Московський Державний Вечірній Металургійний Інститут
Кафедра: «Обробка металів тиском та металургійного обладнання».
На тему: «Технологічний процес виробництва окатишів».
Керівник
Панасюк В.Ф.
Москва 2004р.
ВСТУП.
До кінця нинішнього століття благополучно затихли суперечки про суперництво різних схем металургії, де часто пророкували занепад доменного виробництва. Однак, доменна піч була і залишається надзвичайно ефективним агрегатом для виробництва чавуну, а для досягнення стабільних високих результатів потрібна підготовлену сировину. У Росії частка окатишів в загальному обсязі окускованного сировини становить у середньому 30%. Високий інтерес країн з розвиненою металургією до залізорудних котунів, як до одного з основних видів сировини для доменного виробництва, так, наприклад, у Швеції до 100% окатишів становлять залізорудну частина доменної шихти, у США і Канаді - 70-80%.
Зараз металурги розглядають залізорудні окатиші з точки зору якісної сировини, що наближається по однорідності властивостей до агломерату, а також з позицій перспективності сировини, здатного транспортуватися на будь-які відстані без втрат ними металургійних властивостей. З іншого боку, фабрики з виробництва окатишів відчувають труднощі, пов'язані з відсутністю або низькою якістю бентоніту, підвищує властивості сирих котунів і їх термостійкість.
Обливання (або виробництво окатишів) є порівняно новим, швидко развирается способом згрудкування рудних матеріалів. Обливання називають процес отримання окатишів з вологих концентратів в окомкователях з наступним сушінням і зміцнюючих випаленням котунів у випалювальних агрегатах.
Окатиші - рудний матеріал, отриманий з дрібної (пилоподібної) руди або тонкоподрібнений концентратів, у вигляді кулястих гранул діаметром 2-3 до 30 мм (звичайно 10-15 мм). Залізорудний окатиші застосовуються головним чином в доменній плавці.
ТЕХНОЛОГІЯ виробництва окатишів.
Окатиші.
Окатиші - тверді кулясті тіла, одержані шляхом огрудкування тонкоподрібнений рудних матеріалів з добавкою в'яжучих речовин з флюсами або без них з подальшим зміцненням способами випалу, цементації або автоклавування.
За співвідношенням вмісту основних і кислих порід (основності) окатиші поділяють на отфлюсованние (частково або повністю) і неотфлюсованние (окислені). Виробництво окислених окатишів включає окомкование шихти (одержання сирих котунів) в барабанних, тарілчастих або чашевих окомкователях і зміцнення їх випалюванням або невипаленними методами. У залежності від використання добавок розрізняють залізорудний, железномарганцевие, железнонікелевие та інші окатиші. Залізорудний окатиші, в яких частина оксидів заліза (до 95%) відновлена до металу, називаються металізовані (використовуються, головним чином, в електросталеплавильних печах для отримання якісної сталі).
Якість окатишів висловлюють великим переліком показників, що відображають їх властивості та функціональні ознаки. Зазвичай їх групують на наступні чотири ознаки: 1) хіміко-мінеральний склад; 2) механічні властивості; 3) фізико-хімічні властивості і 4) стабільність якісних параметрів.
За хіміко-мінеральному складу окатиші ділять на неотфлюсованние, отфлюсованние і доломітізірованний.
Параметрами якості, що виражають механічні властивості котунів є: крупність, міцність на разрушаємость і стиранні, зміст лімітуються класу <5мм і пористість.
До групи фізико-хімічних властивостей входять наступні ознаки: 1) відновлюваність; 2) міцність при відновленні (при різних температурах: а - 600-800 o С; б - 800-950 o С); 3) газодинамічні властивості розплаву, вимірювані шляхом перепаду тиску при відновленні; 4) размягчаемость; 5) набухає.
Стабільність якісних параметрів оцінюють за їх колебаемості, яку регламентують зазначенням двох величин: межами коливань (±% від середнього значення) і кількість проб, що укладаються в позначені межі.
Технологія виробництва окатишів.
Основні операції технологічного процесу такі:
Для виробництва окатишів в цеху використовують залізорудний концентрат, доломітізірованний вапняк, глину бентонітові, активоване торф і газоподібне паливо.
Підготовка концентрату.
Пульпа подається за пульпопроводу, магнітно флокируй і надходить у згущувачі, де. зважені тверді частинки (із вмістом твердого 30 ... 45%) осідають на дно і згрібати до центру розвантажувальної воронки. Згущений продукт-пульпа з щільністю 55 ... 65%. видаляється з дна згущувача насосами і розмагнічується. Потім переганяється в резервуари з механічними мішалками для усереднення. З резервуарів насосами пульпа переганяється в розподільник примусової подачі. Для підтримки постійного тиску в розподільнику приводи насосів мають безступінчасте регулювання.
Подача пульпи на фільтр регулюється автоматично, так щоб кількість надходить пульпи відповідало продуктивності фільтру. Для кожної технологічної лінії передбачено 10 фільтрів, у тому числі один резервний. Вологість кеку становить 9.5%. Концентрат подається в дозувальні бункери, а розподіл по бункерах проводиться за допомогою плужковими скидачів.
Дозування і змішування компонентів шихти.
Концентрат, вапняк, бентоніт і торф за допомогою автоматичних весодозаторов видаються на збірний конвеєр в заданій пропорції. Змішування здійснюється в роторному змішувачі, встановленому на стрічці, а потім однорідна шихта надходить в барабанні окомкователті.
Окомкование шихти.
За рахунок перекочування матеріалів і поверхневого натягу води, що впорскується для регулювання процесу огрудкування в барабані. Зростання розміру гранул припиняється, коли в барабані не залишається дрібних частинок. Подальше перекочування матеріалу в окомкователе забезпечує механічне ущільнення окатишів, для транспортування, завантаження на гратах і теплової обробки на ній без руйнування. Для отримання нео6ходімой вологості шихти, передбачається подача води в окомкователь.
