автореферат диссертации по металлургии, 05.16.02, диссертация на тему:Разработка и внедрение технологии производства многослойных окатышей

ГОСУДАРСТВЕННАЯ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ УКРАИНЫ

О Д • • * -. -

.; •• .л. На.правах рукописи

ГРИШИН Олег Николаевич

РАЗРАБОТКА И ШЕДШИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА МНОГОСЛОЙНЫХ ОКАТЫШЕЙ

05.16.02 "Металлургия черных металлов"

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Днепропетровск - 1994

Диссертация есть рукопись.

Работа выполнена в Государственной металлургической академии Украины.

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор Д.А.Ковалев

Официальные оппоненты:

Доктор технических наук, профессор Г.В.Губин

Кандидат технических наук Н.А.Гладков

Ведущее предприятие: Металлургический комбинат "Залорожсталь".

Защита состоится " 199У г. в _часов

на заседании специализированного совета К 068.02.01 при Государственной металлургической академии Украины по адресу: 320635, г.Днепропетровск, ГСП, пр. Гагарина, А'.-

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке академии.

Автореферат разослан " " 199V г.

Ученый секретарь специализированного совета /) _ канд. техн. наук, доцент

Ю.С.Паниотов

■ ОБЩАЯ : ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОШ

Основными направлениями развития черной металлургии Украины в условиях рыночной экономики являются создание и внедрение в производство новых технологических процессов, обеспечивающих уменьшение производственных, особенно энергетических затрат и повышение конкурентноспособности.готовой продукции.

Актуал ¿ность_работы. Качество подготовленного железорудного сырья относится к факторам, в значительной степени определяющим технико-экономические показатели доменного производства. Наиболее перспективными путями повышения металлургических свойств окатышей являются офлюсование до экономически целесообразных и технически осуществимых пределов кальций- и магнийсодержащими добавками и производство частично восстановленных окатышей посредством ввода в состав шихты твердого топлива.

Реализация поставленной задачи с использованием разработанных ранее технологий невозможна в ближайшее время из-за отсутстг вия на металлургических предприятиях Украины достаточных финансовых средств для выполнения значительных объемов реконструкции своих производств.

Поэтому, особую актуальность сейчас приобретают разработки, позволяющие без больших капитальных вложений, в краткие сроки и в основном за счет модернизации технологических процессов повысить качественные показатели готовой продукции горно-обогатительных комбинатов.

Цель_работы. Разработка и внедрение эффективной технологии производства из железорудных концентратов, содержащих более 8 % оксида кремния, многослойных окатышей с повышенными металлургическими свойствами.

Научная новизна. Разработана математическая модель процесса окисления окатыша, состоящего из трех частей, распределенных по диаметру в следующем порядке: внутренняя часть из магнетитового концентрата, известняковая срединная прослойка и магнетитовая внешняя оболочка. С помощью компьютерных средств обоснованы показатели процесса термообработки многослойных окатышей при изменении: радиусов ядра и окатыша; количества добавки; времени пребывания в зоне высоких температур; температура обжига; содержания кислорода и двуокиси углерода в газовой фазе.

Впервые исследованы особенности процесса окислительного обжига железорудных окатышей, содержащих равномерно распределенные в объеме материала слои твердого топлива и его смеси с из-

вестняком. Методами минералогического и петрографического анализов показано присутствие магнетитовой структуры в многослойных окатышах.

Изучены особенности формирования сырых многослойных окаты шей при подаче добавок на рециркуляционный тракт барабанного окомкователя. Выявлен механизм образования частей многослойное го окатыша при изменении условий процесса окомкования.

Практиче£кая_ценность. На основе разработанной математиче» модели процесса окисления окатыша из магнетитового концентрата содержащего прослойку известняка, определены технологические П! раметры получения многослойных окатышей повышенной основности ] концентрата, содержащего более 8 % оксида кремния. Предложенная технология позволяет увеличить основность окатышей.без угрозы ] спекания в области высоких температур и образования настылей в< вращающейся трубчатой печи.

Разработан способ термической обработки многослойных окатышей содержащих твердое топливо, обеспечивающий получение час-тично-восстановленных окатышей на установках типа "решетка-печ! охладитель".

Применение офлюсованных и частично-вобстановленных многослойных окатышей вместо обычных неофлюсованных окатышей ПГГОКа, позволит снизить расход кокса, увеличить газопроницаемость и вь сокотемпературные свойства шихтовых материалов, что улучшит те> нйко-экономические показатели доменного производства.

Реализация_работы е> промшленности. Технология опробована внедрена на первой технологической линии цеха производства окатышей Полтавского ГГОКа. Многослойные окатыши характеризуются основностью до 0,229 ед., содержанием закиси железа до 10,9 % и общей пористостью до 27 %. Экономический эффект составил 1376496 тысяч крб/год.

