Разработка технологических основ производства окатышей из гематитового концентрата для использования в процессе ITmk3

• Автор: Вохмякова, Ирина Сергеевна
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 120 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР.

1.1 Краткий сравнительный анализ технологий прямого получения железа с использованием тврдого топлива

1.2 Технология прямого получения железа на базе процесса ГГткЗ.

1.3 Особенности гематитового железорудного сырья и его переработки

1.4 Связующие добавки, используемые для получения окатышей.

1.5 Закономерности восстановления гематита.

1.6 Выводы и постановка задач исследования.

ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ОКОМКОВАНИЯ ШИХТ НА ОСНОВЕ ГЕМАТИТОВОГО КОНЦЕНТРАТА.

2.1 Изучение влияния удельной поверхности концентрата на прочность сырых окатышей.

2.2 Изучение влияния упрочняющих добавок разного вида на свойства сырых окатышей.
2.3 Исследование свойств сырых окатышей с энергетическим углм.
2.4 Выводы.
ОСОБЕННОСТИ СУШКИ И УПРОЧНЕНИЯ РУДОУГОЛЬНЫХ ОКАТЫШЕЙ ИЗ ГЕМАТИТОВОГО КОНЦЕНТРАТА.
3.1 Анализ факторов, определяющих продолжительность сушки окатышей
3.2 Закономерности формирования прочностных свойств сухих окатышсй
3.3 Изучение свойств сухих окатышей, изготовленных с углм.
3.4 Выводы.
ВЛИЯНИЕ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА НА ФОРМИРОВАНИЕ РЕАКЦИОННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ПРИ ВОССТАНОВЛЕНИИ РУДОУГОЛЬНЫХ ОКАТЫШЕЙ
4.1 Развитие реакционных поверхностей при восстановлении окатышей без твердого топлива.
4.2 Развитие реакционных поверхностей при восстановлении рудоугольных окатышей.
4.3 Выводы.
ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ПОЛУЧЕНИЯ ЧУГУННЫХ ГРАНУЛ В ЛАБОРАТОРНЫХ УСЛОВИЯХ
5.1 Методика и условия проведения исследований.
5.2 Влияние температуры на формирование чугунных гранул
5.3 Влияние угольной подушки на формирование чугунных гранул.
5.4 Влияние времени выдержки на формирование чугунных гранул
5.5 Химический состав чугунных гранул.
5.6 Выводы.
6 ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Исследования процессов окомкования, сушки и восстановления гематитовых окатышей с твердым топливом выполнены в лабораторных условиях. При обработке экспериментальных данных использован расчетно-теоретический анализ, основу которого составили положения теории тепло- и массообмена, теории металлургических процессов и методы математической статистики. Научная новизна результатов работы. Выявлены закономерности окомкования гематитового концентрата с различной удельной поверхностью. Определены значения этого параметра, обеспечивающие получение требуемой технологией ТТшкЗ показателей прочности сырых окатышей. Проведена систематизация роли количества и типа связующих добавок в формировании прочностных свойств окатышей. Выявлено, что оптимальным связующим является мука в количестве 5 %, что обеспечивает необходимые качественные показатели окатышей, загружаемые в печь с вращающимся подом. На основе анализа результатов исследований процессов сушки окатышей из гематитового концентрата с твёрдым топливом сформулированы основные технологические принципы - тип связующего и параметры сушильного агента. Впервые разработаны и сформулированы модельные представления о закономерностях развития реакционных поверхностей при восстановлении рудоугольного окатыша гематитового состава до магнетита. При этом положено, что реакционные поверхности образуются не только за счёт релаксации возникающих напряжений, сопровождающих фазовый переход Ре3 —> Ре4, но и вследствие выгорания твёрдого топлива и связующего вещества. Установлены факторы, определяющие закономерности формирования чугунных гранул при восстановлении гематитовых окатышей. Выявлено, что основными факторами являются температура и количество угольной подушки. При этом продолжительность восстановительно-тепловой обработки гематитовых окатышей зависит от типа твёрдого восстановителя. Практическая значимость работы. Показана и подтверждена возможность получения гематитовых окатышей для последующего получения из них чугунных гранул в процессе ГГткЗ. Разработаны технологические условия для производства рудоугольных окатышей из гематитового концентрата, предназначенные для использования в процессе ГГткЗ. Установлены факторы, влияющие на формирование чугунных гранул, их качество и гранулометрический состав. Личный вклад автора. Личный вклад автора работы заключается в постановке цели и задач исследования, разработке его методологии, в личном участии при проведении лабораторных исследований, обработке экспериментальных, расчётных данных и их анализе. Результаты лабораторных исследований процессов окомкования и сушки гематитовых окатышей с твердым топливом, предназначенных для процесса ГГткЗ. Модельные представления о закономерностях развития реакционных поверхностей при восстановлении рудоугольных гематитовых окатышей. Технологические основы, обеспечивающие получение качественных чугунных гранул при восстановлении рудоугольных окатышей из гематитового концентрата. Реализация результатов. Результаты исследования использованы в разработке перспективных программ развития производства металлургического сырья Объединенной металлургической компании (ОМК). Апробация работы. Материалы диссертации доложены и обсуждены на международных научно-практических конференциях «Творческое наследие Б. И.Китаева», УГТУ-УПИ (г. Екатеринбург, г. Теория и практика тепловых процессов в металлургии», УрФУ им. Президента России (г. Екатеринбург, г. Публикации. Основное содержание диссертационной работы изложено в научных статьях, из них 3 опубликованы в ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендуемых ВАК. Структу ра и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения, изложена на 2 страницах машинописного текста и содержит таблиц, рисунков и список использованной литературы, включающий наименований. Р - пористость, ед. Н - разрежение по манометру, мм вод. Хп - скорость восстановления, отн. П/мм; р - истинная плотность материала, г/см с0 - порозность материала; г| - вязкость воздуха, Па*с; т - время, с.