Після огрудкування окатиші проходять грохочення на роликовому гуркоті з поділом на 2 класи: мінус 9,5 мм і плюс 9,5 мм.
Окатиші з розміром менше 9,5 мм стрічковими конвеєрами повертаються в окомкователь для подальшої доробки.
Сирі окатиші розміром більше 9,5 мм. подаються на роликовий грохотукладчік за допомогою якого здійснюється додатково відділення дрібниці і укладання кондиційних окатишів на колосники рухається решітки рівномірним шаром заввишки близько 180 мм.
Дрібниця після роликового укладальника повертається на конвеєр концентрату після фільтрів.
Сушіння і попередній нагрів окатишів здійснюється на рухомій колосникових гратах. Окатиші проходять три зони: сушіння у висхідному потоці, сушка в низхідному потоці і попередній підігрів в низхідним потоком. При сушінні у висхідному потоці гарячі гази з температурою 400 o С нагнітаються в шар окатишів знизу, випарюють з окатишів вологу і нагрівають шар до середньої температури приблизно 230 o С. Зволожені гази, які вилітають шар після сушіння у висхідному потоці, охолоджуються в шарі приблизно до 93 o С і після очищення пилу до санітарних норм викидаються в атмосферу. При сушці в низхідному потоці гази з t 400 o С просмоктується через шар зверху вниз. Метою цієї операції є забезпечення видалення вологи з верхнього шару котунів для запобігання руйнування їх в зоні попереднього нагрівання. При попередньому нагріванні гази з температурою 1040 ....... 1050 o С просмоктується через шар зверху вниз. Метою цієї операції є отримання необхідної міцності котунів, при якій вони можуть бути піддані випалюванню у обертової печі без помітного руйнування. Середня температура окатишів після решітки -980 o С. Теплова обробка окатишів на решітці здійснюється гарячими газами, що відходять з обертової печі. Перекачування газів по зоні решітки здійснюється трьома технологічними вентиляторами, з яких два просмоктується газ зверху вниз через шар окатишів в зоні попереднього нагрівання, сушіння низхідним потоком і подають його в зону сушіння висхідним потоком і один вентилятор відсмоктує газ з ковпака зазначеної зони. Схемою передбачена можливість скидання надлишків газу, що надходить з обертової печі в зону попереднього нагріву і подається в зону висхідним потоком (байпасна система).
Решітка оснащена проміжної сухий газоочисткою, встановленої перед вентиляторами зони попереднього нагріву (циклони), мокрого очищення (скрубер) перед скидним вентилятором зони сушіння висхідним потоком.
Випал окатишів здійснюється під обертової печі діаметром -
6700 мм, довжиною - 45720 мм. Для випалу застосовується природний газ, який спалюється в торцевій пальнику, встановленої на розвантажувальному кінці печі. Випал окатишів в печі відбувається за рахунок випромінювання факела пальника і розпеченій футіровкі печі, а також конвекційного теплообміну між газовим потоком циркулюючим протитечії, через піч, вогнетривкої футіровкой і поверхнею шару котунів.
Піч обладнана вентилятором для подачі повітря на спалювання газу і газорегуляторній станцією, що забезпечує тиск газу перед пальником не більше 2кг/cм2. Окатиші переміщаються уздовж печі за рахунок її обертання, при цьому відбувається постійне пересипання шару котунів і рівномірний їх випалення при оптимальній температурі 1260 + 15-30 o С.
Після печі окатиші потрапляють на станційний охолоджений гуркіт, за допомогою якого віддаляються СПеКи окатишів або настил з обертової печі крупністю 200 мм і більше.
Після грохочення окатиші подаються на охолодження в кільцевій охолоджувач. Кільцевій охолоджувач являє собою грати у формі кільця шириною 3111.5 мм та середній діаметр (напів сумою зовнішнього
і внутрішнього діаметрів) 20116.8 мм. У завантажувальної частини охолоджувача встановлена Розрівнювальна стінка для формування рівномірного шару котунів висотою 762 мм. Охолоджувач має привід безступінчатого регулювання швидкості, за рахунок чого здійснюється автоматичне регулювання висоти шару котунів. Охолоджувач обертається в горизонтальній площині і конструктивно розділений на три зони: робоча зона, де відбувається охолодження котунів, становить 303 градуси кола; завантажувальна зона - дуга в 25 градусів, розвантажувальна зона-дуга в 32 градуси.
Охолодження окатишів здійснюється продуву холодного повітря знизу вгору.
Робоча зона підрозділяється, у свою чергу, на дві зони: зона рекупераціонного охолодження, в якій від окатишів відбирається 70 .... 80% тепла і зона остаточного охолодження, в якій температура окатишів доводиться до 120 o С. Із зони рекупераціонного охолодження нагріте повітря передається у обертову піч частково через завантажувальний жолоб охолоджувача і частково за окремим газопроводу, що з'єднує звід рекупераціонной зони охолодження з розвантажувальної частиною печі.
Із зони остаточного охолодження гази скидаються в атмосферу без попереднього очищення з вмістом пилу не більше 60 мг / м 3. Забір охолоджуючого повітря здійснюється з атмосфери. Роботу кільцевого охолоджувача забезпечують два охолоджуючих вентилятора, по одному на кожну зону охолодження.
Охолоджені окатиші подаються на віброживильники-гуркіт, де виробляється відділення класу плюс 50 мм, який забирається пластинчастим конвеєром через спеціальний жолоб, за межі цеху у відкритий штабель. Клас мінус 50 мм (кондиційні окатиші), системою стрічкових конвеєрів транспортується на склад або на відвантаження. Схемою вантажопотоків передбачається можливість подачі окатишів на склад, безпосередньо на завантаження в баржі або в залізничні вагони, а також одночасна подача окатишів на навантаження безпосередньо з фабрики та зі складу у залізничні вагони або в баржі.
