Главная


Металлургия черных металлов




Листать книгу
Листать
Страницы: 1 ... 19 ... 57 ... 95 ... 133 ... 171 ... 209 ... 247 ... 285 ... 323 ... 356
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37


скачать книгу Металлургия черных металлов




гка серебристый. Хороший кокс не пачкает рук, при уда­ре куска о твердую поверхность издается легкий звон. Куски кокса пористые, с трещинами на поверхности. Кокс плотнее и прочнее древесного угля. Для оценки качест­ва кокса принимают во внимание различные его свойст­ва. Содержание золы в коксе должно быть минимальным. Зола является не только балластом, уменьшающим со­держание углерода в коксе, но требует добавочного рас­хода известняка для ошлакования и дополнительного расхода тепла для расплавления шлака. Зола снижает прочность кокса. Среднее содержание золы в коксе 8— 12
...
Используемый в качестве топлива для доменной плавки природный газ имеет теплотворную способность 38
...
Подготовка железной руды к доменной плавке имеет большое значение. От тщательной подготовки сырья за­висит производительность печи, расход кокса, качество получаемого чугуна. Целью подготовки руды является: доведение содержания железа в концентрате до 64— 67
...
те качения вращающейся конусной головки по неподвиж­ной конусной воронке. При вращении эксцентрикового вала дробящий конус вместе с невращающимся верти-
...
кальным валом то приближается к поверхности непод­вижного конуса, то удаляется от нее, совершая круговое движение. При сближении поверхностей происходит раз­давливание кусков руды, а при удалении — просыпание руды вниз. Крупность кусков после дробления определя­ется величиной максимального зазора между дробящими
...
Рис. 3. Конусная дробилка для крупного дробления: / — дробящий конус; 2 — неподвижный конус; 3 — корпус
...
Измельчение осуществляется в шаровых мельницах. В шаровой мельнице (рис. 4) стальной барабан, футеро­ванный плитами, заполнен стальными шарами или стержнями. В барабан из­мельчаемую породу крупно­стью 5—12 мм вместе с во­дой подают через питатель, установленный в одном тор­це. При вращении барабана шары размалывают матери­альна мелкие фракции. Час­тоту вращения барабана
...
стержней в верхней части барабана отрывалась от основ­ной массы и при падении разрушала куски, а остальные шары перекатывались вниз и истирали измельчаемый материал. Через противоположный торец барабана
...
ется, мелкие фракции проходят в нижние отделения грохота, бо­лее крупные осыпаются с сетки в сборник. Расположение несколь­ких сеток с разным размером ячейки друг под другом позволя­ет разделять руду на несколько сортов. Барабанный грохот пред­ставляет собой пустотелый ци­линдр из сетки или нескольких сетчатых цилиндров, вставлен­ных друг в друга. При работе ба­рабанного грохота одновременно выделяется несколько- фракций различной крупности. Роликовый грохот состоит из системы вали­ков, вращающихся в подшипни­ках. На валики насажены диски так, что между дисками и вали­
...
передаются к концу грохота. По мере продвижения по грохоту происходит отсеивание мелочи. Особенно удобны роликовые грохоты для сор­тировки кокса — легкого и не очень прочного материала.
...
Для повышения содержания железа сырую железную руду подвергают обогащению, в процессе которого из руды удаляется пустая порода — хвосты, получают кон­центрат с более высоким содержанием железа, чем в исходной руде. Об эффективности обогащения судят ли­бо по выходу концентрата, либо по степени извлечения железа. Выход концентрата 7 = Р—0/(К—О)-100%, где Р, К, О — содержание железа соответственно в ис­ходной руде, концентрате и отходах — хвостах, %. Сте­пень извлечения железа г
...
Метод обогащения железных руд выбирается в зави­симости от физического состояния руды и железорудно­го материала. Существуют несколько видов обогащения.
...
В корытной мойке при помощи воды из руды вымы­вают песчаную или глинистую пустую породу. Корытная мойка (рис. 6) представляет собой желоб длиной до 8 и
...
шириной до 2,4 м. Внутри желоба помещены два шнека с набранными по спирали плитками. Желоб устанавли­вают под углом 5—10° к горизонту. В нижний конец желоба питателем непрерывно загружают руду, а с про­тивоположного конца подают воду. Вращающиеся • на­встречу друг другу шнеки перемещают руду вдоль жело­ба и разрушают непрочные включения пустой породы, которая взмучивается и уносится встречным потоком во­ды. Промытая руда выдается на верхнем конце желоба. Производительность корытной мойки составляет '—100 т/ч. При этом содержание железа в руде возра­стает с 38 до 45 %, при степени извлечения 85—89%. Бо-
...
