Металлургические свойства окатышей. Прочность окатышей.Обожженные окатыши должны сохранять свою прочность от момента схода с обжиговой машины до загрузки в доменную печь

Прочность окатышей.Обожженные окатыши должны сохранять свою прочность от момента схода с обжиговой машины до загрузки в доменную печь. Для окатышей важна не только нагрузка, при которой происходит их разрушение, но и крупность получаемых кусков. В частности, в ДП нежелательно загружать куски <3-5мм.

Прочность окатышей обычно оценивается двумя показателями: прочностью при испытании на раздавливание (Р/окатыш) и выходом мелкой фракции (0,5-0,6 мм) после испытания на истирание в барабане (гладком или с двумя-тремя полками). Первое испытание дает большой разброс значений (среднеквадратичное отклонение равно половине средней величины), поэтому для испытания следует отбирать не менее 40-50 образцов.

На прочностные свойства окатышей влияет ряд технологических факторов. Из них основным является температура обжига,которая в значительной степени интенсифицирует процесс спекания, благоприятно влияя на свойства расплава, образующегося при обжиге. Температурная зависимость прочности имеет экстремальный характер. При превышении температурного оптимума (не одинакового для различных окатышей) наблюдается некоторое снижение прочности. Причинами этого явления считают диссоциацию гематита с образованием неоднородной структуры окатышей, а также образование чрезмерного количества расплава.

Определенную роль в упрочнении играет и время пребывания окатышей при температуре обжига. Наиболее интенсивно упрочнение протекает в первые 5-20 мин. Затем этот процесс замедляется и возможно даже некоторое снижение прочности окатышей, что объясняется рекристаллизацией зерен оксидов железа, приводящей к уменьшению протяженности межзеренных границ.

На прочность окатышей влияет ход процесса окисления оксидов железа. Установлено, что при окислении оксидов железа скорость уплотнения магнетита снижается, свидетельствуя об уменьшении скорости спекания и упрочнения образцов. Таким образом, целесообразно разделить процессы окисления и спекания, проводя низкотемпературное окисление (при 900-1000 °С). Для этоо необходимо поддерживать небольшой скорость подогрева окатышей (80-120°С/мин). Однако между прочностью окатышей и степенью их окисления нет определенной зависимости….

Воздействие на прочностные свойства окатышей оказывает и скорость охлаждения. При высоких скоростях охлаждения (более 100-150 °С/мин) прочность окатышей снижается, что обусловлено развитием термических напряжений.

На прочность окатышей влияют количество и состав пустой породы, от которых зависят количество и свойства расплава, образующегося при обжиге окатышей. Влияние количества пустой породы на прочность офлюсованных окатышей более сложное: степень офлюсования окатышей должна значительнее влиять на прочность окатышей при малом количестве пустой породы, т.е. ри обжиге окатышей из богатых железорудных концентратов….

В последнее время в качестве флюса иногда используют доломит, что благотворно влияет на удаление серы при обжиге \. Кроме того, в окатышах, офлюсованных доломитом, резко снижается количество свободной извести, которая может привести к разрушению окатышей при гидратации. Замена известняка доломитом приводит к уменьшению количества расплава, т.е. дает возможность поднять температуру обжига. Использование магнезии приводит также к снижению содержания гематита, а следовательно, и к увеличению горячей прочности окатышей…

Прочность окатышей при восстановлении. При восстановлении прочность железорудных окатышей существенно снижается. До настоящего времени нет единой методики определения прочности окатышей при их восстановлении. Наиболее простой метод сводится к определению раздавливающего усилия на восстановленный до определенной степени горячий или охлажденный окатыш и оценке выхода мелочи после разрушения….

Восстановимость. Восстановимость окатышей меняется в зависимости от их структуры и состава, что в свою очередь определяется режимом обжига. Наилучшей восстановимостью обладают окатыши, обожженные при 1000-1150 °С. В этих условиях упрочнение окатышей осуществляется исключительно по твердофазному механизму…

Качество окатышей характеризуется их

· гранулометрическим составом – 97-95% 10-20мм и 3-5% 0-6мм,

· прочностью (измеряется усилием, необходимым для раздавливания) 1,5-2,5кН/окатыш

· восстановимостью.

На прочность оказывает влияние

· температура обжига (см предыдущий вопрос)

· время пребывания в зоне обжига. наиболее интенсивно упрочнение происходит в первые 5-20мин, затем процесс замедляется и возможно даже уменьшение прочности.

· ход процесса окисления. При окисления окислов железа скорость уплотнения магнетита снижается. Поэтому целесообразно разделить процессы окисления и спекания проводя низкотемпературное окисление при t=900-1000°С. Для этого поддерживают небольшую скорость подогрева окатышей (80-120°С/мин)

· скорость охлаждения. При высоких скоростях охлаждения прочность снижается, что объясняется развитием термических напряжений.

· Степень офлюсованности. Зависимость имеет экстремальный характер.

Восстановимость окатышей также определяется режимом обжига.

Наилучшей восстановимостью обладают окатыши, обожженные при t=1000-1150°С. Этих условиях упрочнение осуществляется по твердофазному механизму. Рудный минерал представлен в основном гематитом. Окатыш имеет пористую неоплавленную структуру. однако прочность таких окатышей низкая и поэтому такой режим не применяется.

Решающую роль играет удельная поверхность пор, а также размер окатышей При увеличении размеров восстановимость падает, особенно при диаметре большем 16-18мм.