с размером ячеек 5 мм,
после чего продукт крупностью менее 5 мм про-
сеивают на сите с размером ячеек 0,5 мм.
Показателем прочности агломерата (барабан-
ным числом) является выход класса более
5 мм, а выход класса менее 0,5 мм служит
характеристикой истираемости.
'5 Зак. 3229 129
Распространение получил также испыта-
тельный аппарат системы П. Г. Рубина, пред-
ставляющий собой барабан диаметром 1000 мм,
шириной 600 мм, с тремя полками, располо-
женными под углом 120°. Частота вращения
барабана 25 об/мин, испытание продолжается
4 мин. В барабан загружают одновременно
25 кг агломерата. После испытаний определя-
ют выход класса менее 5 мм.
Испытание в барабанах различной конструк-
ции является общепринятым, однако имеет
существенный недостаток, заключающийся в
том, что отбор небольшой по массе пробы
(даже проведенный в соответствии с ГОСТ
26136—84, рис. 24) снижает представитель-
ность полученных результатов. Поэтому часто
качество агломерата определяют рассевом
пробы агломерата массой до 3 т, отобранной
под бункерами доменного цеха, т. е. после
разрушения при перегрузках. В этом случае
показателем прочности является содержание
класса менее 5 мм.
Показатели механической прочности агло-
мерата различных аглофабрик представлены
в табл. 10.
•130
Объединенная
проба
Сокращение
Дробление да 40 мм
Г"
Со вращение
I
Дробление до 25 мм
‘J
Сокращение
Проба на:
среднюю
плотность;
показатель
прочности
и истиранием
прочность на
сбрасывание
Дробление до 16 мм
5
Сокращение
Дробление до 12 мм
I
Сокращение
Измельчение до 2мм
I
Сокращение
Измельчение да 0,16мм
Проба
---*- на насыпную
плотность
Проба на:
газопроницаемость
и усадку слоя при
восстановлении;
показатель
прочности
при восстановлении
Проба на степень
“* восстановления
Проба на определение
температуры начала
размягчения и плавления
Проба на:
истинную плотность;
удельную поверхность
Рис. 24. Схема выделения проб для определения ка-
чественных показателей агломерата
5* I3B
Таблица 10. Показатели прочности и содержа-
ние мелочи (менее 5 мм) в агломерате
Агломерационная фабрика Барабанная проба; о/ /о Содержание** мелочи 0—5 мм, %
по ме- тоду Ру- бина по ГОСТ* 15137—77
ММК № 1 27,7 — —/15,5
№ 2 27,7 — —/16,9
№ 3 27,7 — —/17,8
№ 4 24,0 — —/15,7
Гороблагодатская 57,3/7,6 12,6/19,1
Высокогорская — 64,7/6,1 10,1/13,4
Лебяжинская — 64,5/6,8 8,2/17,6
Мундыбашская — 54,6/6,5 19,6/20,3
Абагурская № 1 — 53,5/6,9 15,2/21,1
№ 2 - . 73,1/5,4 8,4/16,4
ОХМК _—- 65,7/5,0 20,2/—
КарМК № 1 . 74,6/4,9 10,1/—
№ 2 73,3/4,6 15,1/—
Череповецкая 21,1 — —/18,3
Новолипецкая 27,1 — —/11,4
ЗСМК 70,2/3,8 18,7/13,7
НПО «Тулачермет» 58,9/10,4 —/19,9
Челябинская 28,7 — 12,9/20,9
Руставская » 82,0/— 9,2/—
Качканарская — 70,0/7,6 9,6/12.8
Бакальская 69,7/9,3 13,5/—
Днепродзержинская № 1 - 72,7/7,7 —/13.7
№ 2 77,4/7,5 —/10,6
Криворожская 62,9/5,7 —/25,6
Запорожская 68,2/8,7 —/16,4
132
Агломерационная фабрика Барабанная проба. % Содержание** мелочи . 0—5 мм, %
по ме- , тоду Ру- бина по ГОСТ* 15137—77
Макеевская — 64,3/7,5 —/17,7
Азовсталь 70,9/5,4 —/19,3
Им. Ильича • 65,3/5,7 14,1/-—
Енакиевская — 64,4/6,8 —/14,6
НКГОК № 1 66,1/7,1 20,3/—
№ 2 — 69,2/5,5 8,7/—
* В числителе — класс>Ъ мм, в знаменателе—класс<0,5 мм.
** В числителе — на аглофабрике, в знаменателе — под бункерами до- .
менного цеха.
Показателем прочности может служить так-
же эквивалентный (средний) диаметр кусков
агломерата. Усреднение проводится по формуле
dcp = (а] + аг + ... + ап) / (а] / di) +
+ (а2/ d2) + ... + (ап/ dn),
где ап — выход класса, %; dn — средний диа-
метр зерна в данном классе; dcp — средний
диаметр зерна.
Для определения количественного распре-
деления зерен агломерата по крупности прово-
дят рассев на нескольких ситах с последую-
щим взвешиванием полученных классов круп-
ности (СТ СЭВ 958—78). Рассев можно
проводить как механически, так и вручную.
133
Проба, загружаемая на верхнее сито, должна
образовать слой толщиной не более четырех-
кратного размера максимального куска агло-
мерата.
3. Прочность агломерата
при восстановлении
Определение механической прочности холодно-
го агломерата не дает объективной картины
его качества. Дело в том, что при нагреве
и восстановлении под нагрузкой в доменной
печи происходит разрушение агломерата. Этот
процесс вызван особенностями механизма
восстановления оксидов железа. Разрушение
агломерата протекает наиболее интенсивно на
начальной стадии восстановления до степени
восстановления 10%. Поэтому для оценки воз-
действия свойств агломерата на ход доменной
плавки важное значение имеет определение
горячей прочности агломерата, т. е. прочности
под нагрузкой при нагреве в восстановительной
атмосфере, имитирующей атмосферу доменной
печи.
Прочность агломерата в процессе восстанов-
ления определяют во вращающемся барабане
с подачей газа-восстановителя при заданном
температурном режиме с последующим опре-
делением крупности испытуемого материала
(ГОСТ 19575—84).
134
' Установка для испытания состоит (рис. 25)
из барабана, изготовленного из жаростойкой
стали, с внутренним диаметром 145 мм, дли-
ной 200 мм и толщиной стенок 5—7 мм с двумя
диаметрально расположенными на внутренней'
поверхности полками; механизма вращения
барабана; электродвигателя; счетчика оборо-
тов барабана; фильтра-уловителя; электропечи
для нагрева пробы и восстановительного газа
до температуры 800°С; системы подачи восста-
новительного газа; приборов для регулировки
и контроля температуры.
Рис. 25. Схема установки для определения прочности
агломерата при восстановлении:
1 барабан с полкзми; 2 — нагревательная печь; 3 — электромотор
с редуктором; 4 — газовый расходомер; 5 — прибор для записи темпе-
ратуры газа; 6 — термопары; 7 — терморегулятор; 8 — фильтр-пыле-
уловитель
Пробу массой 500 г загружают в барабан,
вращающийся со скоростью 10 об/мин, вклю-
чают нагревательную печь и систему подачи
восстановительного газа. Газ содержит
135
I
Рис. 26. Схема установки для определения газопроницаемости и усадки
слоя при восстановлении:
1 — труба реакционная; 2 — шток с грузом; 3 — термометры; 4 — электропечь; 5 — взвешивающее
устройство; 6, 7, 8 — приборы, регистрирующие усадку слоя, температуру и перепад давления
газа; 9 — потенциометр; 10 — регулятор напряжения; 11 — терморегулятор; 12 — ротаметр; 13 —
вентиль точной регулировки скорости газа; 14 — газоанализатор; 15 — фильтр для очистки газа;
16 газовые краны; 17 сглаживающая емкость; 18 — баллон с редуктором; 19 — газогенератор
33% СО, остальное N2, при допускаемых
примесях 0,5 % Н2, 0,5 % СО2, 0,1 % О2 и
0,2 % Н2О. В первые 40 мин опыта темпера-
туру печи равномерно повышают до 600°С, а
в последующие 140 мин — до 800° С.
Через 3 ч после начала испытания выклю-
чают печь, а еще через 10 мин останавливают
вращение барабана и подают вместо восстано-
вительного нейтральный газ для охлаждения
пробы до 200°С. Затем барабан с пробой ох-
лаждают воздухом до комнатной температуры,
и извлекают пробу.
Прочность при восстановлении определяют
по массе класса более 10 мм разрушаемость—
по массе класса 0,5—5 мм, истираемость—по
массе класса менее 0,5 мм. Одновременно с
этими показателями вычисляют абсолютную
и фактическую степень восстановления.
Кроме стандартного испытания на горячую
прочность определяют прочность при восста-
новлении по методу Линдера. В этом случае
в пробу (500 г), загружаемую в трубу из
коррозионностойкой стали, дополнительно вхо-
дит навеска (200 г) -кокса крупностью
10—12 мм. Труба вращается со скоростью
9—9,5 об/мин в течение 5 ч Пробу обраба-
тывают газом, содержащим, кроме азота, в
первые 2 ч 30 % СО и 10% СО2, последующие
2 ч — 35 % СО и 5 % СО2 и в последний час—
38 % СО и 2 % СО2. Материал нагревают со
137
скоростью 350° С/ч до 700° С. О прочности вос-
становленного сырья судят по выходу мелочи
менее 3 мм.
Другими показателями прочности агломера-
та при восстановлении являются газопроница-
емость и усадка слоя агломерата при восста-
новительно-тепловой обработке, определяемой
по ГОСТ 21707 -76. Сущность метода заклю-
чается в восстановлении под нагрузкой пробы
агломерата и определении газопроницаемости
по величине перепада давления газа-восстано-
вителя в слое пробы и усадки по изменению
высоты слоя на установке, показанной на
рис. 26.
Пробу крупностью 10—16 мм укладывают
' в мерный стакан (высотой 60 мм и внутренним
диаметром 60 мм), взвешивают и помещают
в реакционную трубу из жаропрочной стали
длиной 800 мм, с внутренним диаметром 60 мм
и толщиной стенки 5—7 мм.
При помощи штока с грузом создают давле-
ние 98,1 кПа на слой навески и трубку поме-
щают в электропечь, которую нагревают в те-
чение 3 ч. В первые 40 мин температуру по-
вышают со скоростью 15°С/мин до 600°С, а в
последующие 140 мин — со скоростью
2,86° С/мин до 1000° С. .
Через колосниковую решетку, на которой
лежит проба, подают в реакционную трубу
газ-восстановитель со скоростью 30 л/мин.
138
Состав газа: 32—34 % СО, 1—3 % СО2,
63—67 % N2, содержание примесей не более:
1,5% Н2, 0,1% О2 и 0,2% Н2О. По истечении
3 ч выключают электропечь, раскрывают ее и
охлаждают реакционную трубу с навеской
потоком газа-восстановителя до 200—300еС.
Прекращают подачу газа-восстановителя и
продолжают охлаждение на воздухе до комнат-
ной температуры.
Анализ состава газа-восстановителя, измере-
ние перепада давления, изменение высоты
слоя и массы пробы при восстановлении произ-
водят через каждые 30 мин на протяжении
всего испытания. Дополнительно рассчитывают
степень восстановления агломерата по окон-
чании опыта.
Кроме стандартного испытания применяют
и другие установки для определения характера
разрушения агломерата в восстановительных
условиях. Например, широко используется
установка, где проба массой 1800 г (круп-
ностью 10—15 мм) помещается в реакцион-
ную трубу диаметром 100 мм с колосниковой
решеткой. Опыт ведут при 1000°С в течение
2,5 ч смесью 40% СО и 60% N2.