/ — желоб для разгрузки руды; 2— питатель; 3 — кольцевой черпаковый эле­ватор; 4 — спираль; 5 — наклонный барабан; 6 — желоб для загрузки руды; 7 — горловина
...
Промывка бурых железняков позволяет повысить в них содержание железа с 38 до 43 %. Промывка желез­ных руд является простейшим способом обогащения. Однако промывку можно вести только при температурах >0°С.
...
Этот метод обогащения основан на использовании суспензии, плотность которой больше плотности пустой породы железной руды. Частички пустой породы всплы­вают на поверхность суспензии, а частички, содержащие железо, тонут на дне ванны. После разделения руды и пустой породы производится очистка руды от следов су­спензии. Обогащение производят в барабанных сепара­торах (рис. 7)
...
разной плотности разделяются в восходящем потоке во­ды. Тяжелые зерна поднимаются в потоке медленнее, чем легкие, а опускаются быстрее, поэтому они концент­рируются в нижней части машины, а более легкие в вер­хней.
...
Метод электромагнитного обогащения наиболее рас пространен в СССР. До 90 % железорудного концентра­та получают этим методом. Он основан на различной
...
магнитной проницаемости минералов. Этот метод приме­ним к магнитным железнякам. Используют мокрое, сухое или комбинированное (сухая сепарация с последующей-мокрой) магнитное обогащение. Методом мокрой маг­нитной сепарации в СССР обогащают более 75 % желез­ной руды. При мокром обогащении руду с водой (пуль­пу) подают в ванну под вращающийся барабан с элект­ромагнитом, который извлекает из пульпы ферромагнит­ные минералы. При сухом обогащении руду загружают на барабаны магнитных сепараторов. Используют маг­нитные сепараторы двух типов. Схема ленточного сухо­го сепаратора представлена на рис. 8. На питающую лен­ту подается из бункера шихта, магнитная фракция сни­мается лентой. Над нижней ветвью ленты внутри маши­ны установлены электромагниты. Частицы железной руды под действием магнитных сил прилипают к.ленте и пе­реносятся ею в бункер концентрата, а пустая порода сбрасывается с питающей ленты в отвальный бункер. Производительность такого сепаратора достигает 25 т/ч.
...
рез входной люк. Частицы оксидов железа под действи­ем магнитов, установленных в барабанах, прилипают к поверхности барабана и переносятся до разгрузочного лотка на левом барабане или до приемника первичного концентрата на правом барабане. Хвосты ссыпаются в приемник, пульпа сливается в коллектор. Очистка право-
...
го барабана производится смывной водой, а левого —-при помоши щеток. Производительность таких устано­вок достигает >400 т/ч при крупности кусков руды ~0—6 мм и частоте вращения барабана 20—30 мин-1. •Степень обогащения руды зависит от степени измельче­ния. Чем мельче помолота руда, тем выше степень обо­гащения. Хорошие результаты получаются при измель­чении руды <0,2 мм. В этом случае содержание железа в концентрате может достигать 60 %, выход концентрата 57 % и извлечение железа 85 %. С хвостами теряется 15 с^ исходного железа, содержание железа в отходах 13,0 %. Схемы обогащения железных руд могут включать несколько операций сухой и мокрой магнитной сепара­ции с промежуточной сортировкой.
...
Для обогащения немагнитных бурых и красных же­лезняков необходимо подвергнуть их сначала магнети­зирующему обжигу при 600—800 °С в печи с восстанови­тельной атмосферой. После такого обжига Ре203 частич­но переходит в магнитный оксид Ре304, и далее руда обогащается в магнитном сепараторе. Для магнетизиру­ющего обжига применяются вращающиеся трубчатые печи (рис. 10). Печь представляет собой цилиндр, по-
...
ставленный под углом 3—5° к горизонтали, вращающий­ся на опорных роликах. Диаметр цилиндра может быть до 5 м при длине 50—60 м. Сырую руду при помощи пи­тателя подают в верхний конец печи. Выгрузку руды про­изводят через нижний конец печи в охладительный ба-
...
рабан с водой. Нагрев осуществляют горелками, распо­ложенными в стенах печи по спирали. Доменный или ге­нераторный газ сжигают с некоторым недостатком воз­духа. Печь вращается с частотой 0,7—1,4 мин-1 и имеет производительность до 2000 т/сут.