Укладання готових котунів на склад та відвантаження його зі складу здійснюється відповідно одноконсольним штабелеукладчиков і роторним заборщіком підлогового типу на рейковому ходу імпортної поставки.
МАШИНИ І АГРЕГАТИ фабрики з виробництва окатишів.
Пристрій фабрики з виробництва окатишів.
Фабрика з виробництва залізорудних окатишів складається з відділень підготовки шихти, огрудкування і обпалювальне. Транспортний зв'язок між машинами та агрегатами відділень здійснюється стрічковими конвеєрами. Основним компонентом для виробництва котунів є тонко подрібнений вологий концентрат. Перевезення його звичайним залізничним транспортом пов'язана з істотними труднощами при розвантаженні, особливо в зимовий час. Тому фабрики окатишів прагнуть розташовувати безпосередньо поблизу від збагачувальних фабрик, що дозволяє видається ними концентрат направляти на окомкование конвеєрним транспортом.
Рис.1. Принципова схема виробництва окатишів.
1 - бункера, 2 - живильники, 3 - конвеєр, 4 - змішувальний барабан,
5 - конвеєр, 6 - чашевий окомкователь, 7 - бункер, 8 - живильник,
9 - конвеєр, 10 - укладальник, 11 - живильник, 12 - машина упрочняюще-відновного випалу, 13 - гуркіт.
Холодні окатиші мають високу міцність, що дозволяє їх транспортувати на великі відстані до доменних цехах. Принципова схема технологічного процесу представлена на Мал. 1. Концентрат, вапняк і повернення надходять в бункера 1, звідки живильниками 2 в певних співвідношеннях видаються на конвеєр 3, спрямовує шихтові матеріали в змішувальний барабан 4, по виході з якого шихта конвеєром 5 транспортується в гранулятор 6. Перед окомкователем до шихти додають бентоніт, що подається з бункера 7 живильником 8. У окомкователе відбувається утворення окатишів, чому значною мірою сприяє вода, що подається в гранулятор через розпилюють форсунку. Вихідні з окомкователя сирі окатиші транспортуються конвеєром 9 до укладальникові 10. За допомогою укладальника окатиші подаються в живильник 11, який завантажує їх на машину 12 зміцнюючого або упрочняюще-відновного випалу. Після охолодження готові окатиші перед відправкою на склад піддаються розсіву на гуркоті 13.
Гранулятори.
РИС. 2. Схеми процесів утворення окатишів в барабанному (а)
і чашевом (б) грануляторах.
Під обертовий барабан (чашу) безперервно подається шихта, яка в присутності розпиленої води огрудковується, перетворюючись на круглі
тіла - окатиші. У міру переміщення в барабані (чаші) окатиші збільшуються в діаметрі, виходять з барабана через розвантажувальний отвір (пересипаються через борт чаші) в розвантажувальний латок і з нього надходять на стрічковий конвеєр.
На Мал. 3 показані механізми обертання і нахилу чаші чашевого гранулятора, який складається з чаші, приводу, опори, рами, механізмів обертання, нахилу і очищення.
РИС. 3. Механізми обертання і нахилу чаші чашевого гранулятора:
1 - чаша; 2 - обертається вісь; 3 - опора, 4 - електродвигун постійного струму; 5 - муфта; 6 - конічної-циліндричний редуктор; 6а - шестірня;
7 - зубчастий вінець, 8 - валики; 9 - дві стійки; 10 - поперечна балка;
11 - лоток; 12 - конвеєр, 13 а - тяга-гвинт; 13 б - тяга гвинтова пара;
13 у - черв'ячна передача.
Чаша 1 зварної конструкції виконана для зручності транспортування з двох половин, з'єднаних між собою болтами. Опора 3 являє собою жорстку зварну раму зі змонтованої в ній на підшипниках кочення обертається віссю 2, на верхньому конічному хвостовику якої нерухомо закріплена чаша 1. Осьові зусилля сприймають встановлені в нижній частині рами упорні підшипники.
Привід обертання чаші, змонтованої на опорі 3, складається з електродвигуна 4 постійного струму, муфти 5, конічної-циліндричного редуктора 6 і тахогенератора, пов'язаного з валом електродвигуна кінематичної зубчастою передачею. На вихідному валу редуктора розташована шестерня 6а, що знаходиться в зачепленні з зубчастим вінцем 7, який закріплений на чаші і обертає її при включенні електродвигуна. Опора 3 валиками 8 шарнірно закріплена на рамі, що складається з двох
стійок 9, які жорстко з'єднані між собою поперечною балкою 10.
Механізм нахилу чаші складається з тяги-Вінта 13а, що зв'язує між собою балку 10 і частина опори 3, до яких шарнірно прикріплені тяги гвинтової пари 13б і черв'ячної передачі 13в. При обертанні валу черв'яка вручну гвинт, пов'язаний гайкою з черв'ячним колесом, здійснює поступальний рух, змінюючи кут нахилу чаші.
Внутрішню поверхню борту і днища чаші очищають від налиплого матеріалу механізмом очищення, що складається з бічного і шести регульованих радіальних ножів.
Зволоження надходить у чашу шихти виробляють форсунками з індивідуальними трубопроводами, виконаними у вигляді гнучких шлангів з вентилями для регулювання витрати води.
З чаші готові окатиші вивантажують на конвеєр 12 за допомогою лотка 11, прикріпленого до каркасу. Потужність двигуна обертання чаші 95 кВт. Швидкість обертання чаші 6 - 9 об / хв. Продуктивність гранулятора 30-40 т / ч.