4. Восстановимость агломерата
Восстановимость — это свойство оксидов желе-
за и их соединений с большей или меньшей
скоростью отдавать свой кислород газу-вос-
139
становителю. Численно восстановимость вы*
числяют, определяя степень восстановления,
которая представляет собой выраженное в про^-
центах отношение потери массы пробы при
восстановлении к массе кислорода оксидов
железа в исходном агломерате:
R= (А O2/S 02)-100°/о,
где А О2 —потеря массы пробы (кислорода)
при восстановлении; Е О2 — масса кислорода
оксидов железа в исходном агломерате.
Восстановимость является важнейшей ха-
рактеристикой качества агломерата, поскольку
она определяет расход кокса в доменной
плавке. При одинаковом времени пребывания
в доменной печи агломерат с лучшей восста-
новимостью отдает печным газам больше
кислорода, связанного с железом, снижая тем
самым расход твердого восстановителя (кокса).
Кроме того, чем выше восстановимость агло-
мерата, тем меньше время его пребывания
в доменной печи, что дает возможность фор-
сировать доменную плавку.
Методики лабораторного определения вос-
становимости железорудных материалов, в том
числе и агломерата, в принципе одинаковы:
через пробу материала, нагретую до опреде-
ленной температуры, пропускается газ-восста-
новитель. Степень восстановления определяют
по результатам химического анализа исходной
140
'и восстановленной пробы или по потере
массы кислорода при восстановлении, считая,
что убыль массы пробы полностью соответ-
ствует убыли массы кислорода в пробе.
Для проведения стандартного испытания
(ГОСТ 17212—84) в реакционную камеру (из-
готавливается из двух стальных термостойких
труб с толщиной стенок 3 мм, диаметром 65
и 76 мм) установки (рис. 27) помещают пробу
агломерата массой 500 г (крупностью
10—12,5 мм). В качестве восстановителя при-'
меняют газ, содержащий 33 % СО (остальное
N2) и примесей не более: 0,5 % Н2, 0,5 % СО2,
0,1 % О2 и 0,2 % Н2О. Расход газа 30 л/мин.
Пробу нагревают за первые 40 мин со ско-
ростью 15°С/мин до 600°С, за последующие
175 мин — со скоростью 2,86°С/мин до 1100°С.
Для определения потери массы кислорода
образец взвешивают первые 40 мин через
5 мин, а в последующее время — через 10 мин
или непрерывно, если имеется самопишущее
автоматическое устройство.
Кроме оксида углерода в испытании на вос-
становимость можно применять водород, смесь
оксида углерода и водорода, генераторный и
доменный газы. Например, по методу А. Н. По-
хвистнева и М. С. Гончаревского восстановле-
ние пробы агломерата ведут водородом при
•постоянной температуре 800°С. Перед подачей
водорода образец прокаливают до постоянной
.141
3
Рис. 27. Схема установки для определения восстанови-
мости агломерата:
1—электропечь; 2 — реакционная камера; 3 — взвешивающее устрой-
ство; 4, 6 — термоэлектрические термометры; 5 — проба; 7 — перфори-
рованная пластина; В.г — восстановительный газ
массы в течение 50 мин в токе азота. Соб-
ственно восстановление продолжается 60 мин.
Восстановимость агломерата определяется
его минералогическим составом, структурой и
пористостью. Характер пористости агломерата
142
\во многом предопределяет поверхность пор,
Доступных газу-восстановителю, т. е. поверх-
ность взаимодействия восстановителя с окси-
дами железа. Пористость определяют по фор-
муле
П = Рис-—р—-100 = (1 —— ) • 100%,
Рист . Рист
где рист — истинная плотность агломерата;
Ркаж — кажущаяся плотность.
Истинная плотность, т. е. масса абсолютно
плотного вещества агломерата (при отсутствии
пор), определяется по ГОСТ 25732—83 пикно-
метрическим способом. В пикнометр (мерная
колба с удлиненным горлом вместимостью бо-
лее 50 мл и массой тпикн, определяемой взве-
шиванием) высыпают сухую навеску массой
14 г (крупностью 0—0,16 мм). Затем пикнометр
заполняют дистиллированной водой (плотность
воды при 20°С рв== 0,998 г/см3) до отметки Vo
(обычно 0,05 л, рис. 28). Вода входит в поры
агломерата, при этом появляется возможность,
определить массу воды шв и ее объем:
ГПВ = ГПв + а + пикн — ГЛ а-Ьпики
VB = mB/pB,
где m в + а + пикн — масса пикнометра с водой и
навеской агломерата, г; та_|_пикн— масса пик-
номера с навеской агломерата, г.
143
-0,05л
Рис. 28. Пикнометр для оп-
ределения истинной пори-
стости:
1 — дистиллированная вода; 2 —
проба руды
Объем агломерата Va определяется как
разность полного объема пикнометра и объема
воды: Va=Vo — VB.
Зная массу агломерата гпа и ее объем Va.
вычисляют его истинную плотность: р
=Ша/Va, г/см3.
Для определения кажущейся плотности, т. е.
массы пористого вещества агломерата в 1 см3,
по ГОСТ 25732—83 навеску агломерата (масса
1000 г, крупность 10—50 мм) взвешивают на
воздухе, а затем погружают отдельными ку-
сочками на 1—2 с в расплавленный парафин
при 60—65°С. Навеску, покрытую парафином,
помещают в корзину цилиндрической формы ..
(диаметр 100 мм, высота 120 мм, изготовлена
из коррозионностойкой стальной проволоки
с ячейками размером 10 мм) и взвешивают
144
на воздухе, а затем опускают в сосуд цилинд-
рической формы (диаметр 130 мм, высота
160 мм) и через 5 мин взвешивают в воде.
Извлекают корзину с навеской из воды и
через 2 мин взвешивают на воздухе.
Кажущуюся пористость определяют по урав-
нению:
Ркаж а ----------------------------’ Г/См3
• (m2—m3)/0,998-(ГП4—ГП,)/0,90
где ГЛ] — масса навески, взвешенной на воз-
духе,- г; гн2 — масса навески, покрытой пара-
фином, извлеченной из воды и взвешенной на
воздухе, г; гпз — результат взвешивания на-
вески, покрытой парафином, в воде, г; т4 —
масса навески, покрытой парафином, взвешен-
ной на воздухе, г; 0,998 — плотность воды при
20еС, г/см3; 0,90—плотность парафина, г/см3.
Пористость промышленных агломератов из-
меняется в зависимости от разных факторов
от 25 до 50 %, при широком изменении раз-
мера пор — от нескольких микрометров до
миллиметров. Текущий производственный
контроль пористости на аглофабриках не ве-
дется.
5. Размягчаемость агломерата
Агломерат при нагреве в доменной печи рас-
плавляется в некотором интервале температур
При размягчении агломерата, т е. при плав-
145
лении небольшой части вещества агломерата,
внутри доменной печи образуется тестообраз-
ная масса, ухудшающая газопроницаемость
столба шихты в печи. Поэтому качественный
агломерат должен иметь высокую температуру
начала и короткий интервал размягчения.
Размягчаемость агломерата определяют на
установке, моделирующей постепенный нагрев
агломерата в печи и давление вышележащих
кусков шихты (рис. 29). Пробу агломерата
Рис. 29. Схема установки для определения размягчае-
мости агломерата:
I — стакан из жаростойкой стали; 2 — термопара с потенциометром;
3 — печь; 4 — силитовые нагреватели; 5 — реостат; 6 — стальной по-
лый цилиндр; 7 — поршень со штоком; 8 -- рычаг; 9 - - груз; 10 — сек-
торная шкала
146
крупностью 1—2 мм (толщина слоя 20—25 мм)
нагревают под поршнем (давление на пробу
0,2 МПа) со скоростью 5—10°С/мин.
При размягчении агломерата резко уменьша-
ются объемы пробы и высота слоя, что фикси-
руется показаниями стрелки на шкале. Пока-
зания прибора наносятся на график (рис. 30),
из которого видно, что сначала высота слоя
^сл
100
80
60
4/7
О 400 800 t, °C
Рис. 3G. Кривая размягчения агломерата (h —высота
слоя)
агломерата немного возрастает в результате
термического расширения частиц агломерата
при нагреве. Точка А соответствует началу раз-
мягчения агломерата. Высота слоя агломерата
резко уменьшается. В точке В высота слоя
на 40% меньше первоначальной. Интервал
размягчения определяет разность температур
(в— чем быстрее высота пробы сокра-
тится на 40 %, тем короче интервал размяг-
чения.
Температура размягчения определяется, в
147
•основном, минералогическим составом агломе-
рата. Неофлюсованный агломерат начинает
размягчаться при 1200°С. Температура начала
размягчения офлюсованных агломератов ко-
леблется в пределах от 1000 до 1150°С (низ-
кие значения соответствуют агломератам с ос-
новностью 0,6—0,9; максимальная темпера-
тура размягчения характерна для агломератов
с основностью 1,4—1,6). Текущий производ-
ственный контроль температуры размягчения
не ведется. Испытание на размягчаемость до
настоящего времени не стандартизовано.
Ь. Пути повышения качества агломерата
Качество агломерата определяется в значи-
тельной мере составом шихты и технологиче-
ским режимом спекания.
Получение высококачественного агломерата
с малыми колебаниями химического состава
неразрывно связано с качественным усредне-
нием шихтовых материалов и точностью дози-
ровки компонентов. Для достижения высокой
эффективности усреднения необходимы доста-
точные запасы всех компонентов аглощихты.
Перспективным направлением является приме-
нение на усреднительных складах ЭВМ, что
позволяет полностью автоматизировать все
операции усреднительного комплекса.
Главным фактором, определяющим механи-
ческую прочность агломерата, является расход
.148
топлива на спекание. Увеличение расхода топ-
лива повышает температуру на всех горизонтах
спекаемого слоя и продолжительность су-
ществования жидкой фазы в зоне максималь-
ных температур. При этом количество жидкой
фазы возрастает, и облегчается проникновение
расплава в поры между твердыми частичками
шихты. Одновременно уменьшается количество
остаточных частиц исходной шихты, служащих
в дальнейшем центрами разрушения агломе-
рата. Так же действует ограничение верхних
пределов крупности руды и известняка, посту-
пающих на спекание. Все это приводит к повы-
шению прочности агломерата, хотя и требует
большего времени для горения углерода (сни-
жается вертикальная скорость спекания).
Одновременно с увеличением прочности аг-
ломерата наблюдается снижение пористости и,
следовательно, его восстановимости. Это за-
ставляет выбирать оптимальное сочетание проч-
ности и восстановимости, т. е. температурный
уровень процесса, который косвенно контроли-
руется содержанием оксида железа FeO в
агломерате. В технических условиях на агломе-
рат всегда определяют верхний и нижний
пределы содержания FeO.
Необходимо учесть, что чрезмерное превы-
шение оптимального уровня расхода твердого
топлива на спекание офлюсованного агломера-
та может несколько ухудшить прочностные
149
свойства агломерата вследствие увеличения
содержания двухкальциевого силиката.
Показатели механической и горячей прочно-
сти агломерата зависят от его минералогиче-
ского состава. Присутствие малопрочных фаз,
прежде всего стекла, для которого характерно
низкое сопротивление статическим и ударным
нагрузкам, приводит к измельчению спека. Уве-
личение содержания железа в спекаемых ру-
дах и концентратах улучшает качество агло-
мерата, так как в его структуре растет коли-
чество магнетита — фазы, обладающей мини-
мальной хрупкостью. Кроме того, получают
развитие прямые контакты между кристаллами
железорудных составляющих агломерата. По-
вышение содержания Fe в концентрате на 1 %
уменьшает выход мелочи после барабана на
0,3-0,4 %.
