Исследование влияния бентонитов на формирование элементов структуры и свойств сырых и обожженных окатышей

• Автор: Мальцева, Валентина Евгеньевна
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 181 с. : ил

1. Аналитический обзор. Анализ взглядов на роль связующего в

формировании структуры, свойств и технологии получения

железорудных окатышей

1.1. Современные требования к металлургическим свойствам окатышей.

1.2. Современные представления о роли связующего материала при производстве железорудных окатышей.

1.3. Состав, структура и свойства бентонитовых глин

1.4. Роль связующего в формировании прочностных свойств сырых

и обожженных окатышей

1.5. Роль связующего в технологии окомкования, сушки и обжига окатышей.

1.6. Выводы

2. Исследование и систематизация свойств бентонитов

2.1. Развитие представлений о структуре и свойствах бентонитовых глин
2.2. Методики проведения испытаний. Методика определения вязкости водных суспензий связующих добавок для окомкования
2.3. Общая характеристика исследуемых бентонитов .Г
2.4. . Кинетика структурообразования коллоидных растворов в зависимости от концентрации бентонита
2.5. Исследование закономерностей гидратации и дегидратации бентонитовых глин различной структуры и свойств
2.6. Выводы
Формирование прочностных характеристик сырых окатышей при
использовании бентонитов разной структуры и свойств
3.1. Развитие модельных представлений в формировании прочности сырых окатышей.
3.2. Исследование закономерностей формирования прочностных характеристик сырых окатышей и подсушенных окатышей в зависимости от технологии приготовления шихты
3.3. Роль перегрузок в разупрочнении сырых окатышей
3.4. Анализ влияния свойств бентонита на прочность сырых окатышей и их пористую структуру.
3.5. Установление наследственной связи между прочностью сырых и подсушенных окатышей при использовании бентонитов разной структуры и свойств
3.6. Выводы
Анализ процессов упрочнения окатышей. Роль бентонитов в
формировании структуры и свойств обожженных окатышей.
4.1. Развитие модельных представлений о прочности окатышей на сжатие.
4.2. Анализ роли дефектов структуры в формировании прочности
окатышей.
4.3. Анализ роли физикохимических процессов в формировании прочности обожженных окатышей
4.4. Влияние свойств бентонита на прочность обожженных окатышей.
4.5. Природа наследственной связи качественных показателей сырых,сухих и обожженных окатышей
4.6. Выводы
5. Оптимизация свойств бентонита при производстве железорудных окатышей в условиях Лебединского ГОК
5.1. Анализ практических результатов работы фабрики окомкования ЛГОКа при использовании различных связующих добавок
5.2. Оптимизация состава и свойств связующего для производства окатышей с целью их последующей металлизации на установке ХИЛЛ II
5.3. Выводы
6. Заключение
Литература


Известно , что наличие в шихтовых материалах оксидов кальция и магния повышает восстановимость и прочность окатышей при восстановительнотепловой обработке, уменьшает разрушение при низких и склонность к слипанию при высоких температурах, улучшает условия науглероживания окатышей при металлизации. Требования к основности различаются в зависимости от свойств исходных железорудных материалов и типа процесса металлизации. Так, если для установок Мидрекс значение основности специально не оговаривается обычно оно составляет 0,5 0,8, то для установок ХИЛ оно должно быть 0,9. Лебединского концентрата с основность 1,0 1,2. Физические свойства. Эффективность процесса восстановления в движущемся слое в значительной степени зависит от высокой газопроницаемости столба шихты, способствующей хорошему контакту газовой и твердой фаз. Это достигается применением материалов узкого фракционного состава и с высокой прочностью на сжатие и истирание. Требования к физическим свойствам железорудного сырья прочности, фракционному составу, истираемости и др. Например, для процессов металлизации с использованием газообразных восстановителей в шахтных печах, ретортах крупность окатышей должна находиться в пределах мм, содержание мелочи 5 мм не должно превышать 5 , механическая прочность в исходном состоянии не ниже Нокатыш, доля окатышей фракции 9,5 мм должна составлять доля фракции 6, мм при испытании в барабане не менее доля фракции 0,6 мм не более 4 . Как видно, требования к содержанию мелочи в шихте для шахтных печей металлизации железа жестче, чем для доменных, так как в первых отсутствует кокс, разрыхляющий шихту и служащий опорным каркасом столба шихты. Однако, в независимости от специфики процесса металлизации, по нашему мнению, справедлив подход предложенный авторами 1, согласно которому
наиболее опасным с точки зрения разрушения гематитовых окатышей при восстановлении является довольно узкий диапазон температур 0 0 С, в котором происходит хрупкое разрушение. При более низких температурах реакция восстановления гематита не получает достаточного развития, а при более высоких начинают проявляться пластические свойства реагирующих окислов, что приводит к релаксации возникающих напряжений. Следовательно, снижение относительного времени пребывания окатышей в зоне опасных температур должно способствовать уменьшению степени их разрушения. Повышение скорости нагрева до 8 градмин приводит к уменьшению степени самопроизвольного разрушения, а дальнейшее ее увеличение не оказывает существенного влияния. Таким образом, характер изменения прочностных свойств окатышей при восстановлении верхний части шахтной печи зависит не только от свойств самих окатышей, но и от условий восстановления и, в частности, от скорости изменения температуры. В последнее время для оценки свойств окатышей и их пригодности к тому или иному переделу используется международная методика , состоящая из семи различных тестов табл. Отметим, что последние пять показателей качества окатышей, в значительной степени определяются их структурой. В настоящее время и отечественные, и зарубежные исследователи практически едины во мнении, что ряд требуемых свойств окатышей как для металлизации, так и для доменной плавки, в значительной степени определяется их структурой. Однако, как отмечается в работах , структура обожженного окатыша формируется не только в процессе его термообработки и определяется не только его химическим и фазовым составом, но зависит и от количества и свойств связующих материалов, в частности, бентонитов. Однако, этой проблеме не уделено должного внимания. В литературе не выявлены системные исследования и обобщения исследованиях. В то же время опыт работы
Лебединского ГОКа свидетельствует о том, что качество бентонита проявляется не только в транспортных свойствах окатышей на пути от окомкователя до обжиговой машины, а влияет и на формирование структуры окатышей при сушке, на эффективность работы зон сушки, а в ряде случаев и на конечную структуру окисленных окатышей. Таблица 1. Показатели качества товарных окатышей. Индекс разрушения при восстановле
3. Количество оборотов, ед.