Агломерат (Металлургия) ⇐ Васина Википедия

[wiki_en]

«Агломерат» — это материал, состоящий из оксидов железа и пустой породы, обожженных и спеченных.Во франкоязычной Бельгии этот материал называется «фритте» — с двумя буквами «t», потому что он спеченный. а не жареный - поскольку его производили и употребляли там.
== История ==
Преимущества агломерации были выявлены очень рано, но используемые в то время процессы не были непрерывными. От примитивного метода, который заключался в использовании точильной решетки, отказались в конце XIX века, поскольку он был слишком энергозатратным.
В этих печах обжигали железные руды, чтобы получить результат, противоположный тому, который мы ищем сейчас: в 1895 году обжиг проводился при низких температурах, чтобы избежать агрегации и получить рыхлую руду.
В то время печи для обжига руды представляли собой резервуары, напоминающие доменные печи и печи для обжига извести, и не были очень производительными инструментами.
В июне 1906 года А.С. Дуайт и Р. Л. Ллойд построили первую цепную агломерационную машину (также известную как колосниковая решетка), которая начала агломерацию медных и свинцовых руд. Первая линия агломерации железной руды была построена в 1910 году в Бердсборо, штат Пенсильвания.

Потребовалось около тридцати лет, чтобы спекание руд на цепях получило широкое распространение в сталелитейной промышленности. Если до Второй мировой войны он использовался в основном для переработки рудной мелочи, то после 1945 года он получил широкое распространение для переработки сырых руд. Сегодня он играет важную роль при смешивании различных руд и, прежде всего, во включении минеральных отходов с различным содержанием железа. Такая роль по переработке повышает рентабельность и ограничивает количество отходов, образующихся на сталелитейных предприятиях, которые образуют многочисленные остатки с высоким содержанием железа (шлак, шлам, пыль и т. д.).

== Интересы и ограничения ==

=== Интересы ===
ДСП – это продукт, оптимизированный для использования в доменных печах. Для этого он должен соответствовать нескольким условиям:

* состоять из пустой породы оксидов, которые в сочетании с золой от сгорания кокса (по существу, диоксид кремния | кремнезем) образуют легкоплавкий шлак, который реагирует как с примесями (в частности, с серой, обеспечиваемой коксом (топливом), так и с легкоплавким шлаком. |кокс), не очень агрессивный по отношению к огнеупорам, облицовывающим доменную печь, и качества, пригодного для ее использования;
* Обеспечьте точный размер частиц, обычно от 20 до 80 мм (слишком мелкие куски засоряют печь, а слишком крупные куски слишком долго трансформируются в сердцевине * сохранять проницаемость для восстановительных газов при максимально возможных температурах;
* низкотемпературные эндотермические реакции, которые можно более экономично проводить вне доменной печи. По сути, это сушка, прокаливание пустой породы (декарбонизация известняка и обезвоживание глины или гипса) и реакции восстановления. Тогда агломерат при равном весе становится богаче железом, чем руда.
* чрезмерное окисление оксидов железа, оксид железа(III)|Fe2O3 лучше восстанавливается окисью углерода, присутствующей в доменной печи, чем менее окисленные соединения, особенно железо( II,III) оксид|Fe3O4. Еще одним преимуществом является устранение нежелательных элементов: процесс цепной агломерации удаляет 80-95% серы, присутствующей в руде и ее добавках. Это также способ избавиться от цинка, элемент, который «отравляет» доменные печи, поскольку его температура испарения 907°C соответствует температуре хорошо проведенного обжига.
=== Ограничения ===
С другой стороны, агломерат – абразивный продукт, повреждающий доменные печи, особенно если они не предназначены для поглотителя, § Сага о доменных печах Лотарингии: их кампании (завод Фонтой) и, прежде всего, хрупкий. Повторное обращение приводит к ухудшению размера зерна и образованию мелких частиц, что делает его непригодным для упаковки в местах, удаленных от доменных печей: поэтому предпочтительнее использовать окатыши. Холодостойкость, особенно к раздавливанию, можно улучшить за счет увеличения энергозатрат во время спекания.
Повышение механической прочности также улучшает характеристики агломератов в процессах, в которых они используются. Восстановление гематита (Fe2O3) до магнетита (Fe3O4) создает внутренние напряжения. Однако, помимо увеличения стоимости производства агломерата, восстанавливаемость ухудшается, когда требуется механическая прочность.

== Состав ==
Агломераты обычно классифицируются как кислотные и основные. Полный индекс основности ic рассчитывается по следующему соотношению массовых концентраций:

I_c = \frac{[CaO]+[MgO]} {[SiO_2]+[Al_2O_3]}


Его часто упрощают, просто рассчитывая упрощенный индекс основности, обозначаемый i (или иногда ia), равный соотношению оксид кальция|CaO/диоксид кремния|SiO2.§ Упрощенный индекс (основности) Агломерат с индексом ic менее 1 называется кислым; выше 1 обычно считается основным; равный 1, он считается самоплавящимся (ic=1 эквивалентен ia=1,40§ Сниженный индекс). До 1950-х годов преобладали агломераты со значением ic менее 0,5. Затем, когда стало понятно, что агломерат может включать в себя известняк, который затем загружался в доменную печь отдельно, базовые индексы получили широкое распространение: в 1965 году индексы ниже 0,5 составляли менее 15% тоннажа производимого агломерата, тогда как базовые агломераты составляли 45%.

И снова мы находим взаимосвязь: \scriptstyle\ i_b = \frac{[CaO] + k \cdot [MgO]} {[SiO_2]} k — эмпирически определенная константа
Таким образом, оптимальный показатель основности определяется в зависимости от используемой руды, технических характеристик доменной печи, предполагаемого использования чугуна и желаемых качеств. Например:

* Чугуны, изготовленные из Минетта (руды) и предназначенные для рафинирования по процессу Гилкриста-Томаса | Процесс Томаса, имели основность i=1,35 (полный индекс I=1), что было компромиссом между низкотемпературной вязкостью (требующей кислый шлак) и десульфурация (предпочтение отдается основному шлаку);
* заводы, для которых чугун с высоким содержанием серы не является проблемой, используют более кислый агломерат: с i = от 0,9 до 1,0. Это способствует восстановлению кремния, но может привести к очень высокому содержанию серы, от 0,1 до 0,25 %;
* производство ферромарганца в доменной печи требует высокого выхода марганца и, следовательно, высокой основности, вплоть до i = 1,7 или 1,8 (имея в виду, что в данном конкретном случае индекс соответствует \scriptstyle\i = \frac {[CaO] + [MgO] + [BaO]} {[SiO_2]}
!). Плавкость в данном случае является второстепенным фактором, так как температура шлака может достигать 1650°C (вместо 1450°C - 1550°C при производстве чугуна для рафинирования).

== См. также ==

* Шпайс
* Аглофабрика
* Агломерат



*

*

== Библиография ==

*
== Примечания ==