...
Этот метод используется для обогащения марганце­вых руд и доводки до кондиции железорудных концен­тратов, а также для доизвлечения металла из хвостов магнитного и гравитационного обогащения.
...
Метод основан на поверхностных свойствах мине­рального сырья. Флотацию осуществляют в бетонирован­ных резервуарах, куда подают пульпу — раствор воды с тонкоизмельченной рудой с добавками пенообразова­телей и флотирующих веществ. Пульпу в резервуаре активно перемешивают пузырьками воздуха. Под влия­нием поверхностно-активных элементов частицы окси­дов железа прилипают к пузырькам газа. Раствор подби­рают такого состава, чтобы он не смачивал частиц же­лезной руды. Пустую породу, оседающую на дне резер­вуара, периодически убирают. Поднимающиеся частицы
...
руды удерживаются на поверхности ванны пеной и за­тем вместе с ней снимаются с поверхности. Далее руду извлекают из пены. Флотация окисленных железных руд позволяет получать концентрат с содержанием железа до 60 % при извлечении железа 78—92 %.
...
Для уменьшения степени неоднородности химическо­го и гранулометрического состава руды подвергаются ус­реднению на всех эта­
...
пах подачи и подготов­ки. Это осуществляется послойной загрузкой руды в бункера или в штабеля с последую­щим вертикальным
...
экскаватора или мощ­ного грейферного кра­на, как показано стрелкой на рис. 11. После усреднения железорудное сырье имеет отклонение по содержанию железа ±1,0 %•
...
В результате обогащения получают мелкий желез­ный концентрат, который не может использоваться в доменной печи. Мелкий порошок должен быть превращен в кусковой железорудный материал. Наиболее распро­страненным процессом окускования железных руд яв­ляется агломерация.
...
—агломерацией называется процесс окускования руд­ной мелочи концентратов и колошниковой пыли путем спекания. Целью агломерации является не только окус­кование руды, но и введение флюса, удаление серы и мышьяка для улучшения металлургических свойств .сырья. Наиболее производительным методом агломера­ции является спекание с просасыванием воздуха. Сущ­ность процесса агломерации заключается в следующем. Измельченные рудный концентрат или богатую желез­ную руду тщательно смешивают с колошниковой пылью,
...
мелким коксиком (^3 мм) и известняком, увлажняют и загружают в спекательный аппарат слоем 200—350 мм. Затем при помощи интенсивного источника поджигают топливо, находящееся в слое шихты. Через слой шихты эксгаустером, расположенным под агломерационным устройством, просасывается воздух. Горение, начавшись в верхнем слое шихты, постепенно распространяется на всю толщину и заканчивается у колосниковой решетки аппарата. При сгорании топлива температура достигает 1400 °С; этого достаточно для частичного сплавления ку­сочков шихты и спекания их между собой. После окон­чания процесса горения весь слой шихты представляет собой пористый, ноздреватый кусковой продукт. Для со­хранения колосниковой решетки и избежания потерь на решетку укладывают слой возврата агломерата («пос­тель») крупностью ~25 мм.
...
Для процесса спекания (агломерации) характерно следующее: 1)топливо сгорает без пламени; 2) воздух, поступающий для горения, проходит через слой раска­ленного агломерата и, охлаждая его, нагревается до температуры, близкой к температуре агломерата; 3) теп­ло от газов к шихте передается благодаря развитой по­верхности контакта.
...
1. Подготовительная. После воспламенения топлива на поверхности слоя шихты горячие газы проходят через холодный слой шихты вниз и отдают ей свое тепло. Испа­ряющаяся из верхних слоев влага конденсируется в хо­лодных нижних слоях. По мере опускания вниз зоны спекания количество влаги в нижних слоях шихты уве­личивается. Верхние слои все более подсушиваются, на­греваются газами и теплом, поступающим от приближа­ющейся зоны спекания, до температуры воспламенения топлива. Начинается вторая стадия агломерации.
...
2. Стадия сгорания. Топливо воспламеняется, частич­но восстанавливаются оксиды железа, образуются жид­кие фазы, оплавляющие отдельные твердые частички же­лезной руды. Сгорание топлива в слое шихты существен­но отличается от горения угля или кокса в топке. Если в обычной топке углерод полностью сгорает до СОг, то на ленте агломерационной машины появляются значитель­ные количества СО.
...
жидкой фазы. Спекшийся материал охлаждается холод­ным воздухом, поступающим сверху. При агломерации протекают следующие химические процессы:
...