Окатиші обпалюють на конвеєрних випалювальних машинах, в агрегатах грати - трубчаста піч або в шахтних печах. Шахтні печі почали отримувати промислове застосування тільки в останні роки.
Конвеєрна обпалювальна машина.
Конвеєрна обпалювальна машина по своєму пристрою подібна агломераційної машині, але на відміну від неї має більш низький вакуум під гратами через високу газопроникності шару котунів і розподілену по довжині на технологічні зони стрічку; перша відмінність машини дозволяє замість ексгаустерів використовувати високотемпературні вентилятори.
Через більш високе нагрівання колосникових грат візків вона розділена по висоті на дві частини: подколосніковие балки і колосники.
РИС. 4. Технологічна схема процесу випалу окатишів на конвеєрній обпалювальне машині:
1 - зона сушіння; 2 - зона нагріву; 3 - перша зона випалу; 4 - друга зона випалу; 5 - зона охолодження; 6 - гази, що відходять в зону нагрівання; 7 - підсмоктування холодного повітря з атмосфери; 8 - гази, що відходять в зону сушіння ; 9 - гази, що відходять в димову трубу.
На Мал. 4 представлена технологічна схема конвеєрної обпалювальне машини. Машина забезпечена верхніми укриттями-камерами, відповідними технологічним зонах: зонам сушіння й нагрівання, першої та другої зон випалу та зону охолодження.
Випал окатишів виробляють продуктами горіння газу, що спалюється за допомогою газових пальників, встановлених в укриттях-камерах зон випалу. Відходять гази з другої зони випалу надходять в зону сушіння, а із зони охолодження - в зону нагрівання.
Для безперервної подачі на випалювальну машину сирих котунів застосовують роликові живильники. Живильник являє собою конвеєр з гладкими роликами, що обертаються в одну сторону.
Дуже широко застосовуються хитні живильники-укладальники, за допомогою яких сирі окатиші рівномірно розподіляються по ширині роликових живильників або колосникових решіток випалювальних машин. Живильник-укладальник представляє собою качающейся в горизонтальній площині похилий конвеєр з нескінченною резино-тканинної стрічкою.
Технічні характеристики конвеєрних випалювальних машин конструкції УЗТМ:
Шахтна піч.
На Мал. 5 показано принципова схема отримання металізованої обкотишів з використанням шахтної печі. Сирі окатиші з бункера 1 надходять на гуркіт-живильник 2 і далі спрямовуються у скіп 3, яким подають окатиші на вищий шахтної печі 4.
Рис.5. Принципова схема отримання металізованих окатишів в шахтній печі.
Упрочняюще-відновний випал, що відбувається у верхній половині печі (зона I), досягається за рахунок омивання опускається стовпа окатишів йде назустріч йому гарячим відновлювальних газом, що надходить в піч по магістралі 10. Виходить з печі по газопроводу 5 колошникового газ попередньо очищають від пилу в скрубері 6, а потім газодувки 7 направляють в змішувач 11, куди по газопроводу 15 надходить також природний газ. Процес конверсії останнього здійснюють в апараті 9. Фізичне тепло, необхідне для протікання процесу, отримують за рахунок спалювання частини колошникового газу, що надходить по газопроводу 8, і природного газу, що йде по газопроводу 13. Повітря для горіння нагнітають повітродувкою 16 по магістралі 17. Відходять з апарату 9 по газопроводу 12 продукти горіння проходять через теплообмінник 14.
Зміцнені і відновлені котуни в нижній половині печі (зона II) охолоджують у протитечії холодного газу, що подається в піч газодувки 18. Охолоджуючий газ циркулює в замкнутому контурі, до складу якого входить скрубер 19.
Вивантажуємося з печі окатиші надходять на гуркіт 20. Надрешітного продукт направляють в доменний цех або на склад готової продукції, а подрешетний йде на переробку.
Продуктивність шахтних печей досягає 500 тис. т окатишів на рік.
ВИСНОВОК.
Впровадження нових технологій виробництва високометаллізованних обкотишів дозволяє відмовитися від доменних процесів у металургійній промисловості, тим самим роблячи його більш економічно рентабельним і екологічно чистим.
ЛІТЕРАТУРА
1. Маерчак Ш. Виробництво окатишів. Пер. зі словац. - М.: Металургія. 1982.232с.: Іл.
2. Корогнч В. II. Основи теорії і технології підготовки сировини до доменної плавки: Навч. для вузів. - М.: Металургія. 1978. - 208 с.: Іл.
3. Ціликів А.І. Машини та агрегати металургійних заводів I тому: Навч. для вузів. - М.: Металлургія.1976. - 416 с.: Іл.
Кафедра: «Обробка металів тиском та металургійного обладнання».
Курсова робота
З дисципліни: «Основи технологічних процесів металургії»На тему: «Технологічний процес виробництва окатишів».
Студентка групи ЕУ-02
Русс Є.А.Керівник
Панасюк В.Ф.
Москва 2004р.
ЗМІСТ
| № | Найменування | Стор. |
| 1. | Введення. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | 3 |
| 2. | Технологія виробництва окатишів | |
окатиші. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . технологія виробництва окатишів. . . . . . . . . . | 4 5 | |
| 3. | Машини та агрегати фабрик з виробництва окатишів пристрій фабрики з виробництва окатишів. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . гранулятори. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . конвеєрна обпалювальна машина. . . . . . . . . . . . . шахтна піч. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | 9 10 12 15 |
| 4. | Список літератури. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | 17 |
До кінця нинішнього століття благополучно затихли суперечки про суперництво різних схем металургії, де часто пророкували занепад доменного виробництва. Однак, доменна піч була і залишається надзвичайно ефективним агрегатом для виробництва чавуну, а для досягнення стабільних високих результатів потрібна підготовлену сировину. У Росії частка окатишів в загальному обсязі окускованного сировини становить у середньому 30%. Високий інтерес країн з розвиненою металургією до залізорудних котунів, як до одного з основних видів сировини для доменного виробництва, так, наприклад, у Швеції до 100% окатишів становлять залізорудну частина доменної шихти, у США і Канаді - 70-80%.