На качество агломерата положительно вли-
яет снижение верхнего предела крупности агло-
руд. Введение операции додрабливания с по-
следующим грохочением класса свыше 10 мм
используемой аглоруды приводит к повышению
прочности агломерата на 6 %, снижению рас-
хода твердого топлива на 6—8 %, увеличению
производительности на 8—12%. Снижение
верхнего предела крупности флюсов с 3 до
2 мм обеспечивает полное реагирование их
с 'железорудной частью шихты и увеличение
прочности.агломерата на 3%.
150
Увеличение основности агломерата изменяет
его минералогический состав, что влечет за
собой изменение прочности и восстановимости.
Прочность офлюсованного агломерата мини-
мальна при основности 1,2—1,5. Разрушение
агломерата происходит в основном в период
его охлаждения, когда в объеме спека возника-
ют большие напряжения, которые вызываются
большим перепадом температур на поверхно-
сти и внутри куска агломерата, существенным
различием коэффициентов термического рас-
ширения отдельных фаз, а также превраще-
нием одной модификации двухкальциевого си-
ликата (р-2СаО • SiO?) в другую (у-2СаОХ
XSiO2).
. Превращение [3-формы двухкальциевого си-
ликата в 7 = форму протекает при 675°С и со-
провождается увеличением объема на 11 —12%.
Возникающие таким образом напряжения пре-
вышают допустимые, в результате образуются
трещины, по которым в дальнейшем разру-
шаются куски агломерата. Особенно сильно
поражена микротрещинами верхняя часть
аглоспека, в которой к тому же образуется
много стекла. Значительная доля агломерата
из верхних слоев под воздействием различных
нагрузок разрушается и уходит в возврат.
Структурные и фазовые напряжения достига-
ют максимального значения в агломератах
основностью 1,2—1,5, так как именно при
151
таком составе образуется больше всего двух-
кальциевого силиката, а агломерат содержит
наибольшее количество различных фаз. Повы-
шение основности более 1,5 приводит к появ-
лению 3CaO-SiO2, который не подвержен
фазовым превращениям, уменьшению коли-
чества хрупкого стекла, образованию новой
прочной связки — феррита кальция, при этом
структура агломерата становится более одно-
родной.
Одним из путей повышения прочности агло-
мерата является получение двух типов агло-
мератов: с низкой (до 0,8) и высокой (более
2,0) основностью. Такие агломераты обладают
высокой прочностью и, загружая их в домен-
ную печь совместно, можно подобрать нужную
основность шлака подбором их соотношения.
Следующую группу, способов улучшения
качества офлюсованного агломерата составля-
ют методы, предотвращающие или замедляю-
щие, т. е. стабилизирующие, полиморфное
превращение двухкальциевого силиката из
р- в у-фор му Стабилизировать р-2СаО • SiO2
можно путем повышения давления, быстрого
охлаждения спека или введения добавок типа
Р2О5, V2O5, Сг2О3, Mn2O3, MgO, А12О3.
Первые два способа для агломерации неприме-
нимы. Химическая стабилизация с помощью
различных добавок получила значительное рас
пространение на аглофабриках Например
152
ввод в аглошихту 3% MgO в составе доломи-
тизированного известняка при спекании кри-
ворожских руд с расходом коксовой мелочи
5—6 % снижает выход мелочи (менее 5 мм)
после барабанного испытания с 22—25 до
17—20 %.
Ввод А12О.з в шихту значительно повышает
минимальную основность агломерата, при ко-
торой в его структуре появляется двухкальцие-
вый силикат. Появление алюмосиликатов сни-
жает количество двухкальциевого силиката й
повышает прочность агломерата.
Повышению качественных характеристик аг-
ломерата способствует технология комбиниро-
ванного нагрева шихты, т. е. использование
в течение первой трети времени процесса спека-
ния горячего воздуха или продуктов сгорания
с температурой 900—1100°С. В результате
процессы формирования физической струк-
туры агломерата, особенно в верхней части
слоя, происходят достаточно полно, что по-
вышает прочность этой части слоя.
В процессе термической обработки агломе-
рата, т. е. повторного нагрева готового спека
до 900—1100°С в окислительной атмосфере,
снимается значительная часть внутренних на-
пряжений и происходит процесс кристаллиза»
ции стекла в составе агломерата (на место
силикатного железистого стекла появляются
мельчайшие кристаллы магнетита и силикатов)
153
Эффективным способом увеличения прочно-
сти агломерата является агломерация в высо-
ком слое. Сущность этого способа заключа-
ется в том, что с повышением высоты спекае-
мого слоя усиливается регенерация тепла по
мере перемещения зоны формирования агло-
мерата вниз и увеличивается время воздей-
ствия высоких температур на спекаемый ма-
териал, благодаря чему получается структура
агломерата с небольшим (менее 5 %) коли-
чеством стекла, ослабляется действие факто-
ров, ведущих к возникновению внутренних
напряжений и появлению микротрещин. Чем
выше слой, тем меньше оказывается доля
малопрочного агломерата поверхностной части
слоя. По опытным данным, при увеличении
высоты слоя с 250 до 500 мм выход годного
возрастает с 62,5 до 84,6 %. Для достижения
максимальной производительности и исклю-
чения перегрева нижних слоев необходимо,
чтобы шихта имела по высоте переменное
содержание углерода.
На каждые 100 мм увеличения высоты слоя
спекаемой шихты содержание мелочи менее
5 мм в агломерате снижается на 4—8 °/о, а
расход топлива при агломерации — на 6—12 %.
Недостатком этого метода является значитель-
ное снижение вертикальной скорости спекания
(главным образом, в результате расширения
зоны высоких температур) и соответственно
154
падение производительности агломашин на
3,5—11,0 %, причем потеря производительно-
сти тем значительнее, чем больше содержание
концентрата и меньше содержание извести
в шихте.
Внедрение этой технологии на аглофабрике
комбината «Запорожсталь» дало существен-
ный эффект: при увеличении высоты слоя
шихты на машинах с 230 до 400 мм удельный
расход топлива сократился с 70 до 53 кг/т
агломерата, или на 24%, содержание фракции
менее 5 мм в скиповом агломерате уменьши-
лось с 23—25 до 12—15%. На аглофабрике
комбината «Запорожсталь» производитель-
ность при повышении слоя не снизилась, так
как был увеличен расход извести до 80 кг/т
агломерата.
Положительный эффект могут дать добавки
в аглошихту СаО в виде ферритных смесей.
Производство этих смесей можно осуществлять
одновременно с процессом производства изве-
сти путем присадки к обжигаемому известняку
железорудных добавок. Ферриты кальция спо-
собствуют стабилизации двухкальциевого
силиката и снижению температуры образова-
ния аглорасплава, что приводит к улучшению
барабанного показателя прочности агломерата
и росту производительности агломашины.
Горячая прочность агломерата определяется
в основном содержанием гематита, первичного
155
шихтового или вторичного, т. е. продукта окис-
ления магнетита нагретым воздухом. Повыше-
нию высокотемпературных свойств агломерата
уделяют все больше внимания. Это осущест-
вляют путем строгой регламентации темпе?
ратуры в слое аглошихты, увеличения про-
должительности пребывания аглошихты в вы-
сокотемпературных зонах, что обеспечивает
требуемый минералогический состав агломера-
та. Прочность агломерата при восстановлении
возможно повысить путем добавки магний- и
барийсодержащих соединений и хлоридов. Ок-
сид магния ускоряет термический распад же-
леза и способствует образованию магнетита,
тем самым уменьшая разрушение агломерата
при восстановлении. Добавки хлористых соеди-
нений, например, СаСЬ, способствуют удале-
нию из агломерата щелочей и повышению эф-
фективности окомкования шихты.
Глава VII. ЭЛЕМЕНТЫ АВТОМАТИЗАЦИИ
АГЛОМЕРАЦИОННОГО ПРОИЗВОДСТВА
Основной задачей автоматического регулиро-
вания процесса агломерации является поддер-
жание основных параметров на оптимальном
уровне, при которых достигаются максималь-
ная производительность и высокое качество
156
окускованного сырья. При агломерации основ-
ными контролируемыми параметрами явля-
ются: химический состав и расход компонен-
тов шихты, общий расход шихты и постели,
содержание влаги в шихте, высота слоя ших-
ты, температура в секциях горна и интенсив-
ность зажигания, скорость движения спека-
тельных тележек, температура отходящих газов
и разрежение в вакуум-камерах, коллекторе
и перед эксгаустером, количество отходящих
газов и содержание в них О2, СО, СО2 и пыли
перед эксгаустером, температура горячего’
агломерата, возврата и шихты, температура
агломерата после охладителя, уровень шихты
в приемных и загрузочных бункерах и т. д...
1. Контроль технологических операций
Весь аглопроцесс можно разбить на три ос-
новные стадии: подготовки аглошихты, спека-
ния ее, обработки спека и выделения возврата.
В соответствии с этим производится контроль
указанных процессов.
Контроль качества подготовки шихты на
аглофабриках в настоящее время сводится,
в основном, к контролю качества исходных
материалов и шихты, к весовому дозированию
компонентов. Качество сырых материалов конт-
ролируют систематическим отбором проб, для
определения их химического и гранулометриче-
157
ского составов. Отбором и подготовкой проб
к анализу занимаются агломерационные служ-
бы ОТК, периодически выполняется полный
анализ железорудной смеси, известняка и
концентрата. Для контроля качества измель-
чения и влажности топлива в каждой смене
отбирают пробы коксика; один раз в сутки
определяют зольность.
Для отбора и подготовки проб готового аг-
ломерата к испытаниям на ряде аглофабрик
используют механизированные установки.
На Западно-Сибирском металлургическом
комбинате для систематического оперативного
контроля физико-механических свойств и хи-
мического состава шихтовых материалов (в
том числе и агломерата) на перегрузочных
узлах, через которые материалы поступают в
бункеры доменных печей, созданы станции
испытания сырья.
По технологическому назначению каждая
система отбора и испытания проб разделена
на три автоматизированные поточные линии:
отбора и приготовления проб для определения
химического состава; отбора проб и определе-
ния гранулометрического состава агломерата;
отбора и подготовки проб для испытания
агломерата на механическую прочность
Пробы агломерата отбирают с конвейеров
в местах перегрузки механизированным про-
158
Рис. 31. Схема станции отбора и испытания сырья на>
зсмк
боотборником 1, представляющим собой цеп-
ной конвейер с жестко закрепленным ковшом.
Ковш пересекает струю падающего материала
снизу вверх и насыпает пробу на ленточный
конвейер 2, с которого материал в соответствии
с заданной программой испытаний направля-
159-
ют на поточные линии. Отобранную пробу че-
рез распределитель потока материалов с пере-
кидным клапаном 3 направляют в щековую
дробилку 4, в которой дробят до крупности
менее 20 мм. Затем проба поступает на сокра-
титель 5, где ее массу уменьшают до 10 кг.
Оставшийся лишний материал поступает в при-
емный бункер отходов 6, а сокращенную пробу
направляют в щековую дробилку 7, где из-
мельчают до крупности 0—8 мм, а затем во
вращающийся секторный опробователь 8, где
материал собирают в бункере отходов, пробу
дробят в валковой дробилке 9, после чего в
истирателе 10 измельчают до крупности менее
0,07 мм. Готовую пробу направляют в химиче-
скую лабораторию.