Апробация работы^ Материалы диссертации доложены и обсужде на Всеукраинской научно-практической конференции "Теория и пран решений экологических проблем в горнодобывающей и металлургичес кой промышленности" (Днепропетровск, 1993г.).

Публикации. Основные результаты работы изложены в А печатных работах.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, библиографического списка из 82 наименований, со держит 138 страниц машинописного текста, 27 рисунков, 24 таблиц 3 приложения.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

1. Основные направления улучшения металлургических свойств железорудных окатышей.

К настоящему времени выполнен значительный объем научных исследований по оценке влияния степени офлюсования на качество окатышей, полученных из концентратов с массовой долей оксида кремния от 3 до 12 %. Известен также ряд работ направленных на повышение металлургических свойств путем создания магнетитовой структуры окатышей.

Анализ литературных данных свидетельствует, что улучшение ценности железорудных окатышей в общем, и в частности окатышей Полтавского ГГОКа, может быть достигнуто в результате повышения основности с использованием магнийсодержащего флюса и посредством введения в шихту твердого топлива. Эти мероприятия позволят, наряду с высокой холодной прочностью, улучшить показатели горячей прочности, увеличить восстановимость и вывести высокотемпературные свойства окатышей на новый качественный уровень.

Однако, обычные методы повышения основности окатышей из концентратов с высоким содержанием кремнезёма не дают положительного эффекта из-за замедления, процесса нагрева окатышей в интервале б00-1200°С, необходимости подвода тепла с лимитированной скоростью, уменьшения интервала обжига до 30-50°С, образования настылей во вращающихся печах и спекания окатышей в газонепроницаемые конгломераты в кольцевом охладителе.

Поэтому, задача диссертационной работы состоит в разработке и внедрении эффективной технологии производства из концентратов с содержанием кремнезёма более 8 %, многослойных окатышей с повышенными металлургическими свойствами.

2. Разработка математической модели процесса окисления окатыша из магнетитового

концентрата с прослойкой известняка.

Процесс окисления магнетита в токе воздуха может быть описан уравнением:

«'-су ш

где: /I - радиус образца (окатыша);

^ - плотность образца; Сг ¿С* - концентрации в газовой и свободной фазе; оЛ - степень-окисления образца;

~ - константы скорости; .й - коээфициент диффузии. Заданная здесь зависимость Г"-неприменима для рассмат риваемого случая одновременного развития как процесса окисления магнетитового концентрата, так и процесса диссоциации известняка Предполагая фронтальный характер развития процессов окисления Ре^О^ и диссоциации СаС03, построим модель процесса обжига окатыша, содержащего прослойку известняка.

Разделим объем окатыша на три зоны (рис. Г):

1-я зона ( - ) - слой концентрата;

2-я зона (£,-£«.)- слой известняка;

3-я зона ( * - слой концентрата.

Рис. I. Схема расположения слоев в окатыше.

Уравнение С I) преобразуем к виду j С?), где ^ -- безразмерный радиус.

Такая форма уравнения модели позволит задавать время процес! и определять радиус, на котором находится в этот момент фронт реакции, а, следовательно, поддается определению как зона, в которой находится процесс, так и степень превращения образца.

Для преобразования (I) используем уравнение и)с - /После преобразования получим кубическое уравнение кинетики окисления магнетита 1-ой зоны:

г 4 и)

гле -а^-а.-а.-Ь!^. Г.

= —_ . " ~>

2 Эде.о, I ; У - К С , V -!_ \

На этом этапе модель окисления окатыша не отличается от обычной фронтальной модели окисления магнетита. Но в.слое известняка с момента возможен процесс его диссоциации,-если состав газовой фазы (по содержанию СО^) не запрещает процесс по термодинамическим условиям.

После решения системы уравнений: скорости переноса в приведенной плёнке, скорости диффузии С0£ через 1-ю зону, скорость диффузии СС>2 через продукты диссоциации 2-й зоны, скорости химической реакции диссоциации, получим уравнение скорости процесса диссоциации, которое может быть представлено как производная массы СО2 по времени:

^ - =(з)

Степень диссоциации СаСОд во 2-й зоне определим из:

г/) е|. ~ - г . .

- (4) •

Из уравнений (3) и (4) после преобразования получим уравнение , кинетики диссоциации известняка:

с+ =° > ( 5 )

где

«К, .ее. Ъ^в1СОг(1 ^ (СЧ>г > *

А -

\

г -Л-ь-Лг-а.--^ со, . г

'-о /«т.

Время окончания процесса диссоциации определяется

по достижении фронта реакции до т.е. когда в (5) вместо ^,г. подставить ^ и найти

В третьей зоне идёт окисление магнетита. Уравнение кинетики такое же как и для 1-й зоны, добавляется лишь дополнительное сопротивление диффузионному переносу через слой I и 2.

После аналогичных, выполнявшихся ранее, преобразований имеем:

- 8 - ... л r.V

• ¿Л ♦ к- fs - с 6) •''

^ 4.)