Зараз металурги розглядають залізорудні окатиші з точки зору якісної сировини, що наближається по однорідності властивостей до агломерату, а також з позицій перспективності сировини, здатного транспортуватися на будь-які відстані без втрат ними металургійних властивостей. З іншого боку, фабрики з виробництва окатишів відчувають труднощі, пов'язані з відсутністю або низькою якістю бентоніту, підвищує властивості сирих котунів і їх термостійкість.
Обливання (або виробництво окатишів) є порівняно новим, швидко развирается способом згрудкування рудних матеріалів. Обливання називають процес отримання окатишів з вологих концентратів в окомкователях з наступним сушінням і зміцнюючих випаленням котунів у випалювальних агрегатах.
Окатиші - рудний матеріал, отриманий з дрібної (пилоподібної) руди або тонкоподрібнений концентратів, у вигляді кулястих гранул діаметром 2-3 до 30 мм (звичайно 10-15 мм). Залізорудний окатиші застосовуються головним чином в доменній плавці.
ТЕХНОЛОГІЯ виробництва окатишів.
Окатиші.
Окатиші - тверді кулясті тіла, одержані шляхом огрудкування тонкоподрібнений рудних матеріалів з добавкою в'яжучих речовин з флюсами або без них з подальшим зміцненням способами випалу, цементації або автоклавування.
За співвідношенням вмісту основних і кислих порід (основності) окатиші поділяють на отфлюсованние (частково або повністю) і неотфлюсованние (окислені). Виробництво окислених окатишів включає окомкование шихти (одержання сирих котунів) в барабанних, тарілчастих або чашевих окомкователях і зміцнення їх випалюванням або невипаленними методами. У залежності від використання добавок розрізняють залізорудний, железномарганцевие, железнонікелевие та інші окатиші. Залізорудний окатиші, в яких частина оксидів заліза (до 95%) відновлена до металу, називаються металізовані (використовуються, головним чином, в електросталеплавильних печах для отримання якісної сталі).
Якість окатишів висловлюють великим переліком показників, що відображають їх властивості та функціональні ознаки. Зазвичай їх групують на наступні чотири ознаки: 1) хіміко-мінеральний склад; 2) механічні властивості; 3) фізико-хімічні властивості і 4) стабільність якісних параметрів.
За хіміко-мінеральному складу окатиші ділять на неотфлюсованние, отфлюсованние і доломітізірованний.
Параметрами якості, що виражають механічні властивості котунів є: крупність, міцність на разрушаємость і стиранні, зміст лімітуються класу <5мм і пористість.
До групи фізико-хімічних властивостей входять наступні ознаки: 1) відновлюваність; 2) міцність при відновленні (при різних температурах: а - 600-800 o С; б - 800-950 o С); 3) газодинамічні властивості розплаву, вимірювані шляхом перепаду тиску при відновленні; 4) размягчаемость; 5) набухає.
Стабільність якісних параметрів оцінюють за їх колебаемості, яку регламентують зазначенням двох величин: межами коливань (±% від середнього значення) і кількість проб, що укладаються в позначені межі.
Технологія виробництва окатишів.
Основні операції технологічного процесу такі:
- Подача пульпи концентрату з збагачувальної фабрики
- Згущення і усереднення концентрату в рідкому вигляді
- Фільтрація концентрату
- Подрібнення вапняку
- Бункерованіе
- Дозування компонентів шихти
- Змішування компонентів шихти
- Окомкование шихти (одержання сирих котунів)
- Грохочення сирих котунів
- Сушіння і попередній нагрів сирих котунів
- Випал окатишів
- Грохочення обпалених окатишів
- Охолодження обпалених окатишів
Для виробництва окатишів в цеху використовують залізорудний концентрат, доломітізірованний вапняк, глину бентонітові, активоване торф і газоподібне паливо.
Підготовка концентрату.
Пульпа подається за пульпопроводу, магнітно флокируй і надходить у згущувачі, де. зважені тверді частинки (із вмістом твердого 30 ... 45%) осідають на дно і згрібати до центру розвантажувальної воронки. Згущений продукт-пульпа з щільністю 55 ... 65%. видаляється з дна згущувача насосами і розмагнічується. Потім переганяється в резервуари з механічними мішалками для усереднення. З резервуарів насосами пульпа переганяється в розподільник примусової подачі. Для підтримки постійного тиску в розподільнику приводи насосів мають безступінчасте регулювання.
Подача пульпи на фільтр регулюється автоматично, так щоб кількість надходить пульпи відповідало продуктивності фільтру. Для кожної технологічної лінії передбачено 10 фільтрів, у тому числі один резервний. Вологість кеку становить 9.5%. Концентрат подається в дозувальні бункери, а розподіл по бункерах проводиться за допомогою плужковими скидачів.
Дозування і змішування компонентів шихти.
Концентрат, вапняк, бентоніт і торф за допомогою автоматичних весодозаторов видаються на збірний конвеєр в заданій пропорції. Змішування здійснюється в роторному змішувачі, встановленому на стрічці, а потім однорідна шихта надходить в барабанні окомкователті.
Окомкование шихти.
За рахунок перекочування матеріалів і поверхневого натягу води, що впорскується для регулювання процесу огрудкування в барабані. Зростання розміру гранул припиняється, коли в барабані не залишається дрібних частинок. Подальше перекочування матеріалу в окомкователе забезпечує механічне ущільнення окатишів, для транспортування, завантаження на гратах і теплової обробки на ній без руйнування. Для отримання нео6ходімой вологості шихти, передбачається подача води в окомкователь.
