Исследование и разработка технологии производства железорудных окатышей с целью замены бентонита органическим связующим

• Автор: Вайнштейн, Роман Михайлович
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 124 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ РЫНКА СВЯЗУЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ

1.1. Качество железорудных окатышей. Функции связующих.

1.2. Свойства окатышей с различными связующими.

1.2.1. Связующие, разубоживающие железорудные окатыши.

1.2.2. Связующие, неразубоживающие железорудные окатыши.

1.2.3. Комплексные связующие.

1.3. Постановка задачи исследования.

2. МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Изучение свойств шихтовых материалов.

2.2. Исследование процесса окомкования и свойств сырых окатышей.
2.3. Исследование кинетики сушки сырых окатышей.
2.4. Изучение распределения влаги по сечению окатыша.
2.5. Изучение процесса обжига и свойств обожженных окатышей.
2.6. Исследовяметаллургических свойств окатышей.
3. ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ ОКАТЫШЕЙ С ОРГАНИЧЕСКИМ СВЯЗУЮЩИМ
3.1. Свойства шихтовых материалов.
3.2. Механизм окомкования.
3.3. Структура сырых окатышей.
3.4. Сушка окатышей
3.5. Металлургические свойства обожженных окатышей.
4. ПРОМЫШЛЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТ ВА ЖЕЛЕЗОРУДНЫХ ОКАТЫШЕЙ С ОРГАНИЧЕСКИМ СВЯЗУЮЩИМ
4.1. Расчет материальнотеплового баланса.
4.2. Окомкование и свойства сырых окатышей.
4.3. Обжиг и качество железорудных окатышей для металлизации в шахтных печах.
4.4. Опытнопромышленные испытания технологии производства железорудных окатышей для доменных печей.
4.5. Сравнительная экологическая оценка технологий производства окатышей с минеральным и органическим связующим.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Определяют прочность окатышей на сжатие и барабанную прочность (на удар - выход из барабана фракции +5 мм и истираемость - выход фракции -0,5 мм). Согласно ГОСТ прочность окатышей на сжатие должна быть не менее 2 кН на окатыш /8/, выход фракции +5 мм после испытания в барабане - не мене %, фракции -0,5 мм - не более 4 % 1. Важной характеристикой окатышей является их поведение при одновременном нагреве и восстановлении. Качественные окатыши характеризуются высокой "горячей" прочностью //, максимальной температурой начала процесса размягчения и минимальным температурным интервалом, в котором они находятся в вязкопластичном состоянии //. Восстановимость окатышей, определяется размером окатышей, их пористостью и минералогическим составом. Известно, что повышение восстановимости железорудного сырья на 1 % способствует экономии 4 кг кокса на 1 т чугуна /6/. Аналогичные качественные характеристики окатышей необходимы и при металлизации окатышей. Высокая температура размягчения окатышей позволяет увеличить температуру процесса и тем самым повысить производительность шахтных печей, снизить удельный расход восстановителя и реакционную способность металлизованного продукта/, , /. Современная технология производства железорудных окатышей предусматривает последовательное окомкование шихты и упрочнение полученных окатышей. В состав шихты входит железорудный концентрат, флюсующие, связующие и прочие добавки. Свойства окатышей с различными связующими. Современный рынок предлагает большое количество разнообразных связующих материалов, единой общепринятой классификации которых не существует. На рисунке 1 представлена классификация связующих по характеру упрочняющего действия связующего вещества, согласно которой связующие образуют две основные группы: твердеющие и упрочняющие добавки //. Причем первые из них применяются при безобжиговых методах производства окатышей, а вторые - при обжиговых. В работе // предлагается иная классификация связующих, в соответствии с которой связующие разделены по типам веществ и их происхождению, рис. Ниже рассмотрим связующие добавки с позиции формирования химического состава железорудных окатышей. Все предлагаемые материалы могут быть разделены на две большие группы: разубоживающие окатыши и не^ра-зубоживающие. Связующие, разубоживающие железорудные окатыши. Глинистые материалы занимают основную долю рынка связующих веществ. Наиболее широко при окомковании железных руд применяются бентонитовые глины. Рис. Рис. Химический состав бентонитов различен и более полную техническую характеристику бентонитам дает их минералогический состав. Основной составляющей бентонитовых глин, обеспечивающей их вяжущие свойства, является минерал монтмориллонит (А1, 1У^)2-з(ОН)2(|о)*яН2С). В состав бентонитов так же входит небольшое количество байделлита. При увлажнении бентониты поглощают воду, увеличиваются в объеме в . Различают две основные группы бентонитов: щелочные и щелочноземельные. Щелочные бентониты также называют "истинными", обменный комплекс таких глин представлен в основном ионами Ыа+. Такие бентониты характеризуются высокой набухаемостью и низкой пластичностью, а окатыши, полученные с бентонитами этой группы обладают высокой прочностью как во влажном так и в высушенном состояниях. Обменный комплекс щелочноземельных бентонитов представлен ионами К* и Са2+, такие бентониты называют "суббентонитами". Набухаемость таких бентонитов ниже, пластичность выше, а необходимый для получения достаточной прочности сырых окатышей расход выше. Известно так же, что повышенная жесткость воды ухудшает свойства бентонитов /, /. Для оценки пригодности бентонитов для оком кования железорудных концентратов используют различные способы. Изучают набухаемость, вязкость суспензии и дзета-потенциал бентонита //. Бентониты удовлетворительного качества должны иметь влагу набухания не ниже 0 % и значение пластичности суспензии не менее 0 с'1 //. По мнению сотрудников института Механобрчермет наиболее достоверную информацию о качестве бентонита как связующего дает лабораторный технологический метод.