Пробу агломерата массой 200 кг, собранную
из 10 точечных проб (на каждом обороте ковша
пробоотборника), через перекидной клапан 3
и распределитель 15 направляют на двухсито-
вый грохот 12. Каждая фракция поступает
в отдельный приемный бункер с затвором, от-
куда сборным конвейером 13 поочередно по-
дается на весы 14 и после взвешивания загру-
жается в приемный бункер 15, а затем элева-
тором 16 передается на конвейер, доставляю-
щий шихтовые материалы в бункеры печей.
Проба агломерата через перекидной клапан 3
и распределитель 11 поступает на двухситовый
грохот 17, В конце смены выделяют две про-
160
бы крупностью 5—40 мм по 15 кг для парал-
лельного испытания в барабане 18 с целью
определения механической прочности агло-
мерата.
Испытания механической прочности и гра^-
нулометрического состава производят один*
раз в смену. Частные пробы агломерата отби-
рают через каждые 25—30 мин и накапливают
для определения его химического состава за
каждые 2 ч работы аглофабрики.
2. Автоматизация систем дозирования
и подготовки агломерационной шихты
В последнее время на аглофабриках осуществ-
ляется автоматический контроль процессов
загрузки как бункеров, так и шихты на агло-
машину. Наиболее распространенные уровне-
меры и измерители высоты слоя представлены
на рис. 32.
Электроконтактные сигнализаторы (рис,. 32, а)
применяют для контроля уровня материалов >
в бункерах. Сигнализатор состоит из несколь-
ких электродов Э, установленных в бункере
на заданном уровне, и реле Р, включенных
последовательно с электродами. Цепь тока
замыкается через контролируемый материал :
и электропроводные стенки бункера.
Для позиционного контроля уровня материа-
лов (рис. 32, б) используют радиоизотопные
релейные устройства, преимущество которых ;
/ . t
6 1/2 Зак. 3229 ,
Рис. 32. Устройство измерителей высоты слоя и уровня
апихтовых материалов:
а — электроконтактный сигнализатор уровня; б — радиоизотопный
«сигнализатор уровня; в —? электромеханический измеритель высоты слоя;
г — следящий измеритель уровня; д — тензометрический измеритель
уровня; е — тензометрический вычислитель уровня
заключается в отсутствии непосредственного
контакта с контролируемым материалом. В со-
став сигнализатора входят источник ИИ и
детектор ДИ ионизирующего излучения, а так-
же усилительно-преобразовательные блоки.
Источник и приемник излучения устанавлива-
ют на внешней стороне противоположных сте-
162
нок бункера. Принцип работы сигнализатора,
используемого в приемных и промежуточных
бункерах агломашины, а также в бункерах
возврата и постели, заключается в срабатыва-
нии реле при изменении степени поглощения
потока излучения, вызванном изменением
уровня контролируемого материала.
Для непрерывного измерения высоты слоя
шихтовых материалов на агломашинах часто
используют электромеханический измеритель
(рис. 32, в), который состоит из шарнирно ук-
репленной лыжи Л, скользящей по поверхности
слоя контролируемого материала, преобразо-
вателя угла поворота П и вторичного регист-
рирующего прибора ВП.
Непрерывный контроль уровня, высоты слоя
и высоты откоса шихтовых материалов осу-
ществляют следящим измерителем (рис. 32, г),
состоящим из электрода Э, вертикально пере-
мещающегося в бункере при помощи двигате-
ля Д. Переходное сопротивлений между элек-
тродом и поверхностью контролируемого мате-
риала является одним из плеч измерительной
мостовой схемы устройства УУ. Выходной
сигнал преобразователя угла поворота П по-
ступает на вторичный регистрирующий при-
бор ВП. При изменении уровня материалов
нарушается баланс измерительной мостовой
схемы. Усиленный сигнал разбаланса поступа-
ет на управляющую обмотку двигателя испол-
б’/2*
163
нительного механизма, который перемещает
электрод до восстановления баланса.
Бесконтактный уровень материалов в бунке-
рах часто осуществляют тензометрическими
измерителями (рис. 32, д). Чувствительными
элементами измерителя являются тензодатчики
ТД, на которые опирается бункер с контроли-
руемым материалом. В качестве тензодатчиков
используют жестко соединенные с упругими
элементами тензорезисторы. В состав преобра-
зователя П входят мост сопротивлений и уси-
литель, выходной сигнал которого поступает
на вторичный прибор ВП. Выходной сигнал
преобразователя зависит от массы материала
в бункере и, следовательно, от уровня мате-
риала.
Косвенным является способ вычисления
уровня материалов по его притоку и оттоку
(рис, 32, е). В состав вычислителя входят
весоизмерители ВШ и ВИ2, контролирующие
расходы материала на входе и на выходе бунке-
ра, интегратор (сумматор) И и вторичный
регистрирующий прибор.
На аглофабриках автоматизируются следую-
щие технологические узлы й операции: управ-
ление поточно-транспортными системами и
механизмами; дозирование расхода шихтовых
материалов и постёли (причем отклонения от
заданного расхода ^шихтовых материалов не
должны превышать для, железорудных компо1
164
центов, флюсов и топлива ±1,0%); поддержа-
ние заданного уровня материалов в бункерах;
загрузка шихты на спекательные тележки;
работа зажигательного горна и законченность
процесса спекания. .
Наиболее распространенными являются два-
типа систем дозирования шихты по массе: ин*
дивидуальный и групповой (рис. 33).
Рис. 33. Схемы систем автоматического дозирования
-шихты
Индивидуальный дозатор (рис. 33, а) пред- -
ставляет собой одноконтурную автоматическую
систему регулирования. Регулирование произ-
водительности Q питателя ЭВП (в данном
случае электровибрационного) осуществляется
регулятором Р, в состав которого включены
также преобразовательные и усилительные уст-1
ройства. Цепь обратной связи системы содер-
жит весоизмерительное устройство ВИ. Задан-
ное значение производительности Q3 устанав-
ливают задатчиком Зд.
Групповой дозатор (рис. 33,6) также явля-
ется одноконтурной автоматической системой
165
регулирования и предназначен для стаоилиза-
ции расхода из нескольких бункеров на сбор-
ный транспортер. Общая производительность
дозатора Q06 контролируется конвейерным ве-
соизмерителем ВИ и поддерживается равной
заданному значению Q3 регулятором Р, воз-
действующим одновременно на несколько рабо-
чих органов, в данном случае на шиберные
задвижки тарельчатых питателей ТП1—ТПЗ.
Из существующих систем автоматического
дозирования компонентов аглошихты широкое
распространение получили следящие системы,
поддерживающие постоянное соотношение меж
.ду компонентами шихты. В этой системе один
из компонентов (обычно концентрат) является
ведущим, а остальные компоненты—ведомыми.
Расход концентрата стабилизируется отдель-
ным регулятором, сигнал с которого является
заданием для регуляторов ведомых компонен-
тов. При колебаниях в выдаче концентрата
регуляторы ведомых компонентов соответствен-
но изменяют производительность питателей
ведомых компонентов таким образом, что соот-
ношение компонента и концентрата поддержи-
вается на заданном уровне.
Система автоматического согласования про-
изводительности шихтового и спекательного
отделений (рис. 34) предусматривает пять
ступеней производительности шихтового отде-
ления. Переход со ступени на ступень осу-
166
Рис. 34. Схема автоматической системы согласования
производительности шихтового и спекательного отде-
лений:
I — сборный конвейер; II — тракт подачи шихты в спекательное отде-
ление; 1 — датчики уровней; 2 — датчики работающих агломашин; 3 —
агломашины; 4 — логическая схема; 5 — импульсный фильтр низких
частот; 6 — делитель напряжения; 7 — регулятор расхода; 8 — бункеры
шихтового отделения; 9 — бункеры спекательного отделения
ществляется в зависимости от комбинаций
верхних и нижних уровней шихты в бункерах
над агломашинами, а также числа работающих
агломашин. На основании информации о коли-
честве материалов в бункерах спекательного
отделения и его производительности логическая
схема определяет производительность шихто-
вого отделения. Таким образом, производитель-
ность шихтового отделения «следит» за произ-
водительностью агломашин и уровнем шихты
в бункерах спекательного отделения. Если все
167
бункеры (кроме одного) заполнены до верхнего
уровня и ни одна из агломашин работать
не может, то подается звуковой и световой
сигнал «Авария». Регуляторы при этом отклю-
чаются, но блок корректировки производитель-
ности находится в состоянии готовности к
работе.
Система автоматического контроля и регу-
лирования влажности аглошихты на ряде
аглофабрик основана на использовании датчи-
ка типа «Нейтрон-3». Принцип работы этого
датчика основан на облучении влажного мате-
риала потоком быстрых нейтронов и регистра-
ции количества медленных нейтронов, образую-
щихся за счет соударения с ядрами водорода,
число которых характеризует влажность мате-
риала. Датчик должен размещаться внутри
объема контролируемого материала.
3. Система автоматического управления
процесса зажигания и спекания
агломерационной шихты
Система автоматического управления зажи-
гательным горном поддерживает заранее уста-
новленное распределение тепловой нагрузки
по длине горна путем воздействия на расход
газа в горелках зажигательного горна, дистан-
ционного управления заслонкой, регулирующей
расход топлива и воздуха; регулирования
J68
давления газа в рабочем пространстве горна,,
а также автоматического выхода на нормаль-
ный режим после остановки агломашины, ав-
томатического уменьшения расхода топлива
и воздуха, подаваемого в горн, до минимально-
необходимой величины при остановках аглома-
шины. Автоматическое управление начальным
периодом спекания в оптимальном режиме
приводит к стабилизации места окончания,
процесса спекания.
К настоящему времени разработан ряд сис-
тем автоматического регулирования процесса
спекания, в которых использованы различные
контролируемые параметры и регулирующие
воздействия.
Основные контролируемые параметры и регулирующие
воздействия в процессе спекания
Температура в ва-
куум-камерах
Средняя темпера-
тура в коллекторе
Расход газа (раз-
режение) в «нуле-
вой» вакуум-каме-
ре
Расход воздуха
через спекаемый
слой
Средства
контроля-
Термопара, тер-
мосопротивле-
ние
То же
Расходомер
(дифманометр)
Анемометр
Регулирующие
воздействия
Скорость дви
жения ' аглома
шины
Высота “ слоя
Уплотнение
слоя, расход
шихты
Высота слоя
169
Разрежение в-кол- Дифманометр Высота слоя
лекторе Г азопроницаемость Пневмометриче- Влажность ших-
шихты в бункере ская трубка ты
Светимость в по- Фотодатчик Скорость ленты
следних вакуум- камерах Положение зоны Оптический пи- То же
спекания в конце рометр
ленты Положение зоны Датчик магнит- »
спекания по длине ной проницае-
ленты мости
Газопроницае- Пневмометриче- Высота слоя
мость слоя шихты ская трубка
после загрузочно- го лотка Температура на Радиационный Скорость ленты
изломе пирога в пирометр х-
конце агломаши-
ны
Системы автоматического регулирования
процесса спекания, схемы которых приведены
на рис. 35, могут воздействовать не только
на скорость ленты, но и на ряд других пара-
метров: на высоту слоя, его плотность при
укладке шихты на агломашину, разрежение в
общем коллекторе или на разрежение в ва-
куум-камерах на отдельных участках ленты.
На рис. 35, а приведена структурная схема
системы, в которой измеряемая термопарой
температура сравнивается с задаваемой t3
570
Рис. 35. Схемы систем регулирования процесса спека-
ния
и через регулятор Р и исполнительный меха-
низм ИМ воздействует на скорость двигателя
ленты Дл.