При высокой температуре происходит взаимодейст­вие магнитного оксида железа с кремнеземом по реак­ции: 2ре804+38Юа+2С = 3 (2РеО • БЮг) + 2СО.
...
Образующийся фаялит 2РеО-5Ю2 имеет температу­ру плавления 1265°С. При добавке известняка образу­ются железо-кальциевые оливины (СаО)*-Ре02_;с5Ю2 с температурой плавления 1130°С и другие легкоплавкие образования, которые сваривают более тугоплавкие твер­дые частицы между собой. Около 95
...
Основными минералами, входящими в состав агло­мерата, являются магнетит Ре304, гематит Р203, оксид железа РеО и металлическое железо, образование кото­рого возможно при большом избытке топлива в шихте, алюмосиликаты, силикаты, фаялит.
...
Основная задача при подготовке шихты заключается в выборе оптимальных значений крупности материалов и степени увлажнения, необходимых для создания хо­рошей газопроницаемости шихты. Это обеспечивает про­изводство пористого и прочного агломерата. При плохой газопроницаемости количество воздуха, поступающего в зону сгорания, становится недостаточным, начавшееся горение идет вяло и даже может совсем прекратиться. Выделяющегося тепла будет недостаточно для образо­вания жидкой фазы и агломерат не образуется.
...
ды между зернами становятся шире и газопроницаемость шихты улучшается. На газопроницаемость влияет и ко­личество влаги. При увлажнении образуются комочки шихты. Чем больше влаги, тем больше комочков. Но увеличение влажности выше критического предела вы­зывает разрушение образовавшихся комочков, снижение газопроницаемости. Количество добавляемой влаги за­висит от физических свойств шихты. Для плотных руд влаги требуется меньше, для мягких руд — больше; для мелкой руды влаги добавляют больше, для более круп­ной—меньше. Для магнетитовых и мартито-гематитовых руд оптимальное количество влаги составляет 9 %, для бурых железняков 28 %. Крупность шихты может изме­няться от 0,1 до 10—12 мм.
...
Шихта для агломерации имеет следующий примерный состав, %: 40—50 % руды (концентрата) фракции (0— 8 мм); 15—20% известняка (0—2 мм); 20—30 % воз­врата агломерата (0—30 мм); 4—6 % коксика (0,1—3,0 мм); 6—9 % воды.
...
Оптимальное содержание топлива в шихте определя­ется качеством рудного сырья (для магнетито-гематито-вых руд 5—6%, для бурых железняков 9—10%). При недостатке топлива агломерат содержит небольшое ко­личество РеО — такой агломерат хорошо восстанавлива­ется, но механически непрочен. При высоком расходе топлива и при большом количестве кремнезема в шихте получается оплавленный агломерат с высоким содержа­нием РеО. Такой агломерат прочный, но хуже восстано­вим.
...
Спекание агломерата производится на ленточных ма­шинах. Схема машины представлена на рис. 12. Основ­ная часть машины — бесконечная лента, составленная из тележек-паллет. На машине АКМ-312 установлено 130 тележек. Паллета — это ящик на роликах с двумя бортами по краям и дном в виде колосниковой решетки. Паллеты движутся по рельсам. Движение паллет проис­ходит при помощи пары ведущих зубчатых колес, кото­рые захватывают своими зубьями паллету снизу, вытал­кивают ее наверх и толкают до тех пор, пока зубья ко­лес остаются сцепленными с роликами паллеты. При этом каждая предыдущая паллета толкает последующую. Скорость движения паллет составляет 3,2—8,0 м/мин. Движение зубчатых колес создает нажим одной паллеты
...
на другую, что устраняет возникновение зазора между паллетами. В разгрузочной части машины ролики палле­ты переходят на нижний рельсовый путь и тележка ка­тится к зубчатым колесам под действием собственного-веса под уклон.
...
разрежение 16 кПа. Уплотнение между паллетой и коро­бом создается с помощью полоза паллеты, расположен­ным с внутренней стороны по отношению к роликам, ко­торый скользит по пластине гидравлического уплотнения вакуум-камеры, прижимаемой к полозу резинотканевым шлангом, наполненным водой под давлением и находя­щимся внутри пластины. Применяют также пружинные уплотнения. Сверху над лентой расположены два бунке­ра питателя: первый — для загрузки постели из возвра­та агломерата и второй—по ходу ленты основной шихто­вой бункер. Рядом располагается зажигательный горв для поджигания шихты. В кожухе горна имеется не­сколько газовых горелок по всей ширине паллеты.
