Производство на синтеро, Агломерационна шихта и нейното приготвяне, Процес на агломериране - Технология
Агломерацията е процес на агломериране на малки руди, концентрати и димни прахове чрез синтероване в резултат на изгаряне на гориво в слой от синтерован материал. За производството на агломерат машините за лентово синтероване са проектирани със синтероване на шихтовия слой върху подвижна решетка, докато засмуква въздух през шихтата. Продуктът на синтероване (агломерация) - агломерат - е бучка, порест черен продукт; може да се характеризира опростено като синтерована руда или синтерован руден концентрат.
По време на агломерацията се отстраняват някои вредни примеси (сяра и частично арсен), карбонатите се разлагат и се получават бучки порести, освен това се получава разтопен материал. По същество това е металургична подготовка.
Агломерационна шихта и нейната подготовка
Основните компоненти на агломерационния заряд са желязосъдържащи материали (руден концентрат, руда, димен прах); връщане (отсята глоба от предварително произведен агломерат); гориво (коксов газ); влага, въведена за пелетизиране на заряда; въведен варовик за производство на флюсов агломерат.
В допълнение към заряда често се добавя вар (до 25--80 kg / t агломерат), което подобрява плътността на заряда, повишава неговата пропускливост на газ, силата на агломерата; манганова руда (до 45 kg/t агломериран) за увеличаване на съдържанието на манган в чугуна и отпадъците (нагар, утайки и други материали, които въвеждат железни оксиди).
Подготовката на заряда, както и синтероването, се извършват в агломерационни заводи. Приготвянето на шихтата трябва да осигурява осредняване, необходимата крупност, дозиране на компонентите на шихтата, смесването и пелетизирането й. Компонентите на заряда от бункерите, където се съхраняват, се дозират с помощта на тегловни и обемни дозатори. Дозирането трябва да осигурижелания състав на агломерата.
Процес на синтероване
Върху решетката на конвейерната лента се зарежда така нареченото "легло" с височина 30-35 mm, състоящо се от връщане с размер на частиците 10-25 mm. След това сместа се зарежда (250-350 mm). Под решетката се създава разреждане от около 7-10 kPa, в резултат на което външният въздух се засмуква в слоевете от повърхността.
За да започне процесът, горният слой на заряда се нагрява до 1200-1300 ° C със специално запалително устройство и горивото се запалва. Горенето се поддържа в резултат на засмукване на атмосферния въздух. Висока зона на горене от около 20 mm постепенно се движи отгоре надолу (към решетката) със скорост 20-30 mm / min.
В зоната на горене температурата достига 1400-1500 °C. При такива температури варовикът CaCO3 се разлага на CaO и CO2 и част от заредените железни оксиди се редуцира до FeO. Получените CaO и FeO, както и оксидите на заряда SiO2, Fe3O4, Fe2O3, A12O3 и др. влизат в химично взаимодействие с образуването на нискотопими съединения, които се топят. Получената течна фаза импрегнира твърдите частици и химически взаимодейства с тях. Когато зоната на горене се спусне под местата на образуване на течната фаза, въздухът, засмукан отгоре, охлажда масата, импрегнирана с течната фаза, и последната се втвърдява, което води до образуването на твърд порест продукт - агломерат. Порите се образуват в резултат на изпаряване на влага и засмукване на въздух. Преминаването през зарядния слой отгоре надолу на зоната, в която се изгаря горивото и се образува агломератът (т.е. синтерованият слой) продължава 8-12 минути и завършва, когато се достигне леглото.
Нека разгледаме основните химични реакции, протичащи по време на агломерацията. Изгарянето на гориво протича в съответствие с реакциите:
В изхвърлените продукти от горенето съотношението CO2/CO е равно на4-6, но в близост до горящи парчета кокс атмосферата се редуцира (преобладава CO), което води до редукция на железните оксиди.
Повечето от крехките Fe2O3 оксиди се превръщат в Fe3O4 в резултат на редукция: Fe2O3 + CO = Fe3O4 + CO2 или в резултат на дисоциация: 6Fe2O3 = 4Fe3O4.
Някои оксиди на Fe3O4 се редуцират до FeO: Fe3O4 + CO = 3FeO + CO2.
Варовикът се разлага по реакцията CaCO3 = CaO + CO2, която протича с поглъщането на топлина.
По време на агломерацията се отстраняват сярата и частично (около 20%) арсен. Сярата в заряда обикновено е под формата на железен сулфид FeS2 (пирит), а понякога и под формата на сулфати CaSO4 * 2H2O (гипс) и BaSO4 (барит). Пиритът при условия на агломерация се окислява чрез няколко реакции, една от които:
Гипсът и баритът се разлагат при 1200-1400°C по реакциите CaSO4 = CaO + SO3;
В процеса на агломерация 90-98% от сулфидната сяра изгаря и 60-70% от сулфатната сяра. Долната граница се отнася за флюсирания агломерат, а горната граница за нефлюсования.
Има много реакции на взаимодействие между оксидите на заряда, което води до образуването на десетки различни химични съединения.