Після огрудкування окатиші проходять грохочення на роликовому гуркоті з поділом на 2 класи: мінус 9,5 мм і плюс 9,5 мм.
Окатиші з розміром менше 9,5 мм стрічковими конвеєрами повертаються в окомкователь для подальшої доробки.
Сирі окатиші розміром більше 9,5 мм. подаються на роликовий грохотукладчік за допомогою якого здійснюється додатково відділення дрібниці і укладання кондиційних окатишів на колосники рухається решітки рівномірним шаром заввишки близько 180 мм.
Дрібниця після роликового укладальника повертається на конвеєр концентрату після фільтрів.
Сушіння і попередній нагрів окатишів здійснюється на рухомій колосникових гратах. Окатиші проходять три зони: сушіння у висхідному потоці, сушка в низхідному потоці і попередній підігрів в низхідним потоком. При сушінні у висхідному потоці гарячі гази з температурою 400 o С нагнітаються в шар окатишів знизу, випарюють з окатишів вологу і нагрівають шар до середньої температури приблизно 230 o С. Зволожені гази, які вилітають шар після сушіння у висхідному потоці, охолоджуються в шарі приблизно до 93 o С і після очищення пилу до санітарних норм викидаються в атмосферу. При сушці в низхідному потоці гази з t 400 o С просмоктується через шар зверху вниз. Метою цієї операції є забезпечення видалення вологи з верхнього шару котунів для запобігання руйнування їх в зоні попереднього нагрівання. При попередньому нагріванні гази з температурою 1040 ....... 1050 o С просмоктується через шар зверху вниз. Метою цієї операції є отримання необхідної міцності котунів, при якій вони можуть бути піддані випалюванню у обертової печі без помітного руйнування. Середня температура окатишів після решітки -980 o С. Теплова обробка окатишів на решітці здійснюється гарячими газами, що відходять з обертової печі. Перекачування газів по зоні решітки здійснюється трьома технологічними вентиляторами, з яких два просмоктується газ зверху вниз через шар окатишів в зоні попереднього нагрівання, сушіння низхідним потоком і подають його в зону сушіння висхідним потоком і один вентилятор відсмоктує газ з ковпака зазначеної зони. Схемою передбачена можливість скидання надлишків газу, що надходить з обертової печі в зону попереднього нагріву і подається в зону висхідним потоком (байпасна система).
Решітка оснащена проміжної сухий газоочисткою, встановленої перед вентиляторами зони попереднього нагріву (циклони), мокрого очищення (скрубер) перед скидним вентилятором зони сушіння висхідним потоком.
Випал окатишів здійснюється під обертової печі діаметром -
6700 мм, довжиною - 45720 мм. Для випалу застосовується природний газ, який спалюється в торцевій пальнику, встановленої на розвантажувальному кінці печі. Випал окатишів в печі відбувається за рахунок випромінювання факела пальника і розпеченій футіровкі печі, а також конвекційного теплообміну між газовим потоком циркулюючим протитечії, через піч, вогнетривкої футіровкой і поверхнею шару котунів.
Піч обладнана вентилятором для подачі повітря на спалювання газу і газорегуляторній станцією, що забезпечує тиск газу перед пальником не більше 2кг/cм2. Окатиші переміщаються уздовж печі за рахунок її обертання, при цьому відбувається постійне пересипання шару котунів і рівномірний їх випалення при оптимальній температурі 1260 + 15-30 o С.
Після печі окатиші потрапляють на станційний охолоджений гуркіт, за допомогою якого віддаляються СПеКи окатишів або настил з обертової печі крупністю 200 мм і більше.
Після грохочення окатиші подаються на охолодження в кільцевій охолоджувач. Кільцевій охолоджувач являє собою грати у формі кільця шириною 3111.5 мм та середній діаметр (напів сумою зовнішнього
і внутрішнього діаметрів) 20116.8 мм. У завантажувальної частини охолоджувача встановлена Розрівнювальна стінка для формування рівномірного шару котунів висотою 762 мм. Охолоджувач має привід безступінчатого регулювання швидкості, за рахунок чого здійснюється автоматичне регулювання висоти шару котунів. Охолоджувач обертається в горизонтальній площині і конструктивно розділений на три зони: робоча зона, де відбувається охолодження котунів, становить 303 градуси кола; завантажувальна зона - дуга в 25 градусів, розвантажувальна зона-дуга в 32 градуси.
Охолодження окатишів здійснюється продуву холодного повітря знизу вгору.
Робоча зона підрозділяється, у свою чергу, на дві зони: зона рекупераціонного охолодження, в якій від окатишів відбирається 70 .... 80% тепла і зона остаточного охолодження, в якій температура окатишів доводиться до 120 o С. Із зони рекупераціонного охолодження нагріте повітря передається у обертову піч частково через завантажувальний жолоб охолоджувача і частково за окремим газопроводу, що з'єднує звід рекупераціонной зони охолодження з розвантажувальної частиною печі.
Із зони остаточного охолодження гази скидаються в атмосферу без попереднього очищення з вмістом пилу не більше 60 мг / м 3. Забір охолоджуючого повітря здійснюється з атмосфери. Роботу кільцевого охолоджувача забезпечують два охолоджуючих вентилятора, по одному на кожну зону охолодження.
Охолоджені окатиші подаються на віброживильники-гуркіт, де виробляється відділення класу плюс 50 мм, який забирається пластинчастим конвеєром через спеціальний жолоб, за межі цеху у відкритий штабель. Клас мінус 50 мм (кондиційні окатиші), системою стрічкових конвеєрів транспортується на склад або на відвантаження. Схемою вантажопотоків передбачається можливість подачі окатишів на склад, безпосередньо на завантаження в баржі або в залізничні вагони, а також одночасна подача окатишів на навантаження безпосередньо з фабрики та зі складу у залізничні вагони або в баржі.