...
Агломерационные машины имеют площадь спекания до 800 м2 с шириной паллет до 8 м. Длина машины АКМ-800 достигает 102 м при скорости движения до 2—12 м/мин. Производительность таких машин достигает 30000 т агломерата в сутки. Эксгаустеры для откачки воздуха, обслуживающие машины, имеют производитель­ность до 9000 м3/мин при разрежении 7,8—9,8 кПа. Аг­ломерационная фабрика представляет собой сложное сооружение, включающее систему подачи руды и кокса, помольное, сортировочное, смесительное отделения. Все
...
работы на фабрике механизированы. Грузопотоки мате­риалов следуют по транспортерам (рис. 13). Железная руда, концентрат и возврат крупностью не более 8—10 мм поступают в шихтовые бункера смесительного отде­ления аглофабрики. Коксик, известняк предварительно дробят до 0—3 мм. Затем при помощи дозаторов опреде-
...
/ — шихтовые буикера; 2 — транспортер; 3— барабанный смеситель; 4 — агломашнна; 5 — барабаииый окомкователь; 6—эксгаустер; 7 — зажигательный гори; 8— слой спекаемой шихты; 9 — грохот
...
ленные порции составляющих шихты поступают на тран­спортер и далее загружаются в барабанный смеситель, в котором шихта увлажняется и перемешивается. Затем шихта поступает в барабанный окомкователь, в котором она приобретает зернистую структуру. После окомкова-ния шихта подается в бункера агломерационной маши­ны, откуда она равномерным слоем ложится на паллеты. Предварительно на паллеты укладывают шихту из воз­врата агломерата, что называется постелью. В тот мо­мент, когда паллета продвигается под зажигательным горном, поджигается шихта, и в то же время паллета оказывается над вакуум-камерой. Отходящие газы очи-щаіот от пыли до 0,15 г/м3. После того как агломерат готов, он некоторое время движется на паллетах машины и через него просасывается воздух, ускоряя его охлаж­дение. В момент, когда зона горения достигает слоя по­стели, паллета выходит в закругление разгрузочной части ленты и опрокидывается.
...
Рис. 13. Схема технологического процесса аглофабрики:
...
Пирог готового агломерата выгружается на стацио­нарный колосниковый грохот, где он разделяется на фракции. Фракции с размером более 10 мм направляют в доменный цех, более мелкие возвращаются для агло­мерации. Для получения однородного агломерата по всей высоте слоя, уложенного на решетку паллеты, в нижний слой шихты вводят меньшее количество коксика. Для повышения прочности агломерата применяют нагретый воздух. На ряде установок агломерат охлаждают в спе­циальных круглых (кольцевых) или линейных (ленточ­ных) охладителях.
...
В зависимости от назначения различают несколько видов агломерата. Марганцовистый получают с добавка­ми марганцевой руды. Применение такого агломерата сокращает расход марганцевой руды в доменной печи благодаря уменьшению ее выноса из печи, повышается степень восстановления марганца, улучшаются условия спекания. Марганцевый агломерат применяют при про­изводстве чугуна с повышенным содержанием марганца.
...
Офлюсованный агломерат (основной вид агломерата) получают в результате добавки к шихте для агломера­ции известняка для полного офлюсования содержащейся в агломерате кремнекислоты. Применение офлюсован­ного агломерата дает большой эффект. Во-первых, в до­менной печи исключается процесс разложения известня­ка, сокращается расход топлива и тепла на разложение СаС03, а также на реакцию восстановления СОг. Во-вто­рых, улучшается восстановимость агломерата, так как известь образует с кремнеземом силикаты, освобождая оксиды железа из химических соединений. В-третьих, уменьшается объем материалов, загружаемых в домен­ную печь. В-четвертых, улучшаются условия шлакообра­зования в доменной печи благодаря равномерному рас­пределению шлакообразующих в кусках агломерата, что способствует более ровному сходу материалов.
...
Добавка в агломерационную шихту известняка улуч­шает спекание материала, так как выделяющаяся при разложении известняка СОг разрыхляет слой шихты и улучшает газопроницаемость. Это особенно важно при спекании мелких концентратов.
...
При переходе с обычного агломерата на офлюсован­ный расход известняка уменьшился с 322 до 70 кг, рас­ход кокса на 11 %, а производительность печи возросла
...




Зварювальні матеріали
Контактная сварка
Термическая обработка в машиностроении: Справочник
Металлургия черных металлов