Аннотация
Шмарин Денис Сергеевич, Карпов Антон Владимирович. Сравнительный анализ методов брикетирования железорудного сырья. Проведён анализ современных методов окускования железорудного сырья различными методами брикетирования. Представлены сравнительные показатели распространенных технологий производства брикетов для доменного производства.
Сравнительный анализ методов брикетирования железорудного сырья
Металлургия, на сегодняшний день, не представляется без технологий, связанных с окускованием железорудного сырья, будь то агломерация или производство окатышей. Шлам, аспирационная и колошниковая пыль, окалина прокатного цеха содержат в себе достаточное количество окислов железа и могут выступать в роли сырья для доменных печей. Все они представлены в виде сыпучих материалов различных фракций. Для предания смеси из вышеперечисленных компонентов необходимой формы и размеров используются методы брикетирования. Готовые брикеты должны хорошо восстанавливаться, обладать высокой прочностью и нести в себе небольшое количество пустой породы. Данная технология позволяет вернуть в цикл побочные продукты основных металлургических переделов, тем самым решая вопрос их складирования и хранения.
В начале прошлого века для брикетирование железорудных материалов использовались валковые прессы. Прессование происходило между двумя валками, закреплёнными на станине. В каждом из валов было выточено углубление, соответствующее полуформе конечного брикета. Они располагались симметрично относительно углубления противоположного вала. Прессование происходило в зазоре под давлением до 150 МПа. Производительность таких агрегатов достигала 50 тонн в час. Проблема брикетов, изготовленных таким образом, заключается в увеличении объёма брикета после снятия с них напряжения, что приводит к образованию трещин. Из-за краткосрочного сдавливания материала возможна запрессовка воздуха в объём брикета и образование пустот, которые пагубно влияют на конечную прочность продукта. Расположение ячеек не позволяет запрессовывать весь поступающий материал, в результате чего, до 30 % шихты возвращается в цикл производства. Помимо всего прочего, шихта для изготовления брикетов данным способом должна содержать не более 10 % влаги, а следовательно, требуются дополнительные участки для подсушивания материала.
В 70-х годах XX века широкое распространение получил метод вибропрессования. Известно, что вибрация с частотой свыше 50 Гц способствует снижению внутреннего трения между частицами, повышая при этом плотность и однородность массы, следовательно, такой метод требует меньшего давления для прессования материала. Брикетирование происходит в пресс-формах квадратного либо прямоугольного сечения. Период прессования занимает не более 30 секунд, а производительность достигает 30 тонн в час, в зависимости от размера брикета. В качестве связующего вещества используется цемент в количестве 10–15 % по массе исходной смеси. Для достижения необходимой прочности брикеты подвергаются обработке в пропарочной камере на протяжении ~полутора суток. При использовании брикетах на металлургических производствах наблюдалось кострение в периоды загрузки доменных печей. Низкая производительность, необходимость тепловой обработки и высокая стоимость оборудования не позволили обеспечить данному методу конкурентоспособность на рынке окускования железосодержащих материалов.
В конце прошлого века успешно была предпринята попытка производства брикетов с помощью метода жесткой вакуумной экструзии, хорошо известного в керамической отрасли. Смесь из железосодержащих материалов, бентонита и цемента подавалась в вакуум-камеру, а после в экструдер. После прохождения смеси через экструзионную фильеру образовывались цилиндрические брикеты, не требующие дальнейшей термической обработки. В результате перетирки и экструзии материала, происходило его усреднение по химическому и фракционному составу, наблюдалась высокая плотность и однородность брикета. Влажность смеси находилась в пределах 12–18 %, а следовательно, не требовалось дополнительных участков подсушивания материала. После 48 часов вылёживания в штабелях брикеты обладали достаточной механической прочностью в совокупности с небольшим содержанием цемента в составе. Технология не получила широкого распространения в то время, но на данный момент интерес к ней сильно возрос.
Данные сравнительного анализа исследуемых технологий брикетирования сведены в таблицу.
Таблица 1 Показатели технологий брикетирования
Список использованной литературы
1.Равич Б. М. Брикетирование руд / — М.: Недра, 1982. С. 183.
2. Кусков В. Б. Брикетирование железорудного сырья для металлургической промышленности. /Кусков В. Б., Корнев А. В., Сухомлинов Д. В. // Записки горного института. 2013 г, т. 202. С. 111–114.
3. Бижанов А. М. Исследование механической прочности брэкса. Часть 1 / А. М. Бижанов, И. Ф. Курунов, Н. М. Дуров, Д. В. Нуштаев, С. В. Рыжов // Металлург. 2012. — № 7. — С. 32–35.