На рис. 35,6 показано усовершенствование
этой системы путем дополнения ее контуром
регулирования газопроницаемости слоя шихты
перед зажиганием. Этот контур включает изме-
рение разрежения Рф в нулевой вакуум-камере,
171
сравнение его с заданным значением Рз и воз-
действие их,разности через регулятор и испол-
нительный механизм на скорость питателя ших-
ты Дп таким образом, чтобы обеспечить ста-
бильность газопроницаемости слоя и соответ-
ствующую корректировку скорости ленты. Та-
кая система имеет лучшие динамические ха-
рактеристики и более устойчива в работе.
В этом случае необходимо устройство нуле-
вой вакуум-камеры, выполнение которой вы-
зывает определенные технические трудности
при изготовлении агломашин, а на действую-
щих требует значительной реконструкции. На
рис. 35, в показана структура системы, в кото-
рой воздействие на скорость спекания слоя
шихты осуществляется изменением его высо-
ты Н при перемещении загрузочного лотка
и одновременном увеличении числа оборотов
питателя Дп. Преимуществом такой системы
является то, что при неизменной скорости
агломашины автоматическое регулирование
высоты слоя способствует стабилизации газо-
динамических свойств слоя и протекающих
в нем тепловых процессов.
Более рациональными являются разработка
и внедрение системы регулирования, в которой
наряду с поддержанием заданного режима
спекания осуществляется стабилизация ряда
параметров, способствующая сохранению по-
стоянной скорости спекания слоя. Например,
172
система (рис. 35, г) содержит контуры стаби-
лизации уровня шихты в загрузочном бункере
и ее откоса на загрузочном лотке. При откло-
нении режима спекания сначала изменяется
расход шихты, пропорционально которому из-
меняется скорость агломашины таким образом,,
что уровень шихты и откос сохраняются.
Глава VIII. ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТ
И БЕЗОПАСНОСТЬ ТРУДА
НА АГЛОФАБРИКАХ
1. Организация эксплуатации оборудования
Надежная эксплуатация механического обо-
рудования обеспечивается системой обслужи-
вания, содержания и ремонта оборудования,
которая называется также системой техниче-
ской эксплуатации. Сущность системы состоит
во взаимосвязанном объединении средств, тех-
нической документации и исполнителей • для
поддержания и восстановления качества агре-
гатов или их составных частей.
Поддержание работоспособности оборудо-
вания осуществляется на основе технического
обслуживания (ТО), т. е. комплекса мероприя-
тий по обеспечению нормальных условий экс-
плуатации, контроля режимов работы и исправ-
ности объекта, а также устранения мелких
173
неисправностей. Операции по поддержанию
оборудования в работоспособном состоянии
следует проводить в соответствии с правилами
технической эксплуатации (ПТЭ).
Уход, надзор, эксплуатацию и ремонт.обору-
дования для обеспечения его работоспособно-
сти осуществляют на основе системы планово-
предупредительных ремонтов (ППР),
В систему ППР входят внутрисменное обслу-
живание оборудования; плановые профилакти-
ческие осмотры и плановые ремонты оборудо-
вания.
Внутрисменное обслуживание и плановые
профилактические осмотры оборудования дол-
жны обеспечить: предупреждение преждевре-
менного износа деталей, узлов и механизмов
и предотвращение аварийных простоев обору-
дования.
При внутрисменном обслуживании эксплуа-
тационный и дежурный персонал обязан систе-
матически следить за работой оборудования.
Необходимо проверять величину рабочих на-
грузок на оборудование; степень нагрева узлов,
в частности, температуру в горнах, газо-воз-
душных трактах, в подшипниковых узлах, в
системах охлаждения.
Персонал должен проверять правильность
циркуляции жидкостей в гидросистемах, не до-
пускать утечки воды, воздуха, газа, пара, смаз-
ки, фиксировать ненормальные вибрации, не-
174
обычные шумы в машинах, содержать обору-
дование в чистоте, не допуская загрязнения
его шихтой, пылью и другими материалами.
Эксплуатационники (рабочий технологиче-
ского персонала, дежурные слесарь, бригадир)
должны отражать в журнале приемки-сдачи
смен состояние закрепленных за ними объектов,
обнаруженные в течение смены неисправности,
случаи неправильного функционирования обо-
рудования и меры, принятые для их устранения.
Характерные неисправности основного агломерационного
оборудования и методы их устранения
Вероятная причина
Метод устранения
Челноковый распределитель шихты
Греется один из
подшипников (об-
наруживается на
ощупь)
Не обеспечивает-
ся необходимая
чистота уборки
осыпи из-под рас-
пределителя
Лента отклоняет-
ся в сторону
Задиры на коль- Проверить на-
це подшипника, личие, качество
вызываемые по- смазки, посадку
паданием грязи колец и регули-
ровку подшип-
ников (при не-
обходи мости
сменить под-
шипник)
Износ кулачков, Заменить кулач-
листов, скреб- ки, листы
ков
Попадание на Очистить бара-
барабан масла, бан от налип-
влаги шего материала
175
Налипание пе-
/ ремешиваемого материала на одну сторону барабана Неправильная Перестыковать
Лента сбивается в .стыковка ленты Перекос одного ленту Перенести в на-
сторону в опреде- или нескольких правлении дви-
ленной точке по роликов перед жения ленты тот
.длине транспор- участком сбега- конец роликов, в
тера ния направлении ко-
Не вращается часть роликов Поверхность не- которых роли- ков облеплена перемещаемым материалом Роликоопоры расположены не торого сбегает лента Проверить со- стояние роликов, невращающиеся ролики заменить Очистить по- верхность роли- ков Установить ро- ликоопоры гори-
горизонтально Перекос конце- зонтально Отрегулировать
Прорезание кана- вых и отклоняю- щих барабанов Лента трется о положение ба- рабанов Отрегулировать
вок и порезы ра- металлические зазор между
бочей обкладки части загрузоч- лентой и метал-
ленты ного лотка лическими час-
тЯми лотка до
величины не ме-
нее 25 мм
176
Лента сгибает- ся под ударами Сблизить роли- коопоры, вос-
груза в месте принимающие
загрузки и за- нагрузку при
жимает груз под подаче материа-
бортом ла на ленту
транспортера
Забивание за- Отрегулировать
грузочного уст- подачу материа-
ройства ла на транспор-
тер
Расслоение рези- Обильное попа- Проверить .уп-
ны обкладок, дание смазочно- лотнения под-
вспучивание и об- го материала на шипниковых уз-
разование пузы- обкладку ленты лов роликоопор
рей на обкладке
ленты
Устранит^ воз-
можность попа-
дания смазки на
ленту. Смазоч-
ный материал,
попавший на
ленту, смыть во-
дой
Попадание вла- Периодически5
ги и пыли через осматривать
мелкие пробои ленту и ремон-
верхней обклад- тировать мелкие
•ки повреждения
Дисковый питатель'
Остановка пита- Заклинивание Осмотреть пита-
теля под нагруз- диска тель, очистить
кой от случайно по-
павших посторон-
них предметов
•-
Зак. 3229 177
между диском и
Срезана шпонка скребком Разобрать при-
на валу элек- тродвигателя или редуктора Не работает вод и заменить шпонку Неисправность
- электродвига- устранить сог-
Нехарактерный тель Повыше н н ы й ласно инструк- ции по эксплуа- тации завода- изготовителя Заменить под-
шум в редукторе износ подшип- шипники или
Чрезмерный на- ников или зуб- чатого зацепле- ния Нарушен зазор между поверх- ностями зубьев передач Отсутствие смазки Отсутствует зубчатую пару Отрегулировать Заполнить ре- дуктор смазкой Заполнить узел
грев подшипнико- смазка смазкой
вых узлов Отсутствует за- зор в зубчатых порах Отсутствует осевой зазор в регулируемых подшипниках Отрегулировать То же
- второй ступени.
Течь масла в ме- Ослабли болты 'Подтянуть
стах соединения крышки с корпу- сом редуктора крепления крыш- ки
178
Течь масла в саль-
никовом уплотне-
нии быстроходно-
го вала редуктора
Ослабли гайки
крепления
крышки сальни-
ка, износился
сальник
Подтянуть гай-
ки, заменить
Дробилка одновалковая
Нагрев подшипни- Нет смазки в
ков дробилки вы- подшипниках,
ше нормы. нарушено ох-
лаждение
Заправить
смазку в под-
шипники
Шум редуктора с
периодическим
усилением и ос-
лаблением, удара-
ми и визгом
Износ зубчатого
зацепления, не-
исправность под-
шипников, ос-
лабление креп-
ления редукто-
ра, нет смазки
Дробилку оста-
новить. Прове-
рить или заме-
нить зубчатые
пары, замени»
подшипники,
произвести под-
тяжку болтов,
крепящих редук-
тор, проверить,
смазочную сис-
тему
Дробилка молотковая
Вибрация дробил- Неравномерный
ки износ молотков
Обрыв молотка
Попадание в
дробилку недро-
бимого предме-
та
Остановить дро-
билку
Заменить комп-
лект молотков
Убрать недроби-
мый предмет
179
Вибрация электро-
двигателя
Стук в соедини-
тельной муфте
Ослабление
крепления
фундаментных
болтов
Неисправность
электродвигате-
ля
Перегрузка от
неравномерной
подачи матери-
ала
Нарушилась
. центровка элек-
тродвигателя и
..ротора дробил-
_ ки
„ Забились щели
колосниковой
решетки
Нарушение цент-
ровки валов
Сработались ре-
зиновые втулки
Ослабление
ШПОНКИ
* Затянуть гайки
фундаментных
' болтов
Выявить и уст
ранить неис-
правности элек-
тродвигателя
_Устранить не-
равномерность
подачи матери-
ала в дробилку
Произвести
центровку
Очистить щели
в колосниковой
решетке
Произвести
центровку
Заменить изно-
шенные детали
Заменить
шпонку
Барабанный смесите 'ЛЬ
Греется один из Задиры на коль- Проверить смаз-
подшипников це подшипника, ку. Промыть
_ вызываемые по- подшипники.
паданием грязи Проверить по-
180 * садку кольца, регулировку, при необходимо- сти сменить ' подшипник
В редукторе после Мелкие углуб- Устранить при
нескольких меся- цев работы слы- шен неравномер- мый шум Во время работы бандаж не касает- ся упорного роли- ка ления на по- верхности зубь- ев колес Смещение опор- ных роликов ремонте подгон- кой профиля зу- ба. Слить масло из ванны редук- тора, промыть ее и залить све- жее масло Устранить пу- тем центровки барабана или- заменой опор- ных роликов
Грохот инерционный
Температура под- шипников превы- шает температуру окружающей сре- ды более чем на 45°С Трение корпуса подшипника о бортовину в ре- зультате ослаб-' ления белтов Трение вала о лабиринтное уп- лотнение тор- цовой крышки в результате изно- са подшипников Подтянуть бол-* ты Заменить изно- шенные подшип- ники: снять вме- сте с корпусом и крышками, для чего в кор- пусах преду- смотрены отвер- стия с резьбой под отжимные
болты
Отсутствие смаз- Смазать лод-
ки в лсдшипни- шипники через
ках пресс-масленку
181
Разность ампли- Дебалансы ус- Установить пра-
туд колебаний тановлены не- вильно пальцы
Правого и левого' бортов короба бо- лее 0,5 мм правильно Неравномерное в правом и ле- вом дебалансах Обеспечить рав-
питание грохота по ширине про- номерную пода- чу материала на
сеивающей по- просеивающую
верхности поверхность
Стук грохота Ослабление -Подтянуть бол-
крепления про- сеивающей по- верхности Грохот ГСТ-81 ты
Греется подшип-. Отсутствие Остановить гро-
ник вибратора смазки в вибра- торе Переполнение хот, настроить маслостанцию на минимальную подачу масла, вывернуть кони- ческую пробку на крышке виб- ратора и прове- рить проходи- мость масла в подшипнике Если масло про-
г вибратора смаз- кой ходит свободно, а подшипник продолжает
греться, разъ- единить рукав отвода масла и проверить, есть
Д82
ли слив из виб- ратора. При на-
личии слива
уменьшить ко-
личество под- водимого масла.
