 |
|
Машини для окускування руди
Та продуктів її збагачення
Загальні відомості про окускування металургійної сировини.
Залучення в переробку бідних руд вимагає значного підвищення їхньої якості шляхом застосування багато-стадійних схем збагачення, пов'язаних з дуже тонким подрібненням й одержанням концентратів, непридатних для безпосереднього використання. Для більш ефектив-ного застосування тонкодисперсної сировини служать процеси окускування.
Окускуванням називаються процеси перетворення дрібних класів корисної копалини та її концентратів у шматки із заданими властивостями, що мають метою підготувати їх для більш ефективного подальшого використання.
Для руд подальшим використанням вважається металургійний переділ. Окускуванню в цьому випадку піддаються залізовмісні матеріали (рудний дріб'язок, тонкоподрібнені рудні концентрати, відходи металургійного виробництва) разом із паливом (дрібним коксом) і флюсами (вапняком й ін.).
Однією з основних причин необхідності окускування металургійної шихти є вимога забезпечення достатньої її газопроникності під час доменної плавки. Окускування сировини сприяє підвищенню газопроникності стовпа шихтових матеріалів у доменній печі за рахунок вільних проміжків між шматочками шихти, поліпшенню відбудовної здатності газового потоку, рівному ходу печі, зменшенню витрати палива, видаленню сірки, зменшенню виносу газовим потоком дрібних фракцій шихти з доменної печі. У результаті окускування сировини значно збільшується продуктивність доменних печей, скорочується витрата коксу й підвищується якість чавуну.
Таким чином, окускування корисних копалин дозволяє:
- поліпшити якісно-кількісні показники металургійних процесів, техніко-економічну ефективність й умови праці в промисловості;
- підвищити ресурси рудної сировини, що застосовується у доменному й сталеплавильному виробництвах, феросплавній промисловості й металургії кольорових металів;
- перетворити низькосортне паливо (наприклад, вугільний пил) у високоякісне.
Залежно від виду корисної копалини та її наступного переділу окускування здійснюється трьома основними способами: брикетуванням, агломерацією й огрудкуван-ням.
Обладнання для брикетування
Руд і концентратів
Особливості процесу брикетування.
Брикетування - це процес перетворення дрібнозерни-стих матеріалів у крупнокускові продукти (брикети) шляхом пресування. При цьому змінюється тільки крупність шматків і залежні від неї властивості матеріалу, а хімічний склад залишається незмінним. Форма брикетів визначається конфігурацією пресформи брикетного преса.
Від інших способів окускування брикетування відрізняється простотою процесу й дешевиною. Наприк-лад, для залізних руд собівартість продукції агломерацій-ного виробництва в порівнянні із брикетувальним вище на 20-70%, огрудкувальним - на 10-50%, витрати на пере-робку 1 т сировини - відповідно на 30-60% й 0-40%, питомі капітальні витрати - відповідно на 10-100% й 20-80%.
Процес брикетування широко застосовується для окускування вугільного дріб'язку. У кольоровій металургії його використовують у випадку непридатності по тим або іншим причинам агломерації. Брикетування руд і концентратів чорних металів носить поки обмежений характер у зв'язку з відсутністю достатньо продуктивного й ефективного пресового устаткування.
Разом з тим, брикетування руд і відходів металургійного виробництва - високоекономичний процес, здатний успішно конкурувати з агломерацією й огрудку-ванням. Використання брикетів у металургійному вироб-ництві дозволяє:
- підвищити потужність металургійних печей за рахунок більшої насипної густини брикетів у порівнянні із шихтою;
- забезпечити більш швидке протікання відбудовних процесів;
- знизити витрати електроенергії в електросталеплавиль-ному процесі й загальне споживання тепла;
- підвищити стабільність властивостей металу, що виплав-ляється, з одночасним збільшенням його добування;
- розширити сировинні ресурси металургійного переділу за рахунок використання відносно бідних руд, недефіцитних видів палива й вуглевмісних відходів виробництва;
- поліпшити умови праці обслуговуючого персоналу.
