CC BY
102
Список литературы
1. Смирнов Л.А., Дерябин Ю.А., Шаврин C.B. Металлургическая переработка ванадийсодержащих титаномагнетитов. Челябинск: Металлургия, 1990. 256 с.
2. Титаномагнетитовые руды - резерв черной металлургии / Леонтьев Л.И., Ватолин Н.А., Кожевников Г.Н., Шаврин C.B. // Проблемы комплексной переработки титаномагнетитов Южного Урала. Магнитогорск: Дом печати, 2001. С. 15-21.
3. Титаномагнетиты и металлургия Урала / Елохин Ф.М., Довго-пол В.И., Медведев А.А. и др. Свердловск: Сред.-Урал. кн. изд-во, 1982. 144 с.
4. Чижевский В.Б. Оценка обогатимости титанистых руд Медве-девского и Копанского месторождений и рациональные схемы обогащения титаномагнетитовых и ильменитовых руд // Проблемы комплексной переработки титаномагнетитов Южного Урала. Магнитогорск: Дом печати, 2001. С. 47-52.
5. Качула Б.В., Кобелев В.А. Особенности металлургических свойств титаномагнетитового железорудного сырья и их влияние на процесс доменной плавки // Проблемы комплексной переработки титаномагнетитов Южного Урала. Магнитогорск: Дом печати, 2001. С. 57-62.
УДК 669.046.46
A.C. Вусихис, Л.И. Леонтьев, О.Ю. Шешуков
ИМЕТ УрО РАН, Екатеринбург
АНАЛИЗ ПРОЦЕССОВ МЕТАЛЛИЗАЦИИ И ИХ ПРИМЕНИМОСТЬ К БАКАЛЬСКИМ СИДЕРИТАМ
Существует множество предложений и патентов на различные способы металлизации железорудных материалов. В частности, в работах [1-4] дана характеристика основных из них, а в работах [5,6] изложены теоретические основы процессов металлизации. Классифицировать способы по виду получаемого продукта можно следующим образом:
© Вусихис A.C., Леонтьев Л.И., Шешуков О.Ю., 2011
1. Получение из обычных руд при температурах 600-1000°С частично металлизованных материалов для переплава в доменных печах.
2. Получение из суперконцентратов при таких же температурах металлизованного продукта (губчатого железа) для переплавки в электропечах).
3. Пирометаллургическое обогащение бедных труднообога-тимых и комплексных руд при температурах 1000-1400°С с получением губчатого железа или крицы для доменных печей и сталеплавильных агрегатов.
4. Получение жидкого металла (чугуна или полупродукта) при температурах выше 1400°С для переплава в сталеплавильных печах.
Процессы получения губчатого железа осуществляются при умеренных температурах с использованием газообразного или твердого восстановителя в шахтных, трубчатых, туннельных, муфельных, отражательных, электронагревательных печах, ретортах периодического действия, конвейерных машинах, реакторах с кипящим слоем и др.
В последние годы преимущественное развитие получают процессы с применением шахтных печей (процессы «Мидрекс», ХИЛ-Ш), что обусловлено их лучшими технико-экономическими показателями.
Этот процесс характеризуется следующими особенностями:
- восстановление ведется в твердофазной области. Пустая порода от металла не отделяется, поэтому, исходя из условий экономичности сталеплавильного процесса, содержание пустой породы в продукте не должно превышать 4-5%. То есть исходный концентрат для металлизации должен содержать 69-70% Ре;
- удаление вредных примесей практически не происходит, поэтому их содержание в исходном железорудном материале не должно превышать 0,01-0,02%;
- восстановленное железо мелкодисперсно, поэтому обладает повышенной склонностью к окисляемости (пирофорность железа), причем, чем ниже температура восстановления, тем в большей степени проявляется это свойство.
В России способы получения губчатого железа в шахтных печах освоены на Оскольском электрометаллургическом комбинате и на Лебединском ГОКе.
Применительно к бакальским сидеритам метод металлизации в шахтных печах разработан и опробован ВНИИМТ [7,8]. Основными его недостатками являются: высокая пирофорность вос-
становленного железа, низкая прочность кусков концентрата и большое содержание в продукте пустой породы (~30%), снизить содержание которой существующими методами практически невозможно.
Наиболее распространенным процессом получения метал-лизованных концентратов из труднообогатимых руд является кричный процесс (Крупп-Ренн-процесс) [9].
Производство крицы осуществляется во вращающихся печах при температурах 1250-1350°С. В зоне крицеобразования пустая порода частично расплавляется и образуется вязкий тестообразный шлак, в котором находятся частицы железа, укрупняющиеся при вращении печи. Выходящий из печи полупродукт охлаждается водой, измельчается и подвергается магнитной сепарации. Кричный металл представляет образования крупностью до 10 мм округлой формы с включениями шлака и содержит 80-90% Ре, ~1% С, значительное количество серы и фосфора, вносимых, главным образом, твердым восстановителем.
Недостатками кричного процесса являются большой расход тепла, низкая производительность и загрязнение металла вредными примесями.
При переработке сидеритов данный процесс неприменим, т.к. требует наличия вязкого «длинного» шлака (100-200 Па с), обычно соответствующего составу: 50-60% ЭЮ2; 10-20% А1203; 15-25% (СаО+МдО), а пустая порода сидеритов, наполовину состоящая из МдО, имеет высокую температуру плавления [10], вследствие чего при характерной температуре кричного процесса она будет находиться в твердом состоянии.
