Новая методика изготовления холодных брикетов для использования в доменной печи (фрагмент)
M K Mohanty , S Mishra , B Mishra , S Sarkar and S K Samal,
Автор перевода: Бай Дмитрий Сергеевич,
Department of Metallurgical and Materials Engineering, National Institute of Technology Rourkela, Rourkela 769008, India
Dalmia Institute of scientific & Industrial Research, Rajgangpur, Odisha, India
E-mail: manojamohanty@gmail.com
Реферат. В процессе пирообработки железной руды образуются различные металлургические отходы, которые используется для изготовления губчатого железа или горячего металла и для производства стали. Помимо этих отходов, во время коксообразования образуются мелкие фракции кокса и железорудная мелочь образуется во время добычи железной руды. Хотя мелочь железной руды используется для изготовления гранул после обогащения, она генерирует огромное количество железных руд в процессе обогащения при сравнительно более низком содержании железа. Хотя мелочь железной руды используется для изготовления гранул после обогащения, он генерирует огромное количество отходов железной руды во время обогащения при сравнительно более низком содержании железа. В настоящем исследовании брикеты производятся жестким процессом экструзии из металлургических отходов, таких как мелочь железной руды и мелочь кокса, с добавлением портландцемента в качестве связующего и глины в качестве модификатора грунта. Оцениваются физические свойства брикетов и их сводимость по сравнению с кусковой железной рудой. Фазовый анализ и микроструктурный анализ брикетов и кусковой железной руды проводятся после обжига при различных температурах в условиях моделируемой доменной печи. Физические и минералогические свойства коррелируют с приводимостью брикетов и кусковой железной руды. Брикеты, изготовленные с помощью жесткого процесса экструзии, демонстрируют лучшую механическую прочность, вырабатываемую при разных температурах, для того, чтобы выдерживать большую нагрузку и лучшую сводимость, чем кусковая железная руда. Брикеты после обработки загружаются в доменную печь 23 м3, и показывают обнадеживающие результаты.
1. Введение
На разных этапах производства стали и стали производятся большие количества полезных отходов, содержащих железо. Помимо этих отходов, во время добычи, дробления и измельчения образуется большое количество мелких железных руд. Большинство из них находятся в мелкой фракции и труднодоступны даже для изготовления шлака в качестве топлива для доменной печи. На сегодняшний день гранулирование становится все более популярным , используя мелкую руду и становясь топливом после затвердевания. Но различные породы, образующиеся в результате производства чугуна, не могут использоваться для изготовления брикетов из-за различных металлургических причин. Брикетирование состоит из трех основных технологий: вибропрессование, прессования с помощью валков и жесткой экструзии. Метод жесткой экструзии, который был освоен компанией J.C. Steel & Sons (США), имел свое первое промышленное применение в 1993 году [1]. В этой технологии холодного брикетирования различные побочные продукты из сталелитейной промышленности, могут быть легко агломерированы с использованием очень небольшого количества связующего материала и более экономически эффективны, чем другие агломерационные процессы, из-за меньшего количества этапов обработки. В этой передовой технологии гомогенизационная смесь сырьевых материалов с содержанием влаги 12-16% проходит через вакуумную камеру, а затем проталкивается через отверстия матрицы давлением 3-3,5 МПа [2]. Технологическая схема жесткой экструзии, показанные на рисунке 1.
Рисунок 1. Принципиальная схема процесса подготовки экструдированного брикета.
Во время прохождения гомогенизирующей смеси сырьевых материалов через вакуумную камеру экструдера удаляется приблизительно 90% сжатого воздуха[3]. Это создает высокую механическую прочность экструдированного брикета даже на момент выхода из экструдера. Экструдер Steele 25, используемый в настоящей работе для брикетирования, представляет собой комбинацию измельчителя и экструдера, что показано на рисунке 2. Измельчитель установлен поверх экструдера с винтовым смесителем высокого давления, который интенсивно смешивает материалы. Вакуум внутри вакуумной камеры создается вакуумным насосом. Смесь проходит через вакуум и опускается на лопасти экструдера. Вакуум поддерживается на всем протяжении рабочей зоны экструдера. Затем смесь материала прессуют через экструзионные матрицы под высоким давлением и вакуумом для получения холодных брикетов.
Рисунок 2. Вид в разрезе вакуумной камеры экструдера.
2. Экспериментальная методология
2.1 Материалы
Материалами, используемыми в этой работе, являются мелочь железной руды, пыль доменной печи, шлам и фреза. Материалы были собраны из горной промышленности и различных сталелитейных заводов. Эти материалы оценивали по их химическим свойствам. Их химический анализ приведен в таблице 1. Фазовый анализ проводится рентгеновским дифрактометром в DISIR, Rajgangpur. Данные фазового анализа приведены в таблице 2. Химический анализ портландцемента и бентонита приведен в таблице 3.
Сырье принималось в соответствии с их массовым процентом, как указано в таблице 4, и правильно смешивалось. Смесь пропускали через гомогенизирующий смеситель и вакуумную камеру. В вакуумной камере поддерживается вакуум, 0,5 × 10-3 бар. Полученный брикет выдавливали из матрицы под давлением 100 кг / см2. После этого брикет отверждали в открытом воздухом
Химические составы необработанного брикета и кусковой железной руды приведены в таблице 5.
Литература
1. Dalmia Y K ., Kurunov I F ., Steele R B . and Bizhanov A M . 2012 Production of a new generation of briquettes and their use in blast–furnace smelting Metallurgist 56 164–8.
2. Bizhanov A, Pavlov A, Chadaeva O and Dalmia Y 2014 Received on December 18, 2013; accepted on February 24, 2014 ) 54 1450–2.
3. Durov N M, Nushtaev D V and Ryzhov S A 2013 Study of the mechanical strength of Brex. Part 2 56 489–93.
4. Esin O A and Gel’d P V Physical Chemistry of Pyrometallurgical Processes (Metallurgizdat, Sverdlovsk, 1962) Part I.
5. Kumar M and Patel S K 2009 Assessment of Reduction Behavior of Hematite Iron Ore Pellets in Coal Fines for Application in Sponge Ironmaking Miner. Process. Extr. Metall. Rev. 30 240– 59.
6. Kurunov I, Malysheva T Y and Bol’shakova O 2007 A study of the phase composition of iron-ore briquets to assess their behavior in a blast furnace Metallurgist 51 548–57.