До переваг цього виду окускування слід віднести однакові форму й вагу брикетів, а також більш сприятливі санітарні умови їхнього виробництва в порівнянні з агломерацією й огрудкуванням.
До брикетів пред'являються різноманітні вимоги, продиктовані умовами їхнього транспортування, зберігання й наступного використання. До них відносяться:
- атмосферна стійкість (здатність не руйнуватися під впливом вологості повітря й температурних коливань);
- вологостійкість (мінімальне поглинання вологи й здат-ність не руйнуватися під впливом води);
- механічна міцність (здатність витримувати зовнішні механічні впливи без руйнування);
- термостійкість (здатність не руйнуватися в печі);
- газопроникність (вимірюється об’ємом газу, що прохо-дить через одиницю площі поверхні брикету в одиницю часу).
На процес брикетування впливають склад і властивості вихідного матеріалу, його вологість, крупність, температура після сушіння, питомий тиск і тривалість пресування.
Брикетування як технологічний процес окускування корисних копалин складається з наступних основних виробничих операцій:
- підготовка сировини до пресування: дроблення, просію-вання, подрібнення й сушіння; дозування й змішування компонентів брикетної шихти;
- пресування брикетної шихти;
- обробка сирих брикетів з метою найшвидшого їхнього затвердіння (охолодження, пропарювання, карбонізація, сушіння, відбудовний випал й ін.);
- складування й навантаження готових брикетів.
Залежно від способу зв'язування часток у брикеті розрізняють брикетування без зв'язувальних і з додаванням зв'язувальних речовин.
Без додавання зв'язувальних брикетують руди, до складу яких уже входять компоненти з в'язкими власти-востями (наприклад, глина). У цьому випадку частки в брикеті поєднуються під дією молекулярних сил зчеплен-ня, що виникають при пресуванні. Для одержання якісних брикетів величина тиску під час пресування повинна бути в межах 100-120 МПа.
Процес пресування без зв'язувальних речовин складається із двох стадій: стадії стиску матеріалу при наростанні тиску до максимуму й стадії деякого розширення готового брикету за рахунок пружності при знятті тиску.
Брикетування зі зв'язувальними речовинами забезпечує зчеплення часток завдяки склеюючій здатності добавок. В якості таких добавок використовують неорганічні й органічні речовини.
Для брикетування руд застосовують головним чином неорганічні зв'язувальні речовини, такі як цемент, вапно, глину, гранульовані доменні шлаки, чавунну стружку, гіпс, рідке скло й ін. Бажано, щоб зв'язувальна речовина виконувала при наступній доменній плавці роль флюсу або вуглецевого відновлювача заліза.
Брикетування зі зв'язувальними речовинами не вимагає високого тиску пресування (оптимальними вважаються величини 40-50 МПа). Крупність і гранулометричний склад вихідного матеріалу повинні відповідати умовам одержання якісних брикетів при мінімальній витраті зв'язувальної речовини. Якщо остання є флюсом або відновлювачем, то її витрата при брикетуванні визнача-ється, виходячи з вимог наступної плавки.
Брикетування тонкоподрібнених залізорудних концент-ратів є одним із засобів покриття дефіциту в мартенівських рудах.
Типова схема ланцюга апаратів для брикетування залізних руд наведена на рис. 3.1. Вихідний матеріал надходить у витратні бункери 1, обладнані дозаторами 2, звідки спрямовується на збірний конвеєр 3. Вапно перед надходженням у витратний бункер дробиться й подрібнюється в щоковій дробарці 4 і кульовому млині 5. Після дозування вапно разом з іншими матеріалами надходить на конвеєр 3. Далі шихта спрямовується для сухого перемішування в змішувач 6. У змішувачі 7 вона додатково перемішується, зволожуючись парою й водою. Підготовлена брикетна суміш транспортується у вальцьовий прес 8. Брикети з-під преса надходять на колосниковий грохот 9 для відсіювання дріб'язку. Сирі брикети для зміцнення спрямовуються в тунельну сушарку 10. Готові брикети через бункер 11 надходять на відвантаження споживачеві.