Вибратор стучит Ослабло креп- Остановить гро-
ио корпусу грохо- та ление хот, подтянуть болты крепле- ния вибратора
Выбивание защи- Заклинило под- Заменить вибро-
ты электроприво- шипник вибра- возбудитель ре-
да тора зервным
^Стучит крестови- Отсутствие смаз- Остановить гро-
на карданного ва- ки в игольчатых хот, смазан
да подшипниках подшипники крестовины
Ослабло крепле- Отсутствует сто- Остановить гро-
ние карданного и порение болто- хот, подтянуть
промежуточного вых соединений и зашплинто-
валов «Сели» пружины. вать соответ- ствующие болты
Пружины засы- Заменить «сев-
Увеличилась на- пало просыпью. шие» пружины.
грузка на строи- Корпус подпи- Остановить гро-
тельные конструк- рается возвра- хот, очистить
ции том пружины от про- сыпи, исключить
Ослабло крепле- подпор
Вытянулись бол- Остановить гро-
ние колосниковых ты хот. Подтянуть
плит или секций соответствую- щие болты
Ослабло крепле- Вытянулись бол- Подтянуть соот-
ние козырьков ты ветствующие болты, соблю- дая при этом
183
Неправильная тра-
ектория движения
грохота (уменьше-
ние скорости дви-
жения материала
или движение ма-
териала в стррону
загрузки)
«Сели» пружи-
ны, приварены
дополнительные
детали '.к грохо-
ту
Увеличение по-
дачи материала
на грохот. Не-
правильно соб-
раны вибровоз-
будители
2. Организация ремонтов ‘
предосторож-
ность, так как
пружины, фикси
рующие болты,
могут «выстре-
лить»
Заменить пру-
жины, убрать
доп олнительные
детали с корпу-
са грохота
Снизить нагруз-
ку на грохот.
Риски на пар-
ных зубчатых
колесах, полу-
муфтах вибро-
возбудителей и
промежуточном
валу должны
быть совмещены;
дебалансы на
обоих вибровоз-
будителях дол-
жны занимать
одинаковое по-
ложение
Системой ППР предусмотрены два вида ремон-
тов оборудования: текущие и капитальные. Те-
кущий ремонт направлен на восстановление ра-
ботоспособности оборудования. При системати-
ческом ц качественном проведении плановых
текущих ремонтов обеспечивается безотказная
работа оборудования.
При текущих ремонтах производят частич-
ную замену спекательных тележек, переборку
и замену колосников; проверку, обтяжку и за-
мену крепежных деталей; смену закладной и
заливной смазки; ревизию, ремонт и частичную
замену футеровок, течек, бункеров, приводных
и натяжных станций, роликов и лент конвейе-
ров; замену роторов дробилок горячего агло-
мерата; опорных и упорных роликов барабан-
ных смесителей, различных уплотнений,
затворов и других быстроизнашивающихся эле-
ментов; промывку и ревизию редукторов и т. д.
Текущие ремонты имеют различную периодич-
ность и продолжительность:
Агломашины Комплектующее оборудование аглофабрики
Текущие ремонты:
периодичность, сут. . . продолжительность, ч: . 30—90 30—90
т, . . 24—32 8—24
т2 . . 32—40 16—32
Капитальные ремонты:
периодичность, год . . . . 3—5 2—5 "
продолжительность, сут . . 8—15* 1 — 10
* При реконструкциях 30 сут. и более.
.Капитальный ремонт направлен на восста-
новление первоначальных характеристик обо-
рудования: -производительности, мощности, эф-
185
фективности. Во время капитальных ремонтов,
как правило, производят полную разборку,
очистку и промывку ремонтируемого оборудо-
вания; ремонт или частичную замену каркасов
и других опорных конструкций; замену всех
изношенных элементов; ремонт или замену ог-
неупорной футеровки с металлической армату-
рой; сборку, выверку и регулировку конструк-
ции. Помимо восстановительных работ, при ка-
питальных ремонтах внедряют новые техниче-
ские решения, проводят модернизацию обору-
дования, направленную на повышение техниче-
ского уровня и улучшение качества агломера-
та. В ряде случаев, особенно в последнее время,
капитальные ремонты совмещаются с рекон-
струкциями.
3. Основы безопасности труда
в агломерационном производстве
Аглофабрики и аглоцехи относятся к предприя-
тиям повышенной опасности. В цехе на неко-
торых участках наблюдаются шум больших
уровней, выделения пыли, повышенная темпе-
ратура, работает большое количество оборудо-
вания. На территории аглофабрик проходят
железнодорожные пути, подземные коммуника-
ции с колодцами, воздушные линии электропе-
редач и другие сооружения.
К работе на аглофабрике (аглоцехе), связан-
186
ной с использованием, обслуживанием и ре-
монтом оборудования, допускаются.лица, приз-
нанные медицинской комиссией годными для
выполнения данной работы; изучившие прави-.
ла технической эксплуатации, а также соот--!
ветствующие производственно-технические
инструкции; имеющие удостоверение на право
работы по данной профессии; прошедшие ин-
структаж по правилам техники безопасности
и противопожарной техники. Проверку у рабо-
чих знаний правил технической эксплуатации'
проводит специальная комиссия один раз в год,
а также каждый раз при переходе на другую
работу и при нарушениях правил.
Перед допуском к работе вновь принятые
рабочие должны быть ознакомлены с инструк-
цией по безопасности труда для дайной про-
фессии, обучены на рабочем месте правильным
безопасным приемам работы и ознакомлены
со всеми местами повышенной опасности в ‘
цехе. !
Все рабочие должны быть проинструктировав
ны и обучены оказанию первой помощи постра-
давшим при несчастных случаях, Профессио-
нальных отравлениях и поражениях электри-
ческим током. I
Для обеспечения безопасных условий труда
'бригадир (старший рабочий) перед началом
работы и в процессе ее постоянно проверяет
безопасное состояние всех рабочих мест, вы-
.187-
полненйе инструкций по безопасности труда
и немедленно принимает меры к устранению
обнаруженных нарушений техники безопасно-
сти; обучает рабочих безопасным приемам ра-
боты; следит за исправностью инструмента и
оборудования, защитных средств и оградитель-
ных устройств, не допускает выполнения ра-
бот, не указанных в наряде или не входящих
в обязанности, бригады, кроме особых случа-
ев, связанных со спасением людей и ликвидаци-
ей аварии.
При возникновении во время работы непред-
виденных опасных ситуаций бригадир прекра-
щает выполнение работ и принимает меры по
обеспечению безопасности и восстановлению
-нормальных условий труда и немедленно изве-
щает об этом мастера или начальника участка,
смены.
При несчастном случае бригадир организу-
ет помощь пострадавшему, немедленно сообща-
ет мастеру, начальнику участка или смены,
^обеспечивает сохранность обстановки, при ко-
торой произошел несчастный случай.
. Перед началом смены все рабочие обязаны
ллрибыть на сменно-встречное собрание и полу-
чить задание на производство работ. Каждый
рабочий до начала работ тщательно осматри-
вает свое рабочее место, проверяет наличие
н исправность предохранительных устройств,
ограждений, инструмента, механизмов, и при-
-188
Хспособлений, вентиляции и освещения. Обна-
ружив недостатки, которые он сам ire -может
' устранить, рабочий, не приступая к работе,
сообщает о них бригадиру или мастеру. Рабо-
чий должен работать только в исправной спец-
одежде и спецобуви, пользоваться индивиду-
альными средствами защиты и предохранитель-
ными приспособлениями.
При получении даже незначительной травмы
необходимо немедленно обратиться в медпункт
и сообщить об этом мастеру, а при его отсут-
ствии — бригадиру, старшему рабочему или
товарищу по работе.
Ниже приведены некоторые сведения, необ-
ходимые для безопасности выполнения основ-
ных технологических операций на аглофаб-
риках.
При зажигании газовых горелок горна необ-.
ходимо соблюдать следующий порядок:
а) включить эксгаустер;
б) открыть задвижки вакуум-камер, распо-
ложенных под горном;
в) включить вентилятор воздуха; . . .
г) развести в горне под горелками костер;
д) открыть задвижку воздуха.
Пуск газа в горелки разрешается только, ^а
хорошо разведенный костер или при проведе-
нии других мер, обеспечивающих бесперебой-
ный розжиг. Зажигание газа факелом допуска-
ется лишь после кратковременных остановок,.
189
когда' стенки горна не остыли. При тушенш
горелок необходимо сначала закрыть задвиж-
ки газа, а затем задвижки воздуха, после'чегс
остановить тяго-дутьевые установки (эксгау-
стер, вентилятор, дымосос).
Форсунки жидкого топлива должны зажи-
гаться при соблюдении следующих условий:
система вакуума должна быть включена в дей-
ствие и полость горна проветрена; перед пуском
жидкого горючего необходимо предварительнс
пустить в форсунки пар или сжатый воздух;
жидкое горючее должно зажигаться факелом
с длинной ручкой. Горящий факел должен быть
введен в горн до пуска горючего; если горючее
не загорится или погаснет, необходимо остано-
вить его подачу, хорошо проветрить полость
горна и только после этого возобновить за-
жигание.
При работе агломашин запрещается: стано-
виться на рельсы рабочей ветви машины, на
спекательные тележки и их ролики; переходить
через рабочую ветвь агломашины по слою ма-
териала; производить замену колосников на
спекательных тележках; производить очистку
грохотов, отражателей и желобов агломерата;
оставлять открытыми люки, проходы и снимать
ограждения или отдельные элементы укрытия
агломашины.
Запрещается отбирать пробы непосредствен-
но из смесительных барабанов. Отбор проб
J90
дблжен производиться из потока шихты после
барабана, как правило, с помощью автоматиче-
ских пробоотборников.
При нахождении в районе питателя горячего
возврата необходимо остерегаться выбросов
возврата. Запрещается стоять против отвер-
стия выдачи возврата.
Проходить под охладителями во время их
работы запрещается. Для прохода к чашевому
охладителю за ограждения с целью обслужи-
вания его механизмов, находящихся под та-
релью, устраивают специальные укрытые под-
ходы.
Запрещается открывать, люки и осматривать
состояние коллекторов пылеулавливающих
установок и их бункеров при работающих тяго-
дутьевых установках и неразобранных схемах
их электродвигателей. Очистка и ремонт внут-
ренней части пылевых бункеров коллекторов и
пылеочистных устройств должны производить-
ся не менее чем двумя рабочими.
Загрузочные течки барабанов-смесителей и
барабанов-охладителей возврата запрещается
очищать, находясь внутри барабана.
В процессе эксплуатаций й ремонта часто-
возникает необходимость в погрузочно-разгру-
зочных работах, которые следует, как правило,
выполнять при помощи кранов, погрузчиков
и других машин, а при незначительных объе-
мах работ — средствами малой механизации.
