Национальная металлургическая академия Украины. При спекании рудных материалов одним из основных связующих веществ является фаялит (Fe2SiO4), образующийся при взаимодействии закиси железа с кремнеземом

При спекании рудных материалов одним из основных связующих веществ является фаялит (Fe₂SiO₄), образующийся при взаимодействии закиси железа с кремнеземом. Содержание его в агломерате колеблется в зависимости от расхода топлива и температуры в зоне горения. Такой агломерат является весьма прочным, хорошо оплавленным, но обладает пониженной восстановимостью и восстанавливается в основном углеродом кокса в горне доменной печи, что отрицательно сказывается на тепловом режиме её работы. Во избежание образования большого количества легкоплавких силикатов железа в аглошихту обычно вводят известняк или известь, СаО которых, взаимодействуя с кремнеземом и оксидом алюминия, образует более легкоплавкие и лучше восстановимые, чем фаялит, тройные и другие сплавы. Кроме улучшения восстановимости агломерата, добавка основных флюсов ускоряет процесс спекания. Наиболее активно интенсифицирует процесс спекания свежеобожженная известь, присадка которой в количестве 4-7% от веса шихты увеличивает производительность агломерационных машин на 25-60%. Известняк же в этих условиях обеспечивает прирост производительности максимум на 10-12%.

Различная эффективность указанных флюсов объясняется тем, что известь с развитием процесса горения топлива способна немедленно вступить в соединение с закисью железа, кремнеземом и Al₂O₃ и таким образом предупредить образование трудновосстановимых силикатов железа. Известняк же становится реакционноспособным лишь после разложения, протекающего с поглощением тепла при температуре 800-900^оС и выше. Преимущество офлюсованного агломерата перед неофлюсованным состоит в том, что он сокращает добавку сырого известняка в доменную печь. Это способствует снижению расхода кокса и росту производительности доменной печи.

Однако ввод всего известняка, потребного для доменного процесса, в состав агломерата встречает ряд трудностей, главная из которых заключается в склонности офлюсованного агломерата к растрескиванию и распаду при хранении, обусловленному модификационными превращениями моносиликата кальция (2СаО^.SiO₂). Образование последнего уменьшается при вводе в шихту доломита или доломитизированного известняка. Прочность и стойкость агломерата находятся в прямой зависимости от крупности и количества вводимого флюса, температурного режима спекания и степени основности шихты.

С целью усовершенствования технологии известкования тонкодисперсных агломерационных шихт в настоящей работе проведены лабораторные спекания агломерата с использованием извести, полученной с тарельчатых обжиговых машин. Варьировали крупность, расход и способ ввода извести, а также количественные соотношения между крупно- и мелкодисперсной частями шихты. Установлена необходимость дополнительного измельчения извести до фракции -0,4 мм, что способствует увеличению в шихте количества гранул предпочтительного диаметра (3-6 мм). Обнаружено повышение на 7-10 % прочности агломерата на удар. Выявлены оптимальные режимы увлажнения шихты при разных расходах измельченной извести. Исследовано влияние способа ввода извести в шихту. Предложено ступенчатое введение извести с подачей части её (до 50%) в накат в период роста гранул, что способствует повышению прочностных свойств агломерата. Согласно минералогическим исследованиям это обусловлено сменой оливиновой связки в структуре агломерата на более прочную ферритную и уменьшением количества хрупкой составляющей – стекла.

Утилізація замасленої окалини прокатного виробництва та шламових відходів підприємств

Кріпак Г.С., керівник – доц. Колбін М.О.

Національна металургійна академія України

В прокатаному виробництві металургійних підприємств утворюється велика кількість замастиленої окалини, яка находить обмежене застосування і скидається в шламонакопичувачи. Прикладом можуть бути Златоустовский металургійний та Челябінський трубопрокатний заводи, на яких утворюється біля 5 тис. т у рік таких відходів, а на Челябінському металургійному комбінаті – більше 50 тис. т. Шламонакопичувачи великих заводів містять сотні тисяч тон замастиленої окалини.

Шлами неоднорідні по складу і можуть містити від 10 до 95% окалини, від 10 до 50% мастил і від 3 до 80% води. Відходи відносяться до IV категорії екологічної небезпеки, забруднюють грунт, грунтові води і повітря нафтопродуктами, а також речовинами, що утворюються в наслідок сонячного випромінювання, окислення і т.п. Окалина містить до 70% заліза, тому вона є цінною металургійною сировиною і її використання дуже вигідне.

Утилізація замастиленої окалини визиває великі труднощі, особливо дрібної (крупність часток до 100мкм) зі вторинних відстійників, що містить до 20-30% мастил. Основні шляхи її переробки – хімічне і термічне обезжирювання, однак, ці процеси є дороговартні. З огляду на те, що окалина містить до 70% заліза її можна використовувати у агломераційному виробництві. Однак для цього треба вирішити деякі технічні проблеми. По-перше з неї треба видалити вологу, щоб можна було робити суміші з агломераційною шихтою. Для цього можна робити суміші з торфом активованим. По друге треба звести до мінімуму шкідливість мастила, що в неї міститься, тому що пари мастил, що будуть утворюватися у процесі агломерації шихти, що містить прокатну окалину будуть відкладатися на лопатках ексгаустера виводячи його зі строю. Для цього також є технічні рішення, але їх треба розвивати і вдосконалювати.

З огляду на все це, створення нового виду продукції на основі замастиленої окалини і визначення технічної та економічної доцільності її використання на різних стадіях металургійного переробу є актуальною проблемою.