Влияние содержания железа в шихте на выход годного агломерата при спекании смеси концентратов ОАО «ММК» и ССГПО Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

5. Харченко A.C., Сибагатуллин С.К., Сысоев Н.П. Поступление коксового орешка совместно с агломератом и окатышами из шихтового бункера БЗУ в колошниковое пространство доменной печи // Изв. вузов. Черная металлургия. 2011. № 8. С 18-19.

6. Истечение материалов из шихтового бункера лоткового загрузочного устройства доменной печи по видам крупности / С.К. Сибагатуллин, А.С Харченко, С.И. Гаврюшкин, A.B. Чевы-челов // Теория и технология металлургического производства: межрегион. сб. науч. трудов. № 9. Магнитогорск, 2009. С. 21-25.

7. Спирин H.A. Лавров В.В. Методы планирования и обработки результатов инженерного эксперимента. Конспект лекций. Екатеринбург ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2004. 257 с.

УДК 669.162.1:622.78

Д.Н. Гущин, A.C. Харченко, A.A. Бородин, H.A. Бидненко

ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова» К.В. Сенькин, A.B. Турук

ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат»

ВЛИЯНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ЖЕЛЕЗА В ШИХТЕ НА ВЫХОД ГОДНОГО АГЛОМЕРАТА ПРИ СПЕКАНИИ СМЕСИ КОНЦЕНТРАТОВ ОАО «ММК» И ССГПО

Повышение содержания железа в железорудном сырье является одним из направлений совершенствования металлургического производства. Увеличение содержания железа вызывает разносторонние изменения агломерационного и доменного процессов. Поэтому получение положительного результата от него не является очевидным [1-3]. Это обусловливает необходимость дополнительного изучения влияния богатства сырья на ход процесса агломерации. В связи с этим провели серию опытов по спеканию агломерата.

Изучили влияние содержания железа, углерода в шихте и ее влажности на выход годного агломерата. В исследовании применили трехфакторный план эксперимента Бокса-Бенкина [4], при варьировании на трех уровнях.

Для математического описания выходного параметра от указанных факторов выбрано уравнение:

У — ЬЬ }Х } Ь2х2 ЬзХ 3 Ь}2Х}Х2 ^^ Ь }зХ}Х 3 Ь2зХ2Хз Ь }}Х}

I Ь22Х2 ^^ ЬззХ2 ^^ Ь4Х}Х2 ^^ Ь^Х2Х} ^^ Ь6Х3Х} ,

где х-|, х2, х3 - факторы, влияния которых на параметр исследуются; Ь - коэффициенты уравнения регрессии. В процессе эксперимента спекали шихту, включающую 70% смеси концентратов ДОФ-5 ОАО «ММК» и ССГПО и 30% аг-лоруды сосновского рудника. Массовая доля химических элементов аглоруды и концентратов представлена в таблице. Различное содержание железа получали варьированием доли концентратов ДОФ-5 ММК и ССГПО. Полученную аглошихту спекали на лабораторной установке ФГБОУ МГТУ им. Г.И.Носова [5]. Спек агломерата дробили в щековой дробилке с выходной щелью 18 мм. Выход годного характеризовали отношением фракции +5 мм к общему количеству агломерата.

Химический состав компонентов агломерационной шихты

Компонент Массовая доля элемента,%

Ре РеО бю2 А12О3 СаО Р Б ТЮ2

Сосновская аглоруда 51,7 24,8 12,8 3,36 6,6 0,026 3,36 0,2

Концентрат ОАО «ММК» 60,6 27,7 7,05 1,99 2,95 0,015 0,63 0,5

Концентрат ССГПО 65,3 28,7 4,2 1,5 1,0 0,010 0,42 0,3

Обработкой экспериментальных данных определили коэффициенты уравнения (2), значимость которых оценили по критерию Стьюдента.

У = 72,4-5,65Ев + } } ,75С + 6,76Ж + 8,94¥еС- 7,56СЖ + 5,56Ев Ж-

(2)

-6,33Гв2 + 4,46С2 -3,21Ж2 + 0,91^еС2 + 3,37С^е2 + 2,

где Ре, С, W - содержание соответственно железа, углерода и влаги в шихте, %.

В полученном уравнении все факторы представлены в кодированной форме и изменяются от -1 до 1. Зависимости выхода годного агломерата от исследованных факторов приведены на рис. 13. Наиболее высокий выход годного, равный 99,2%, обеспечивался спеканием шихты, содержащей 61,22% железа, 11% влаги, 9% углерода. Она включала 30% аглоруды и 70% концентрата ССГПО.