191
Механизированный способ погрузочно-разгру-
зочных работ обязателен для грузов массой
более 80 кг, а также при подъеме грузов на
высоту более 3 м.
Нормы перемещения тяжестей грузчиками
(для мужчин старше 18 лет):
Предельная масса груза, переносимого од-
ним грузчиком, кг . .................§0
Масса груза (каждого места в отдельности),
при которой поднятие груза на спину грузчика
и снятие его со спины должно производиться
. с помощью других грузчиков, кг................Более 50
Предельное расстояние, на которое допускается
переноска одним грузчиком груза массой более
50 кг, м.......................................60
Масса груза (каждого места в отдельности),
для перемещения которого грузчикам должны
предоставляться простейшие приспособления
(тачки, медведки, вагончики, катальные доски,
тележки и пр.), кг......................... 80—500
Масса груза; для перемещения которого груз-
чикам должны быть предоставлены специаль-
ные механические приспособления (лебедки,
блоки, домкраты и пр.), кг . . . . . . . 500 и бо-
• лее
Предельная высота подъема по вертикали для
грузчика с грузом 80 кг по наклонным сход-
ням, м.....................................3
Для^организации безопасных условий труда
для ремонтного и обслуживающего персонала,
а также четких взаимоотношений между ре-
монтным и эксплуатационным ..персоналом на
аглофабриках введена бирочная система.
192
-Бирочная система предусматривает примене-
ние бирок двух типов: бирка-жетон или ключ-
бирка. На каждый агрегат, имеющий электро-
двигатель, вводится бирка-жетон, которая яв-
ляется неотъемлемой частью агрегата. Она слу-
жит для допуска к работам, выполнение кото-
рых требует разборки силовой и оперативной
цепи электропривода механизма.
На механизмах, отключение силовых и опера-
тивных цепей которых возложено на лиц, уп-
равляющих механизмами, применяется только
ключ-бирка.
При остановке на ремонт механизмов ма-
стер или начальник смены дает распоряжение
бригадиру дежурных электриков разобрать
электросхему на ремонтируемом механизме и
называет ответственного за ремонт, который
получает бирку-жетон и производит запись в
журнале бирочной системы. После разбора
электросхемы бригадир или дежурный электрик
вывешивают предупреждающий плакат и ста-
вят в известность бригадира участка, что элек-
тросхема на данном агрегате разобрана. Лицо,
получившее бирку-жетон, кнопкой пробует за-
пустить механизм и, убедившись, что механизм
не включается, приступает к ремонту.
По окончании ремонта ответственный за него
возвращает бирку-жетон бригадиру или дежур-
ному электрику, который производит запись в:
193
журнале, затем собирает электросхему, бирку-
жетон вешает на место на специальной доске
и сообщает машинисту механизма о сборке
электросхемы. Наличие бирки-жетона на месте
означает, что механизм и его электропривод
подготовлены к работе или работают; к элек-
трическим цепям может быть подано напря-
жение; на механизме или в опасной близости
от него нет людей.
Глава IX. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ
ПОКАЗАТЕЛИ ПРОИЗВОДСТВА АГЛОМЕРАТА
1. Показатели работы
агломерационных фабрик
г
Основным техническим показателем работы аг-
лофабрик является производительность агло-
машин. Суточная производительность аглома-
шины вычисляется по формулам:
Q = 14,4Fpvk; Q= 14,4BHvHpk,
где Q — суточная производительность, т; F -
площадь спекания ленты, м2; к — выход год-
ного агломерата из шихты (в долях единицы);
v - - вертикальная скорость спекания, м/мин;
vH — скорость движения спекательных тележек,:
м/мин; В — ширина аглоленты, м; Н — высота
194
спекаемого слоя шихты, м; р—насыпная мас--
са шихты, т/м3 (табл. 11).
Таблица 11. Насыпная масса аглошихты
Аглофабрика р, т/м3 Аглофабрика р, т/.мэ
ЛАМ К 1,75—1,90 Бакальская 1,4
Лебяжинская 2,1 Дзержинская .... .1.7
Абагурская 2,0 Криворожская 1,84
охмк 1,69 Запорожская.... 1,88
Череповецкая 2,0 Макеевская 1,90
НЛМК НПО «Тулачер- 1,83 «Азовсталь» Им. Ильича 2,00 1,80
мет» 1,99 Коммунарская 1,78
зсмк 2,2 ЮГОК 1.8
Челябинская 1,9 нкгок 1,8
Руставская «КМАруда» 1,79 2,0 Камышбу- рунская 1,43
Общепринятым показателем использования
агломашин является удельная производитель-
ность [т/(м2*ч)], т. е. часовая производитель-
ность, отнесенная к 1 м2 площади машины.
Некоторые показателя работы агломераци-
онных фабрик приведены в табл. 12—14.
2. Себестоимость агломерата
Суммарное денежное выражение всех израсхо-
дованных в процессе производства сырых ма-
териалов, топлива, энергии, заработной платы,
стоимость износа (амортизации) оборудова-
195
Таблица 12. Площадь спекания, производительность
и себестоимость агломерата (1985 г.)
Аглофабрика Число агломаш ин, шт. Суммарная плошадь спекания, м5 Удельная про- изводи (ельнос i ь т/(м-' . ч) Производство агломерата на одного рабо- тающего, т Себестои- мость агло- мерата, руб/т
ММ к № 1 4 250 1,08 10253 20,77
№ 2 5 312,5 1,23 18315 20,33
№ 3 4 250 1,31 17571 20.45
№ 4 4 336 1.38 12019 19,97
Гороблагодатская 3 187,5 1,36 8409 19,23
Высокогорская 4 266 1,37 13369 17,97
Лебяжинская 4 274,6 1.33 8742 18,01
Мундыбашская 4 248 1,27 8455 23,86
Абагурская № I 5 420 1,08 12013 19,55
№ 2 4 300 0,96 9760 21,78
охмк 4 336 1,18 5961 21,69
КарМК № 1 4 300 1.28 7292 17,86
№ 2 3 960 0,82 8936 20,30
' Череповецкая II 1260 0,96 3597 23,73
Новолипецкая 4 1008 1,59 6259 21,49
зсмк 3 852 1,18 8639 24,23
Чусовская 1 16,5 1,23 2220 14,57
НПО «Тулачермет» 3 246 1,25 5804 19,86
Челябинская 3 187,5 1,46 7609 16,03
Серовская 2 80 1 ./0 4516 14,03
Руставская 1 312 0,66 2746 26,88
«КМАруда» 1 56 1,15 3871 17,68
Бакал некая 4 296 1,04 6733 13,60
Качканарская 2 408 0,92 7852 18.24
Златоустовская 1 50 1,48 5193 25,52
Днепродзержинская № 1 6 375 1,28 9525 15,96
196
Продолжение табл. 12
Аглофабрика । ,, Число агломаш ин, шт. Суммарная площадь спекания, м2 Удельная про- изводительность, т/(м2-ч) Производство агломерата на одного рабо- тающего, т Себестои- мость агло- мерата, руб/т
№ 2 6 450 1,55 8230 16,26
Криворожская 6 375 1,46 8662 15,58
Запорожская 6 3/ 5 1 88 18238 15,78
Макеевская 6 435 1,40 9246 14,94
< Хзовсталь» 2' 125 1,67 7755 15,38
Им. Ильича 12 1020 1,40 7807 18,04
Енакиевская 4 250 1,39 7565 16,83
Коммунарская 6 504 1,23 7828 16,27
ЮГОК 10 750 1,36 14193 12,63
НК го К № 1 6 720 0,73 7795 20,45
№ 2 6 810 0,80 9482 21,76
Камы шоурунекая 6 396,9 1,23 5833 18,88
ния, машин, зданий и сооружений представляет
собой себестоимость продукции. Себестоимость
агломерата является экономической оценкой
работы аглофабрик, отражающей уровень ис-
пользования материальных и трудовых ресур-
сов, основных фондов. Себестоимость продук-
ции используют как важный показатель при
оценке экономической эффективности новой
техники, технологии и организации произ:
водства. .
197
Таблица 13. Расход сырьевых материалов на
Аглофабрика Всего шихты* Аглоруда Концепт- । рат Колошни- ковая пыль Окалина
ММК № 1 1287 643 295 9 7
J\is 2 1277 338 516 103 14
№ 3 1274 349 512 96 14
4 1233 324 471 14 154
Гороблагодатская 1252 202 824 • 2 29
Высокогорская 1311 367 626 51 23
Лебяжинская 1277 481 526 44 • -
Мундыбашская 1212 — 1058 — * —
Абагурская № 1 1223 184 776 19 58
№ 2 1291 184 900 26
охмк 1299 328 496 27 36
Карагандинская № 1 1304 803 58 - 24
№ 2 1422 29 760 18 16
Череповецкая 1266 83 864 5 43
Новолипецкая 4306 311 490 8 11
зсмк 1241 227 737 5 34
НПО «Тулачермет» 1500 493 395 44 2
Серовская 1150 936 — — 15 28
Челябинская 1222 632 16 76 129
Руставская 1282 480 421 25 65
Качканарская 1239 1064
Бакальская 1461 1103 — 80
Днепродзержинская № 1 1215 303 553 32 25
№ 2 1224 312 570 32 1
Криворожская 1212 47 353 113 88
Макеевская 1246 288 557 74 28
Запорожская 1280 253 618 50 15
«Азовсталь» 1314 78 545 113 72
198
производство агломерата, кг/т агломерата (1985 г.)
1 ш Шламы Отсев аг- ломерата** Марганце- вая руда Известняк Доломит Известь Коксовая мелочь Антрацито- вый штыб
31 1 —. 204 16 17 65
—- 37 ‘ — 172 13 27 57 -—.
* - 37 ——• 170 12 27 57 —....
*- — 34 — ' 156 12 24 54
-—• - — • 116 — - 41 38
4 7 — 174 — • 46 13
7 —. 168 — 43 8
—’ 94 - - — 55 5
- - — — 130 — 40 16
13 — — 92 — • 57 19
38 52 — 243 —. 25 55 1
6 60 1 202 61 21 56 12
17 111 22 188 55 9 82 15
— —. — 152 1 13 65 —.
31 120 39 114 98 23 50 11
40 15 27 68 — 26 62 —
41 35 « 1 * * 246 150 14 44 36
—— > 4 127 .— — — - 40
154 25 111 11 1 9 23 47 и—
53 * «ч 138 19 23 58 —
• ж, 98 — -— 56 21
22 5 170 — —• 53 28
23 107 75 50 46 1
23 91 75 66 1 53
144 303 32 55 —- 45 34 —
4 : ’—* >— 54 20 40
— - — — 92 24 30
29 ; 92 2 1 - 284 56 42 —
199
Аглофабрика Вскго шихты* Аг ,ч чр ул а Концент- рат Колошни- ковая' пыль Окалина
Им. Ильича 1303 146 714 6 27
Енакиевская 1252 231 550 76 42
Коммунарская 1277 244 524 41 23
югок 1303 220 769 —
НКГОК № 1 1345 ill 831 .—. —
№ 2 1332 69 872 .— —
Камышбурунская 1580 142 1022 — —
* Без возврата. “ И другие отходы.
