9. Шикіқұрам қабатына қойылатын талаптар
Дәстүрлі металлургиялық үрдіс, ең алдымен, газды өңдегіш реагент және энергия тасымалдағыш ретінде қолданылуына негізделген. Шикіқұрам берілген температураға дейін қыздыру және химиялық реакциялар, соның ішінде, газдардың тотықтары газдың шикіқұрамның бірлігіне 1000 – 1200 м3 / т аралығында жұмсалуы кезінде түзіледі. Агрегаттың берілген өнімділігін қамтамасыз ету т / тәул немесе т / сағ бірлігінде бағаланады. Онда газ шығыны өнімділікті меншікті шығынға көбейту арқылы табылуу мүмкін:
VΓ = ΠЧ · υΓ · (1)
Көріп отырғанымыздай, 1 сағатта шикіқұрам материалдары арқылы газдың мөлшері υΓ өтуі қажет. Металлургиялық агрегатта газ ағыны өтетін, шикіқұрамның діңгегінің қимасы бар болғандықтан, олардың қатынасы арқылы газ ағынының қозғалу жылдамдығын есептеп шығаруға болады, яғни.
ωГ = , , немесе
(2)
ωГ = . (3)
Бұл теңдеу арқылы шикіқұрамның қабатына негізгі талаптар қойылады. Шикіқұрамның қабаты өзінің берік күйін сақтауы және (3) қатынасымен анықталатын жылдамдық бойынша газды ағынды өткізуі қажет. Бұл талапқа газ өткізгіштік деп аталатын қабаттың қасиеті сәйкес келеді.
Қабаттың газ өткізгіштігін қамтамасыз ету үшін соңғысы кесектілікке ие болуы керек. Кесекті материалдардан тұратын қабат газ ағыны өтетін, бос кесек аралық аумаққа ие.
Бір жағынан бай темір кенді кен орындарының таусылуы, өте кедей темір кенді кен орындарды қайта дамыту шикізатты дайындау алдында кен шикізатын, ұсақ және дисперсті материал түрінде болатын, темір кеннің дайын өнімін міндетті түрде байытуды алға қойды. Сондықтан да, оны дәстүрлі металлургиялық үрдісте тікелей қолдану, мүлдем мүмкін емес және тек одан кесектелген шикізатты өндіру арқылы жүргізіледі.
Домналы шахталы пешке кесектелген шикізатты тығыз шикіқұрам діңгегі түрінде тиелгеннен кейін қысылған жағдайда төменге жайлап түсіріледі. Пештен жоғарыдан төмен қарай қозғалу кезінде қабат түйіршіктері қысымға, тазалауға, тегістеуге беріледі. Мұндай қозғалыс кезінде кесектелген кеннің ұнтақталуы сондай-ақ жағымсыз нәтижелерге әкеледі. Шикіқұрамның түсу шамасы бойынша ұнтақтарды ұлғайту колошникті шаңның шығарылып тасталуын жоғарылататын газ өткізгіштікті төмендетеді. Сондықтан, шикізатты кесектеудің маңызды талаптарының бірі болып кесектердің тығыздығы саналады.
Кесектеу үрдісі үш негізгі әдістен тұрады. Шикізатты кесектеудің ең кең таралған әдісі болып агломерация саналады.
10 Агломерациялық үрдіс
Үрдісті жүзеге асыру үшін, агломерациялық шикіқұрамды құрастыру керек. Агломерациялық шикіқұрамның негізі ретінде темір кенінің дайын өнімі және ұсақ аглокен саналады. Дайын өнім және кеннің негізгі құраушысы ретінде, әдетте, шамамен 80 - 85% құрайтын темір тотығы саналады. Дайын өнімдер және кендер, әдетте, қышқыл болып келеді. Металл емес тотықтарда SiO2 тотығы кездеседі. Шикіқұрамды дайындау кезінде күтілетін қождың негізін және құрамын болжамдайды. Қож шикіқұрамының негізі келесі қатынаспен сипатталады:
В = . (4)
Бастапқы дайын өнім және кендегі СаО жетіспейтіндіктен, шикіқұрамға, әдетте негізі ретінде әк қолданылатын, флюсті қосу қажеттігі туындайды.
1 Кесте – Әктің құрамы
CaO |
SiO2 |
Fe2O3 |
MgO |
Al2O3 |
S |
CO2 |
54,0 |
1,45 |
0,45 |
1,25 |
0,35 |
0,02 |
42,0 |
Әк белгілі бір негізділіктегі В флюстық қабілетпен сипатталады.
ФС = СаО(Ф) - ВSiO2(Ф) (5)
Мысалы, В = 1,2 болған кезде:
ФС = 54,0 - 1,2 ∙ 1,45 = 52,26.
Шикіқұрамның кендік бөлігініің бірлігіне қажет флюстің шамасын келесі формуламен анықтауға болады:
U
= , (6)
мұндағы, SiO2, CaO – шикіқұрамның кендік бөлігіндегі осы тотықтардың құрамы, %: SiO2(ф), CaO(ф) –флюстегі осы тотықтардың құрамы, %.
(6) теңдеу бойынша шикіқұрамның екінші қоспасының – флюстің (әктің) шамасын анықтаймыз.
Шикіқұрамның үшінші қоспасы болып < 8 мм фракциядағы кокс ұнтағы саналады. Оның шамасын шикіқұрам қабатын еріту температурасына дейін қыздырудың жылулық теңдеуі бойынша анықтауға болады. Бұл шама әдетте белгілі және оны толығымен шикіқұрамның кендік бөлігінің массасынан 4 - 6% аралығында алуға болады. Осылайша, аглокеннің барлық үш қоспасында көрсетуге болады.
Кокс қосылысының негізделуі жылу бөлінумен сипатталады. Бұл үрдіс аглокен қабатындағы кокс түйіршіктерінің жану нәтижесінде жүргізіледі. Бұл үшін шикіқұрам қабаты арнайы мойындық арқылы өтеді, бұл аумақта қыздырғыш немесе форсунка арқылы газ түріндегі немесе сұйық өнімдерді жағып, жанғыш газды 1200○С температурада ауа қоспасымен жылдамдығы 1,1 - 1,4м / мин қозғалғыш конвейерде аглокен қабаты арқылы сорады. Осыған байланысты аглокеннің жоғарғы қабаты кептіріліп, қыздырылады әрі қарай кокс түйіршіктерінің жануы жүреді:
СК + О2 = СО2 + Q. (7)
Жылудың шығарылатын бөлігі шикіқұрам түйіршіктерін балқу температурасына дейін қыздырады және оның қайнауын тудырады. Газ үздіксіз сорылатындықтан, қайнайтын қабат жазық түрде түзіледі. Қабаттың қайнауы аяқталғаннан кейін, ауа әрі қарай сорыла береді. Қайнаған қабат салқындатылады да жазық пирог түрінде қалады. Осылайша, аглокеннің басынан бастап төмеңгі қабатына дейін қозғалғыш конвейерде түзіліп бкеиді: 1) кептіру аймағы, 2) қайта ылғалдандыру аймағы, 3) қыздыру аймағы (кокс түйіршіктерін қыздыру), 4) қайнау аймағы, 5) суыту аймағы.