100

%

о" 80

о

I 60

о

40

о

X п 20

т

0

57,5 58,5 59,5 60,5 Содержание железа в шихте, %

61,5

0

1

ч

о |_

о X _о

т

0

1

ч

о |_

о X .о

т

95 85 75 65 55 45 35

57,5 58,5 59,5 60,5

Содержание железа в шихте, %

100 90 80 70

60

61,5

57,5 58,5 59,5 60,5 Содержание железа в шихте, %

61,5

Рис.1. Зависимость влияния содержания железа на выход годного агломерата при влажности 7% (а), 9% (б), 11% (в) и содержании углерода 5% (—♦—), 7% (-■"), 9%

40

6 7 8

Содержание углерода в шихте, %

6 7 8

Содержание углерода в шихте, %

I 90

I

о 80

о

х

_о

т

70

60

5 6 7 8 9

Содержание углерода в шихте, %

в

Рис. 2. Зависимость влияния содержания углерода на выход годного агломерата при влажности 7% (а), 9% (б), 11% (в) и при содержании железа 57,9% (-+-), 59,8% (-■"),

61,2% ("А")

5

9

5

9

0

1

ч о

0

1

ч о

60 40

§ 20 .о

со _

80 70

60 * 50

о * 40

Ш 30

8

9

10

11

Содержание влаги в шихте, %

8

9

10

11

Содержание влаги в шихте, %

100 95 90 85 80 2 75 70

0

1

ч

о |_

о

X

л

Ой

8

9

10

11

Содержание влаги в шихте, %

Рис. 3. Зависимость влияния содержания влаги на выход годного агломерата при содержании углерода 5% (а), 7% (б), 9% (в) и при содержании железа 57,9% (-♦-), 59,8% (-■"),

61,2% ("А")

7

7

7

Согласно рис. 1,а увеличение выхода годного при влажности шихты, равной 7%, обеспечивалось повышением содержания железа в ней от 57,9 до 59,6%. Дальнейший рост содержания железа за счет повышения доли в шихте соколовско-сарбайского концентрата и понижения магнитогорского сопровождался снижением величины показателя выхода годного. В условиях спекания шихты, содержащей 9 и 11% влаги, 9% углерода, с повышением содержания железа выход годного агломерата вновь увеличивался (рис. 1, б, в).

Действие других факторов, обеспечивших увеличение выхода годного агломерата, оказалось следующим:

- повышение содержания углерода в шихте при ее влажности 7 и 9% (рис. 2, а, б);

- спекание шихты, содержащей 5 и 7% углерода при повышении влажности шихты (рис. 3, а, б);

- спекание шихт с содержанием углерода 9%, железа 57,9 и 59,8% при увеличении влажности с 7 до 8,7 и 9,2% соответственно (рис. 3, в).

Заключение

По результатам спекания агломерационной шихты, включающей 30% сосновской аглоруды, 70% смеси магнитогорского и соколовско-сарбайского концентратов, наиболее высокий выход годного, равный 99,2%, обеспечивался при содержании в ней 61,22% железа, 11% влаги, 9% углерода.

Список литературы

1. Лёкин П.В., Юсупов Р.Б., Полушкин М.Е. Освоение технологии спекания, оценка металлургических свойств и минералогического состава агломерата с содержанием железа 56-59%: отчёт по НИР. Магнитогорск, 2001.

2. Изучение влияния содержания железа в шихте на восстановительные процессы в доменной печи / В.Л. Терентьев, В.А. Гостенин, С.К. Сибагатуллин и др. // Сталь. 2004. № 12. С.21-24.

3. Особенности богатого сырья для доменной плавки / Савинов В.Ю., Сибагатуллин С.К., Терентьев A.B., Ваганов А.И. // Теория и технология металлургического производства: межрегион. сб. науч. тр. Вып. № 4. Магнитогорск: МГТУ, 2004. С. 4-9.

4. Спирин H.A. Лавров В.В. Методы планирования и обработки результатов инженерного эксперимента. Конспект лекций. Екатеринбург ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2004. 257 с.

5. Качество агломерата из железорудных концентратов с повышенным содержанием оксида титана / Колокольцев В.М., Биге-ев В.А., Сибагатуллин С.К., Гущин Д.Н., Иванов A.B. // Теория и технология металлургического производства: межрегион. сб. науч. тр. Вып. № 11. Магнитогорск: МГТУ. 2011. С. 4-8.