Таблица 14. Технологические показатели процесса
агломерата
Аглофабрика Содержание возврата в шихте, % Влажность шихты, % Температу- ра шихты, "С Высота слоя шихты, мм
ММК № 1 22,1 6,9 27 253
№ 2 19,5 6,4 28 277
№ 3 18,3 6,5 28 288
№ 4 25,2 6,4 42 248
Гороблагодатская 42,3 6,7 55 207
Высокогорская 33,0 6,8 58 190
Лебяжинская 30,0 6,4 . 56 180
Мундыбашская 37,0 5,9 62 207
Абагурская № 1 33.0 6,0 56 190
№ 2 42,0 6,2 - 56 230
200
Продолжение табл. 13
Шламы Отсев аг- ломерата** Марганце- вая руда Известняк Доломит Известь Коксовая мелочь Антрацито- вый штыб
33 56 21 142 83 18 25 32
О 34 37 144 — 78 26 29
2 70 112 145 55 29 32
— 245 — 34 35
8 — 48 126 115 38 30 38
8 — 48 1 13 115 39 30 38
— 4 —’ 281 — 38 93
спекания и расход энергоносителей на 1
(1985 г.)
Скорость* спекани я, мм/мин Температу- ра зажига- ния, °C Разрежение в коллек- торе, кПа Расход энергоносителей
электро- энергия, кВт-ч газ’*, м3 мазут
Д к 11
19,2 1068 3,83 16,6 — 19,8 —-
21,1 1093 7,38 27,3 — 15,9 “ .—
23,0 1096 7,42 25,9 — 16,4 — —
18,8 1105 7,60 33,3 -— 15,1 0,1 —1 •
21,1 1084 8,51 27,8 — -— 8,9 —
19,8 1100 9.00 25.9 — "— — 7.8 -—
19,7 1125 6,94 29,1 - — 9,8 —
22,3 — 4,80 24,2 — -—- — 4,5
16,5 1200 5,20 28,8 — 5,0
21,0 1250 7,90 50,3 — — 6,0
201
Аглофабрика Содержание возврата в шихте, % Влажность шихты, % Температу- ра шихты, "С Высота слоя шихты, мм
охмк 29,0 7,4 41 262
Карагандинская № 1 13,4 5,1 15 305
№ 2 24,8 6,5 15 405
Череповецкая 39,5 6,0 54 253
Новолипецкая 23,4 7,9 27 316
зсмк 33,2 7.0 54 321
НПО «Тулачермет» 18,7 7,8 50 254 .
Серовская 20,0 4,5 60 300
Челябинская 23,1 8,0 55 250
Руставская 34,5 5,5 18 280
Качканарская 38,0 6,5 56 280
Бакальская 22,4 9,0 50 477
Днепродзержинская № 1 19,8 7,5 28 325
№ 2 20,3 7,5 28 400
Криворожская 15,0 8,2 22 300
Запорожская 10,0 7,5 43 420
Макеевская 20,0 8,2 30 360 .
«Азовсталь» 18,7 8,0 58. 325
им. Ильича 20,6 7,5 28 270
Енакиевская 20,0 9,1 37 438
Коммунарская 13,2 7,9 25 335
югок 29,0 9,0 54 275
НКГОК № 1 18 2 7.8 48 280
№ 2 25,1 7,7 50 290
Камышбурунская 40,3 11,5 62 239
202
Продолжение табл. 14.
Скорость* спекания, мм/мин Температу- ра зажига- ния. °C Разрежение в коллек- торе, кПа Расход энергоносителей Мазут
электро- энергия, кВт-ч газ**, м3
д к п
20,0 1 173 7,83 48,0 15,0 — 5,4 .
20,4 1122 8,19 50,4 •— 19,9 — •
15,3 1162 11,67 51.8 — 20,0 —-
15,1 1 167 8,97 50,4 32,3 13,8 1,4
19,0 1135 6,72 36,0 25,0 7,0 —- . •• -»
19,9 1275 9,31 39,0 — 11,0 — 1
28,9 1124 6,34 34,0 29,0 — 8,0 -
36,0 1100 9,00 17,3 —. 7,2 —.
25,7 1260 5,68 29,5 — — 8,5 —
18,0 1200 12,00 75,5 —.« — 14,0 .—
. 15,3 1200 11,5 42,1 — — — 10,2
20,6 970 6,1 31,2 —— — 8,0 —-
21,0 1025 7,50 27,5 — — 8,0 -
- 23,0 1025 8,00 27,4 8,0
»>9' 4 1250 7,00 28,3 5,0 9,0 — —
27,9 1250 11,58 20,9 — — 6,4 —
20,0 1200 7,50 23,4 —• 8,2 4,8 —
30,0 1311 9,70 25,7 13,0 , — —
20,0 1150 8,00 39,2 — — 10,3 —
22,8 1250 8,16 24,6 14,3 0,4 6,0 —
Нет 1142 8,50 38,9 14,0 12,0 —. —
св. -
22,0 1200 8,50 22,1 13,9 1,7 5,8 —
13,4 1170 7,50 38,4 15,3 1,9 6,4 —
13,9 1150 7,00 56,5 16,3 2,1 6,8 —
33,0 1250 8,48 28,1 —• —- *—* 7,7
* Вертикальная. ** Д — доменный; К — коксовый; П — природный.
203
Соотношение отдельных элементов в себесто-
имости называется структурой себестоимости.
Изучение структуры себестоимости аглофабрик
показывает, что затраты на сырье и топливо
в шихту составляют более 75 % себестоимости
агломерата.. Экономия затрат на железорудную
часть шихты является главным путем снижения
себестоимости агломерата. Такой экономии
можно добиться заменой аглоруды и концент-
рата на значительно более дешевые отходы ме-
таллургических производств: колошниковую
пыль, шламы аглофабрик, доменных и стале-
плавильных цехов, прокатную окалину, конвер-
терный шлак и другие. Экономия железорудной
части может быть достигнута за счет уменьше-,
ния потерь материала при спекании и получе-J
ния агломерата с минимальным количество^
мелочи.
Основным путем снижения расходов по пе-
ределу является экономия электроэнергии, что
достигается сокращением вредных прососов
воздуха, правильным подбором мощности элек-
тродвигателей и усовершенствованием обо-
рудования. Кроме того, уменьшение расходов
по переделу возможно за счет экономии средств
на запасные части, вспомогательные материа-
лы, а также при увеличении объема производ-
ства и снижении простоев оборудования.
204
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Арист Л. М., Городецкий А. Н., Тылкин М. А. Ме-
ханизация работ в агломерационном производстве.—М.:
Металлургия, 1979.— 176 с.
Производство агломерата и окатышей / С. В. Базиле-
вич, А. Г. Астахов, Г. М. Майзель и др.—М.: Метал-
лургия. 1984.—216 с.
Вегман Е. Ф. Краткий справочник доменщика.—М.:
Металлургия, 1981.—240 с.
Металлургия чугуна/£. Ф. Вегман, Б. Н. Жеребин,
А. Н. Похвистнев, Ю. С. Юсфин. — Мл Металлургия,
1978.— 480 с.
Вегман Ё. Ф. Окускование руд и концентратов.—М.:
Металлургия, 1984. — 256 с.
Гончаров Ю. Г., Дримбо А. В., Ищенко А. Д. Авто-
матизация процессов окускования железных руд. — Мл
Металлургия, 1983. — 190 с. .............
Единые правила безопасности при дроблении, сорти-
ровке, обогащении полезных ископаемых- и окусковании
руд и концентратов. — М.: Недра, 1978. — 92 с.
Коротич В. И. Основы теории и технологии подготов-
ки сырья к доменной плавке. — М.: Металлургия, 1978.—
208 с.
Мартыненко В. А., Кухарь А. С. Производство агло-
мерата (технология, оборудование, организация рабоче-
го места). — М.: Металлургия, 1985.—72 с.
Правила технической эксплуатации механического обо-
рудования агломерационных фабрик. — Мл Металлургия,
1985. — 144 с.
Фастовский М. X., Дакалов Г. В., Носовский А А.
Механическое и транспортное оборудование агломераци-
онных фабрик.—Мл Металлургия, 1983.—264 с.
Автоматизация фабрик окускования железных руд и
концентратов / Н. В. Федоровский, В. В. Даньшин,
В. И. Губанов, Р. И. Сигу а.— Мл Металлургия, 1986.
2Й6 с. - ..........
205
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие..................................... 3
Глава I. Шихтовые материалы агломерации . . 5
1. Состав и свойства руды, флюсов, топлива и до-
бавок .......................................... 5
2. Складирование и усреднение сырых материалов 15
. 3. Дробление и грохочение сырых материалов . . 26
Глава II. Основы расчета агломерационной
шихты......................................... 30
Глава III. Приготовление агломерационной ших-
ты к спеканию...................................36
I. Дозирование компонентов шихты.............36
2. Смешивание и окомкование шихты............40
Глава IV. Спекание шихты на агломерационной
машине..........................................51
1. Конструкция агломерационной машины . ... 52
2. Загрузка шихты на агломерационную машину 57
3. Зажигание и дополнительный нагрев шихты . . 60
- 4. Процессы, происходящие в слое при спекании
руд и концентратов ..............................65
5. Удаление вредных примесей при агломерации 82
- 6. Газодинамика процесса спекания...........86
• 7. Теплотехника спекания агломерата.........91
8. Способу интенсификации процесса агломерации 99
Г л а в а V. Обработка агломерационного спека и
получение готового агломерата...................Ю2
!. Дробление спека и грохочение . горячего агло-
мерата .........................102
2. Охлаждение агломерата......................
3. Сортировка охлажденного агломерата . . . • 114
4. Режим возврата.............................. И6
Глава VI. Качество агломерата и методики его
определения . ... . . . ‘’.....................119
206
1. Требования к .химическому составу агломерата 120
2. Механическая прочность и гранулометрический
состав агломерата..............................124
3. Прочность агломерата при восстановлении . .134
4. Восстановимость агломерата..................139
5. Размягчаемость агломерата..................145.
6. Пути повышения качества агломерата . . . -148
Глава VII. Элементы автоматизации агломера-
ционного производства ........................ 156
1. Контроль технологических операций . - . . .157
2. Автоматизация систем дозирования и подготов-
ки агломерационной шихты . . ..............161
3. Система автоматического управления процесса
зажигания и спекания агломерационной шихты . *168
Глава VIII. Организация работ и безопасность
труда на аглофабриках..........................173
1. Организация эксплуатации оборудования . . .173
2. Организация ремонтов........................184
3. Основы безопасности труда в агломерационном
производстве ................................. 186
Глава IX. Технико-экономические показатели
производства агломерата........................194
1. Показатели работы агломерационных фабрик . 194
2. Себестоимость агломерата . . .............195-
Библиографический список.......................205
СПРАВОЧНИК СПЕЦИАЛИСТА
Валентин Игнатьевич ГУБАНОВ,
Александр Маркович ЦЕЙТЛИН
Справочник
рабочего-агломератчика
СПРАВОЧНИК
РАБОЧЕГО-АГЛОМЕРАТЧИКА
Редактор издательства Е. В. КУЗНЕЦОВ
Художественный редактор Ю. И. СМУРЫГИН
Технический редактор Н. А. СПЕРАНСКАЯ
Корректор В. А. Поткина
Переплет художника В. Б. ГОРДОН ИБ № 3517
Сдано в набор' 14.07.87. Подписано в печать 05,01.88.
ФБ00748. Формат 60х90‘/з2- Бумага тип. № 2.
Гарнитура литературная. Печать высокая.
Усл. п. л. 6,5. Усл. кр.-отт. 6,63. Уч. изд. л. 6,5.
Тираж 4170 экз. Заказ 3229. Цена 55 к. Изд. № 1717.
Ордена* Трудового Красного Знамени издательстзо
«Металлургия», 119857, Москва, Г-34, 2-й Обыденский
переулок, 14.
Типография издательства «Челябинский рабочий»,
454080, г. Челябинск, Свердловский проспект, 60.