Розмір шрифту: 

На одностайну думку вітчизняних і зарубіжних фахівців, домінуючу позицію у світовому виробництві первинного металу сьогодні і на перспективу міцно займає доменний процес. Вдосконалення технології доменної плавки викликає зростання вимог до фізичних і фізико-хімічних властивостей синтетичних залізорудних матеріалів.     Металургійне виробництво в Україні було і залишається  базовою  галуззю промисловості, орієнтованої в основному на власні сировинні і паливно-енергетичні ресурси. З доменним виробництвом нерозривно пов'язано виробництво оґрудкованих залізорудних матеріалів і коксу. Рішення задачі по вдосконаленню доменної плавки припускає використання залізорудних матеріалів з підвищеними вимогами до фізичних, хімічних і структурних властивостей. На даний момент основними залізорудними матеріалами в Україні є агломерат і окатиші.     Рівень показників якості українських концентратів залишається практично незмінним за останні роки, масова частина заліза в них складає  в  середньому 62…64 %.  Недостатньо висока масова частина заліза в шихті доменних печей також призводить до додаткових витрат коксу. Підвищення масової частини заліза в шихті на 1 % забезпечує аналогічне зменшення витрати коксу. Робота українських доменних печей на шихті з масовою частиною заліза близько 56 % (замість 65 % на зарубіжних підприємствах) тягне  додаткові витрати коксу(близько 30…40 кг/тонну чавуну).     Агломерат, який робиться на ГМК України, має масову частину заліза в середньому 52…53 %, 10…12 % SiО2 і значну кількість фракції < 5 мм (12…16 %). Низька якість і недостатня міцність агломерату призводять до підвищеної до 10…15 % масової частини дрібниці (фракції агломерату до 5 мм), яка у свою чергу вимагає збільшення питомої витрати скіпового коксу в доменних печах до 10 %  (з 400 до 430…440 кг/тонну чавуну). З цієї причини на металургійних комбінатах щорічно перевитрачалося тільки коксу на 17…18 млн. тонн і не додавалося чавуну на 100…110 млн. дол. Перевитрати технологічного палива в доменній печі (природний газ і кокс) складають 2,56 ГДж. Розрахунки показують, що при збільшенні масової частини заліза в агломераті з 53 до 58 % витрати енергії на виробництво 1 тонни рідкого чавуну скорочуються на 1,98 ГДж. Через це виробництво шихтових матеріалів  на українських підприємствах надзвичайно енерго- і ресурсозатратно. Витрати на енергоресурси в структурі собівартості металургійної шихти  різних  підприємств складають 30…50 % і навіть більше, що на 20…25 % перевищує світові показники.     У зв'язку з вищесказаним, поліпшення якості залізорудної сировини є невід'ємним завданням підтримки конкурентоспроможності продукції металургійного комплексу України.     Аналізуючи можливі шляхи поліпшення якості залізорудних матеріалів, можна виділити, як один з напрямів, розробку нових технологій  рідкофазного синтезу оґрудкованої залізорудної сировини. На основі теоретичних і дослідних даних, в процесі оґрудкування можна конструювати структуру окатиша, створюючи в його об'ємі рудо-паливні композиції, замінюючи певні компоненти, накопичуючи їх в певній послідовності до необхідних розмірів. Таким чином, забезпечуються необхідні металургійні властивості, такі як ступінь металізації, основність, зміст легувальних елементів,  залишковий  вуглець.     Для визначення можливості отримання частково металізованих окатишів з вуглемісткої шихти на основі рудо-вугільних композицій окатиші  отримували на лабораторному тарілчастому грануляторі. Як шихтові матеріали використовувався залізорудний концентрат Інгулецького ГЗК, який містить 64,7 % заліза, і коксова дрібниця фракції 0…3 мм. Початкові матеріали змішувалися (можливе спільне подрібнення) і гранулювалися. Змішування окатишів з паливом забезпечило його функціональний розподіл в шаровій системі: на поверхні гранул – пускове паливо 0…3 мм, а в проміжку між гранулами – основне або робоче – 3…7 мм. Паливо фракції 7…10 мм розташовувалося в шарі у вигляді рівноправних гранул з гранулами залізорудного матеріалу і виконувало роль палива стабілізації тепла. Розміри окатишів  змінювалися в межах 5…12 мм. Вміст вуглецю в окатишах в межах 12…17 %. Отримані окатиші закладаються в шар у суміші з вуглемістким матеріалом. Спікання робилося в лабораторній  установці, обладнаній  циліндричною чашею діаметром 100 мм.  Висота чаші дозволяє спікати шар заввишки до 250 мм. Знизу чаша обладнана знімними колосниковими ґратами (рис. 1). У бічній стінці чаші виконані отвори для установки термопар. Термопари захищені кварцовими наконечниками.      Початкові складові шихти окатишів – концентрат Інгулецького ГЗК (64,7 Fe) і коксова дрібниця фракції 0,074 мм, діаметр гранул 5…12 мм. Дослідним шляхом встановлений оптимальний вміст вуглецю в гранулах – 12 %. При 17 % – окатиші зварювалися між собою і помітно погіршували газопроникність шару. Досягши температури в шарі на рівні 1150…1200 оС, проводиться витримка з мінімальною кількістю повітря,  яке подається в шар. По закінченню витримки передбачалося охолодження окатишів.     При збільшенні тривалості процесу металізації і ширини вертикального шару палива ступінь металізації окатишів росте (рис. 2, 3). Очевидно, що для збільшення ступеню металізації до 70…80 % необхідно підтримувати ширину вертикального шару твердого палива в межах 45…55 мм, а тривалість процесу металізації – 45…55 хв.     Досліджена технологічна схема і визначена можливість отримання оґрудкованого частково металізованого залізорудного матеріалу шляхом змішування окатишів розміром 5…12 мм з твердим паливом, укладання суміші шаром 0,25…0,30 м на колосникові ґрати обпалювальних машин, сушки і агломераційного спікання в режимі фільтрації при розрідженні 2,0…4,0 кПа. В результаті спікання отримуємо частково металізовані спік (ступінь металізації 30…70 %) із залишковим вуглецем для подальшого доменного переділу.