Укладання готових котунів на склад та відвантаження його зі складу здійснюється відповідно одноконсольним штабелеукладчиков і роторним заборщіком підлогового типу на рейковому ходу імпортної поставки.
МАШИНИ І АГРЕГАТИ фабрики з виробництва окатишів.
Пристрій фабрики з виробництва окатишів.
Фабрика з виробництва залізорудних окатишів складається з відділень підготовки шихти, огрудкування і обпалювальне. Транспортний зв'язок між машинами та агрегатами відділень здійснюється стрічковими конвеєрами. Основним компонентом для виробництва котунів є тонко подрібнений вологий концентрат. Перевезення його звичайним залізничним транспортом пов'язана з істотними труднощами при розвантаженні, особливо в зимовий час. Тому фабрики окатишів прагнуть розташовувати безпосередньо поблизу від збагачувальних фабрик, що дозволяє видається ними концентрат направляти на окомкование конвеєрним транспортом.
Рис.1. Принципова схема виробництва окатишів.
1 - бункера, 2 - живильники, 3 - конвеєр, 4 - змішувальний барабан,
5 - конвеєр, 6 - чашевий окомкователь, 7 - бункер, 8 - живильник,
9 - конвеєр, 10 - укладальник, 11 - живильник, 12 - машина упрочняюще-відновного випалу, 13 - гуркіт.
Холодні окатиші мають високу міцність, що дозволяє їх транспортувати на великі відстані до доменних цехах. Принципова схема технологічного процесу представлена на Мал. 1. Концентрат, вапняк і повернення надходять в бункера 1, звідки живильниками 2 в певних співвідношеннях видаються на конвеєр 3, спрямовує шихтові матеріали в змішувальний барабан 4, по виході з якого шихта конвеєром 5 транспортується в гранулятор 6. Перед окомкователем до шихти додають бентоніт, що подається з бункера 7 живильником 8. У окомкователе відбувається утворення окатишів, чому значною мірою сприяє вода, що подається в гранулятор через розпилюють форсунку. Вихідні з окомкователя сирі окатиші транспортуються конвеєром 9 до укладальникові 10. За допомогою укладальника окатиші подаються в живильник 11, який завантажує їх на машину 12 зміцнюючого або упрочняюще-відновного випалу. Після охолодження готові окатиші перед відправкою на склад піддаються розсіву на гуркоті 13.
Гранулятори.
Для огрудкування шихти використовують барабанні або чашевие гранулятори. Барабанний гранулятор принципово не відрізняється від окомкователя агломераційної шихти. На відміну від барабанного робочий орган чашевого гранулятора являє собою нахилену до горизонту під кутом 45 - 55 градусів чашу з плоским днищем, яка обертається навколо своєї осі.
На Мал. 2 зображені схеми процесів утворення окатишів в барабанному (а) і чашевом (б) грануляторах.
РИС. 2. Схеми процесів утворення окатишів в барабанному (а)
і чашевом (б) грануляторах.
Під обертовий барабан (чашу) безперервно подається шихта, яка в присутності розпиленої води огрудковується, перетворюючись на круглі
тіла - окатиші. У міру переміщення в барабані (чаші) окатиші збільшуються в діаметрі, виходять з барабана через розвантажувальний отвір (пересипаються через борт чаші) в розвантажувальний латок і з нього надходять на стрічковий конвеєр.
На Мал. 3 показані механізми обертання і нахилу чаші чашевого гранулятора, який складається з чаші, приводу, опори, рами, механізмів обертання, нахилу і очищення.
РИС. 3. Механізми обертання і нахилу чаші чашевого гранулятора:
1 - чаша; 2 - обертається вісь; 3 - опора, 4 - електродвигун постійного струму; 5 - муфта; 6 - конічної-циліндричний редуктор; 6а - шестірня;
7 - зубчастий вінець, 8 - валики; 9 - дві стійки; 10 - поперечна балка;
11 - лоток; 12 - конвеєр, 13 а - тяга-гвинт; 13 б - тяга гвинтова пара;
13 у - черв'ячна передача.
Чаша 1 зварної конструкції виконана для зручності транспортування з двох половин, з'єднаних між собою болтами. Опора 3 являє собою жорстку зварну раму зі змонтованої в ній на підшипниках кочення обертається віссю 2, на верхньому конічному хвостовику якої нерухомо закріплена чаша 1. Осьові зусилля сприймають встановлені в нижній частині рами упорні підшипники.
Привід обертання чаші, змонтованої на опорі 3, складається з електродвигуна 4 постійного струму, муфти 5, конічної-циліндричного редуктора 6 і тахогенератора, пов'язаного з валом електродвигуна кінематичної зубчастою передачею. На вихідному валу редуктора розташована шестерня 6а, що знаходиться в зачепленні з зубчастим вінцем 7, який закріплений на чаші і обертає її при включенні електродвигуна. Опора 3 валиками 8 шарнірно закріплена на рамі, що складається з двох
стійок 9, які жорстко з'єднані між собою поперечною балкою 10.
Механізм нахилу чаші складається з тяги-Вінта 13а, що зв'язує між собою балку 10 і частина опори 3, до яких шарнірно прикріплені тяги гвинтової пари 13б і черв'ячної передачі 13в. При обертанні валу черв'яка вручну гвинт, пов'язаний гайкою з черв'ячним колесом, здійснює поступальний рух, змінюючи кут нахилу чаші.
Внутрішню поверхню борту і днища чаші очищають від налиплого матеріалу механізмом очищення, що складається з бічного і шести регульованих радіальних ножів.
Зволоження надходить у чашу шихти виробляють форсунками з індивідуальними трубопроводами, виконаними у вигляді гнучких шлангів з вентилями для регулювання витрати води.
