Подготовка руды к плавке

Подготовка руды к плавке имеет большое значение, так как от этого зависит поступление сырья определенной крупности, равномерного химического состава. Подготовка руды к плавке способствует ускорению плавки, снижает расход кокса, повышает эффективность работы доменной печи и включает в себя:

дробление и измельчение кусков руды (оптимальные размеры 30...80 мм);

обогащение (гравитационное обогащение, магнитная сепарация, флотация, магнетизирующий обжиг);

окускование железорудного сырья (агломерация и получение окатышей).

Окускование железорудного сырья

Агломерация - это спекание мелкой и порошкообразной руды 40...50 %, мелкого кокса 4...6 %, измельченной извести 15...20 %, возврата мелкого агломерата 20…30 %.Хорошо измельченная шихта увлажняется (10 %). Спекание шихты производится на агломерационной машине при Т_сп = 1400...1500 °С. Подготовленную шихту направляют на спекание, осуществляемое на колосниковой решетке. Схема процесса представлена на рис. 1.1.

Под колосниковой решеткой создают разрежение около 7...10 кПа, в результате с поверхности в слой засасывается наружный воздух. Чтобы процесс начался, специальным зажигательным устройством нагревают до 1200...1300 °С и топливо воспламеняется. Горение поддерживается в результате просачивания атмосферного воздуха под действием разрежения. При достижении зоной горения “постели”, процесс спекания заканчивается. Он обычно продолжается 10...20 мин. В зоне горения температура достигает 1500 °С. Продукты сгорания отдают свое тепло нижним слоям и уходят с температурой около 60 °С ...150 °С. При агломерации образуются легкоплавкие соеди-нения, например - фаялит 2FeO ×SiO₂ ( tпл = 1205 °C), ферриты CaO× 2Fe₂O₃ (t = 1230 °С) и др. При этом они связывают более тугоплавкие и крупные компоненты руды. Агломерат обладает достаточной прочностью, высокой пористостью, хорошей восстанавливаемостью. При агломерации значительно выгорает сера и частично удаляется мышьяк, но фосфор не удаляется. Производительность агломерационных машин достигает 2...2,5 тыс. т агломерата в сутки.

Рис.1.1. Схема агломерационного процесса: 1 -колосниковая решетка; 2 – высота постели 30...35 мм, состоит из возврата крупностью 10...25 мм); 3 – шихта (250…350 мм)

Производство окатышей: суть этого способа заключается в перемешивании рудной мелочи и пыли с небольшим количеством дешевого тонкоизмельченного связующего, обычно глины и известняка. После увлажнения (8…10 %) эту смесь помещают в смеситель типа пустотелого барабана. Рудная шихта, вращаясь в барабане, пересыпается с места на место, слипается, образуя круглые окатыши размером 25…30 мм. Затем окатыши сушат или обжигают, чтобы сделать достаточно прочными для применения в доменных печах. Обжиг в восстановительной атмосфере позволяет частично восстановить окислы железа и повысить тем самым производительность доменных печей.