Технология получения окатышей.

Технология производства окатышей представляет собой комбинацию двух этапов формирования окатышей путем окомкования влажной шихты в специальных аппаратах -- окомкователях (производство сырых окатышей) и упрочнения гранул (обжиговым или безобжиговым способами) для придания окатышам прочности, необходимой для хранения, транспортировки к доменным цехам и проплавки их в печах.

Получение сырых окатышей происходит при окатывании тонкодисперсного железорудного материала увлажненного до определенной стпени. Тонкоизмельченный железорудный порошок относится к гидрофильным дисперсным системам, характеризующимся интенсивным взаимодействием с водой. В такой системе стремление к уменьшению энергии реализуется путем снижения величины поверхностного натяжения на границе раздела фаз (при взаимодействии с водой) и укрупнения частиц (в результате их сцепления). Можно считать, что в целом дисперсная система железорудный материал--вода обладает определенным термодинамическим стремлением к окомкованию.

Сырые окатыши должны обладать достаточной прочностью во избежание деформации и разрушения при их доставке к обжиговому агрегату, а также хорошей термостойкостью, т. е. способностью не разрушаться при обжиге. Для усиления этих свойств в шихту окатышей вводят связующие добавки (главным образом бентонит, а также его смесь с водой, известь, хлористый кальций, железный купорос, гуминовые вещества).

Наибольшее распространение в производстве нашел бентонит, который в количестве 0,5--1,5% вводят в шихту перед окомкованием. Бентонит -- это глины, отличающиеся тонкой дисперсностью, ионообменной способностью, высокой степенью набухаемости при увлажнении, связностью, способностью постепенно выделять воду при нагреве. Бентонит увеличивает пористость сырых окатышей, что благоприятно сказывается на скорости удаления влаги во время сушки окатышей без снижения их прочности.

Вторая стадия окомкования несколько похожа на процесс агломерации. Но в отличие от агломерации проходит при подводе энергии вне слоя шихты и при пониженной температуре слоя. При окомковании возможно спекать очень тонкие фракции концентратов (менее 0,07 мм), что было затруднено при агломерации. К преимуществам окомкования надо отнести и высокую прочность окатышей, не разрушающихся при перевозке от горно-обогатительного комбината. С другой стороны, агломерат надо понимать шире, чем окускование, так как при агломерации удаляется сера и частично мышьяк, разлагаются карбонаты, и получается пористый офлюсованный материал. В целом с теплотехнической точки зрения технологии агломерации и окомкования достаточно совершенны.

Обжиг окатышей осуществляется в шахтных печах, в машинах конвейерного типа и в комбинированных установках разнообразных конструкций. Наименее распространены шахтные печи, хотя они дешевы в строительстве, почти не имеют движущихся механических узлов, просты по конструкции и имеют низкий расход топлива (15-25 кг у.т./т окатышей). Сильные стороны шахтных печей нивелированы существенными недостатками: плохая регулируемость температурного режима обжига окатышей, что приводит к переоплавлению их и свариванию в грозди, а также низкая производительность.

Наиболее распространен обжиг на машинах конвейерного типа. Схема производства окатышей на этих машинах приведена на рис. 2.7. Принцип работы следующий. Шихта, состоящая из возврата, концентрата, известняка и бентонита (мелкодисперсная глина - для связки) через шихтовый конвейер и смесительный барабан попадает на тарельчатый гранулятор, где увлажняется. Гранулятор представляет собой наклоненный диск диаметром 5,5-7,0 м, при вращении которого шихта постепенно превращается в гранулы, комки. Из гранулятора разгружаются только те комки, которые имеют диаметр от 10 до 20 мм. Далее сырые комки поступают на движущуюся колосниковую (обжиговую) ленту конвейерной машины (обжиговая печь).

Перед производством окатышей необходимо добыть железную руду. Это очень трудоемкий процесс. Для облечения добычи под землей используется лебедка 17лс. Лебедку с доставкой вы можете заказать на сайте promleader.com.ua.

Сырые окатыши укладываются на колосниковую ленту поверх слоя донной "постели" и рядом со слоями бортовой "постели". Донная "постель" имеет толщину 60-100 мм. Бортовая "постель" имеет высоту 400-500 мм и толщину 60-100 мм. Всё это позволяет отчасти защитить обжиговые ленты от разрушающего воздействия пламени газовых горелок. Нагрев окатышей осуществляется в слое высотой 350-550 мм.

На обжиговой машине процесс упрочнения включает две основные стадии: подсушка при 300-600 °С и непосредственно обжиг при 1200-1350 °С. В отличие от агломашины верх ленты перекрыт камерами в соответствии с делением на зоны сушки, подогрева, обжига, рекуперации и охлаждения. В зонах подогрева и обжига нагрев происходит за счёт сжигания топлива в горелках и просасывания продуктов горения через слой окатышей. Температура уходящих газов из слоя составляет 225-450 °С.

Основное упрочнение окатышей происходит при температуре от 1000 до 1300 °С, когда происходит собирательная рекристаллизация Fe₂O₃, т.е. объединение мелких зёрен в крупные. Дополнительное упрочнение происходит при температуре 1200-1350 °С за счёт образования жидкой шлаковой фазы из легкоплавких соединений (CaO-Fe₂O₃ и др.), которые при охлаждении затвердевают внутри окатышей. Шлаковая связка между окатышами слаба из-за небольшой площади контакта. Если в процессе обжига превысить температуру 1350 °С, то произойдёт оплавление поверхности окатышей и спекание в грозди. Кроме того, произойдёт распад Fe₂O₃ до уровня Fe₃O₄ и снизится прочность окатышей.

Охлаждение окатышей осуществляется холодным воздухом продувкой и просасыванием через слой. Температура разгружаемых с машины окатышей 90-375 °С. Скорость охлаждения не должна быть больше 100 К/мин. во избежание создания высоких термических напряжений и снижения прочности окатышей.