З чаші готові окатиші вивантажують на конвеєр 12 за допомогою лотка 11, прикріпленого до каркасу. Потужність двигуна обертання чаші 95 кВт. Швидкість обертання чаші 6 - 9 об / хв. Продуктивність гранулятора 30-40 т / ч.
Окатиші обпалюють на конвеєрних випалювальних машинах, в агрегатах грати - трубчаста піч або в шахтних печах. Шахтні печі почали отримувати промислове застосування тільки в останні роки.
Конвеєрна обпалювальна машина.
Конвеєрна обпалювальна машина по своєму пристрою подібна агломераційної машині, але на відміну від неї має більш низький вакуум під гратами через високу газопроникності шару котунів і розподілену по довжині на технологічні зони стрічку; перша відмінність машини дозволяє замість ексгаустерів використовувати високотемпературні вентилятори.
Через більш високе нагрівання колосникових грат візків вона розділена по висоті на дві частини: подколосніковие балки і колосники.
РИС. 4. Технологічна схема процесу випалу окатишів на конвеєрній обпалювальне машині:
1 - зона сушіння; 2 - зона нагріву; 3 - перша зона випалу; 4 - друга зона випалу; 5 - зона охолодження; 6 - гази, що відходять в зону нагрівання; 7 - підсмоктування холодного повітря з атмосфери; 8 - гази, що відходять в зону сушіння ; 9 - гази, що відходять в димову трубу.
На Мал. 4 представлена технологічна схема конвеєрної обпалювальне машини. Машина забезпечена верхніми укриттями-камерами, відповідними технологічним зонах: зонам сушіння й нагрівання, першої та другої зон випалу та зону охолодження.
Випал окатишів виробляють продуктами горіння газу, що спалюється за допомогою газових пальників, встановлених в укриттях-камерах зон випалу. Відходять гази з другої зони випалу надходять в зону сушіння, а із зони охолодження - в зону нагрівання.
Для безперервної подачі на випалювальну машину сирих котунів застосовують роликові живильники. Живильник являє собою конвеєр з гладкими роликами, що обертаються в одну сторону.
Дуже широко застосовуються хитні живильники-укладальники, за допомогою яких сирі окатиші рівномірно розподіляються по ширині роликових живильників або колосникових решіток випалювальних машин. Живильник-укладальник представляє собою качающейся в горизонтальній площині похилий конвеєр з нескінченною резино-тканинної стрічкою.
Технічні характеристики конвеєрних випалювальних машин конструкції УЗТМ:
| Модель | ||
ОК6-108 | ОК1-306 | |
| Активна робоча площа, м 2. . . . . . . . . . . . . . . . | 108 | 306 |
| Ширина робочої поверхні, м. . . . . . . . . . . . . . | 2 | 3 |
| Швидкість руху випалювальних візків, м / хв | 0,5 - 3,0 | 0,63 ¸ 3.78 |
| Найбільша товщина шару котунів на колосникових гратах, мм. . . . . . . . . . . . . . . . . . . | 250 | 300 |
| Електродвигун приводу візків: потужність, кВт. . . . . . . . . . . . . . . . . . . | 20 | 32x2 |
| швидкість обертання, об / хв. . . . . . . . | 580 | 730 |
| Електродвигун приводу розвантажувальної частини: потужність, кВт. . . . . . . . . . . . . . . . . . . | 7 | 20 |
| швидкість обертання, об / хв. . . . . . . . . | 670 | 570 |
| Продуктивність, т / год. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | 90 - 110 | 260 |
На Мал. 5 показано принципова схема отримання металізованої обкотишів з використанням шахтної печі. Сирі окатиші з бункера 1 надходять на гуркіт-живильник 2 і далі спрямовуються у скіп 3, яким подають окатиші на вищий шахтної печі 4.
Рис.5. Принципова схема отримання металізованих окатишів в шахтній печі.
Упрочняюще-відновний випал, що відбувається у верхній половині печі (зона I), досягається за рахунок омивання опускається стовпа окатишів йде назустріч йому гарячим відновлювальних газом, що надходить в піч по магістралі 10. Виходить з печі по газопроводу 5 колошникового газ попередньо очищають від пилу в скрубері 6, а потім газодувки 7 направляють в змішувач 11, куди по газопроводу 15 надходить також природний газ. Процес конверсії останнього здійснюють в апараті 9. Фізичне тепло, необхідне для протікання процесу, отримують за рахунок спалювання частини колошникового газу, що надходить по газопроводу 8, і природного газу, що йде по газопроводу 13. Повітря для горіння нагнітають повітродувкою 16 по магістралі 17. Відходять з апарату 9 по газопроводу 12 продукти горіння проходять через теплообмінник 14.
Зміцнені і відновлені котуни в нижній половині печі (зона II) охолоджують у протитечії холодного газу, що подається в піч газодувки 18. Охолоджуючий газ циркулює в замкнутому контурі, до складу якого входить скрубер 19.
Вивантажуємося з печі окатиші надходять на гуркіт 20. Надрешітного продукт направляють в доменний цех або на склад готової продукції, а подрешетний йде на переробку.
Продуктивність шахтних печей досягає 500 тис. т окатишів на рік.
ВИСНОВОК.
Впровадження нових технологій виробництва високометаллізованних обкотишів дозволяє відмовитися від доменних процесів у металургійній промисловості, тим самим роблячи його більш економічно рентабельним і екологічно чистим.
ЛІТЕРАТУРА
1. Маерчак Ш. Виробництво окатишів. Пер. зі словац. - М.: Металургія. 1982.232с.: Іл.
2. Корогнч В. II. Основи теорії і технології підготовки сировини до доменної плавки: Навч. для вузів. - М.: Металургія. 1978. - 208 с.: Іл.
3. Ціликів А.І. Машини та агрегати металургійних заводів I тому: Навч. для вузів. - М.: Металлургія.1976. - 416 с.: Іл.