Процессы получения металлизованного продукта во вращающихся печах с использованием твердого восстановителя, при которых металл и шлак находятся в твердом состоянии, применяются, главным образом, при переработке металлургических отходов - пылей и шламов, а также комплексных железных руд, непригодных для использования в доменных печах. Процесс ведут при температурах около 1000°С. Получаемый восстановленный продукт содержит железо в мелкодисперсном состоянии [5], вследствие чего отделить его от пустой породы затруднительно. Для хорошей раскрываемости зерна материал необходимо подвергать тонкому измельчению, но при этом частички металла куются в чешуйки. Кроме того, данная технология требует сложной многоступенчатой мокрой магнитной сепарации [11].
Одностадийные способы прямого получения жидкого железа делятся на два направления:
- схема восстановление-плавление, когда восстановление железорудных материалов протекает в твердой фазе с последующим плавлением и довосстановлением оксидов железа из расплава;
- схема плавление-восстановление, когда восстановление оксидов железа осуществляется из расплава железорудных материалов.
Принципиальным недостатком данных методов является зависимость производительности агрегатов от скорости восстановления в твердой фазе, которая определяется температурным уровнем процесса. Необходимость иметь состав получающегося шлака близким к доменному исключает осуществление прямого получения металла из шихты, содержащей одни сидериты.
Таким образом, на основании вышеизложенного можно сделать вывод, что из-за низкой концентрации железа и высокого содержания тугоплавкой пустой породы в руде применение газового восстановления и использование технологии прямого получения железа из расплава нерационально.
Список литературы
1. Внедоменное получение железа за рубежом / А.Н. Похвиснев, И.Ю. Кожевников, А.Н. Спектор, E.H. Ярхо. М.: Металлургия, 1964. 523 с.
2. Кожевников И.Ю. Бескоксовая металлургия железа. М.: Металлургия, 1970. 300 с.
3. Металлизация и электроплавка железорудного сырья /
A.И. Гиммельфарб, A.M. Неменов, Б.Е. Тарасов. М.: Металлургия, 1981. 152 с.
4. Бескоксовая металлургия железа / В.Ф. Князев, А.И. Гиммельфарб, А.М Неменов. М.: Металлургия, 1972. 272 с.
5. Теория металлизации железорудного сырья / Ю.С. Юсфин,
B.В. Даньшин, Н.Ф.Пашков, В.А. Питателев. М.: Металлургия, 1982. 256 с.
6. Новые процессы получения металла / Ю.С., Юсфин, А.И. Гиммельфарб, Н.Ф. Пашков. М.: Металлургия, 1994. 320 с.
7. К вопросу выбора агрегата для металлизации окатышей /
C.И. Привалов, М.Э. Бланк, В.В. Червоткин // Прямое получение железа и порошковая металлургия. Вып.3. М.: Металлургия, 1978. С.12-15.
8. Разработка и исследование двухстадийного способа металлизации железорудного сырья в трехзонной шахтной печи / М.Э.
Бланк, B.B. Червоткин, В.Р. Кончаковский // Теория и практика прямого полученияжелеза. М.: Наука, 1986. С. 207-211.
9. Савельев Г.П. Производство крицы. М.: Металлургия, 1972. 272 с.
10. Диаграммы состояния шлаковых систем. Т.3 / H.A. Торопов, В.П., Борзаковский, В.В. Лапин и др. Л.: Наука, 1972. 116 с.
11. Обжиг-магнитное обогащение железных руд / В.И.Кармазин, Г.В. Губин, П.П. Юров. М.: Недра, 1969. 168 с.
УДК 669.162.261.3
С.К. Сибагатуллин, Е.О. Теплых, A.C. Харченко
ФГБОУВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова»
ВЛИЯНИЕ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ЗАГРУЗКИ КОМПОНЕНТОВ ШИХТЫ В БУНКЕР БЗУ НА РАВНОМЕРНОСТЬ ИХ ПОСТУПЛЕНИЯ В КОЛОШНИКОВОЕ ПРОСТРАНСТВО ДОМЕННОЙ ПЕЧИ
Компоненты доменной шихты включают, кроме железорудного сырья и кокса, различные добавки. Таковыми, в частности, являются коксовый орешек, обеспечивающий экономию удельного расхода кокса, кварцит и известняк для поддержания заданной основности шлака, железная и марганцевая руды в качестве промывочных материалов. На печах объемом 1370-2014 м3 расход добавок не превышает 1500-2000 кг/подачу, что при существующем режиме загрузки приводит к неравномерному их распределению по окружности колошника [1, 2]. Для выявления рациональной последовательности загрузки железорудной части шихты в доменную печь провели 4 серии опытов, используя физическую модель бесконусного загрузочного устройства лоткового типа [3].
В качестве выходного параметра использовали коэффициент равномерности поступления компонентов шихты из бункера
Кко = 1 --, (1) коср
где Oj - среднеквадратическое отклонение по массе i-x порций компонентов шихты, поступающих из бункера;
© Сибагатуллин С.К., Теплых Е.О., Харченко A.C., 2011