в' = a- i cr с*

L = - a,/, - jr^- .

Кубические уравнения (2), (5) и (6) для каждого заданного Z решаются методом касательных Ньютона. По найденным значениям Jsi или j'l.j определяется степень окисления, а по - степень диссоциации.

Когда процесс окисления находится в 1-й зоне степень окисления вычисляется по формуле:

а для третьей зоны , з w

(8)

В результате расчетов получаются две кинетические зависимости <¿>B*fCrJ и сOCOi=.fCrJ

Поскольку эксперименты проводимые на термогравиметрических установках показывают зависимость 'изменения массы окатыша во время обжига, то представляет интерес расчет подобной зависимости по модели.

Увеличение массы от окисления магнетита и потерю массы от "диссоциации известняка рассчитываем по уравнениям:

= Jjreí' -f./э ( 9 )

. (f- oJcox -fC0x . ( 10)

Общее изменение массы окатыша:

m9fi -mCOx>.t (II)

Модель реализована в виде программы MFO]> на языке Q. BASIC

Варьируемые параметры модели: температура ( Т ), радиус образца (R-), внешний (В,) и внутренний ( радиусы слоя известняка, плотности магнетита (£0 ) и известняка (R.C.) концентрации кизлррода (ООО) и двуокиси углерода (PÍO ) в теплоносителе, коэффициенты массоотдачи (К(^М) и (К^С ), пористость слоев магнетита (ЕРОМ) и известняка (ЕРОО).

К функциональным параметрам относятся: степень окисления магнетита (tA>), степень диссоциации известняка (^еог) и из-

менение массы окатыша (N5).

На рис.2 показан пример графического представления разработанной программы. Быстрая потёря массы образца в самом начале процесса (кривая 3) обусловлена высокой скоростью процесса диссоциации. Дальнейшее увеличение массы вызвано окислением магнетита. В этом случае диссоциация завершается до конца окисления магнетита первой зоны. Когда процесс окисления переходит в третью зону, на кинетической кривой (2 * появляется площадка соответствующая времени диффузии теплоносителя через слой окиси кальция.

Таким образом, на.базе разработанной математической модели становится возможным с помощью персонального компьютера взаимо-связать основные технологические параметры производства многослойных окатышей со степенью развития процессов их упрочнения, а следовательно и с качеством получаемого продукта, без значи-■тельного количества экспериментальных работ, что свидетельствует о высокой научной и практической ценности выполненной работы.

3.Исследование и разработка технологии производства многослойных окатышей.

В лабораторных условиях были проведены эксперименты по оптимизации содержания твердого топлива в многослойных окатышах. Полученные из концентрата с содержанием кремнезёма более 8 % окатыши содержали Ре 0 18,10 - 43,65 %; Ре мет 6,23 - 11,36 % ( в отдельных пробах), Реобщ- 60,1 - 61,7 %; Соб;ц 0,11 - 2,27 %, что свидетельствует о возможности получения частично-восстанов-ленного продукта..Анализ изменения прочности окатышей от длительности термообработки (рис.3) показывает, что оптимальный расход твердого топлива составляет 4-6 %. При больших количествах. твердого топлива наблюдалось расплавление окатышей.

Из приведенных в таблице I данных следует, что ввод известняка в состав шихты, при его послойном распределении в объеме окатыша, способствует повышению основности окатышей содержащих более 8 % без нарушения технологического процесса.

Использование твердого топлива в смеси с известняком в процессе производства многослойных окатышей позволил получить готовый продукт с улучшенными металлургическими свойствами. Окатыши отличаются большей пористостью ( до 37,25 % - общая и 31,43 % эффективная) и повышенным содержанием Ре ( до 7,4 - 14,1 % ).

С целью проверки и уточнения результатов лабораторных исслет дований сырые многослойные окатыши были обожжены на промышленной установке "решетка-трубчатая печь- охладитель" в специально изго-

Рис. 2 Кинетические кривые окисления магнетитового концентрата ( 2), диссоциации, прослойки известняка ( I ) и изменение массы окатыша (3).

Технологические параметры обжига и качества лабораторных многослойных окатышей.

Таблица I

№№:Темпера-¡Смесь .'Расход:_Содержание. %

Модуль

Пористость, %

Лроч-

пп: тура : обжига,: °С : и: т : смеси : кг/т | Р'оеи;. ; 5-А : СаО •МдО : ЬО :основн. : ед. общая :эффект. :ность, :кг/окатыш

I : 2 : 3 : 4 : 5 ; 6 : 7 8 : 9 : 10 II ■ : 12 : 13

I 1250 61,4 11,85 0,64 0,72 1,32 0,11 28,87 23,66 150,7

2 1250 61,3 11,49 0,86 0,81 3,05 0,14 28,12 15,90 294,7

3 1250 60,0 11,51 1,14 0,78 5,36 0,16 27,73 18,79 176,4

4 1250 59,5 11,63 1,35 0,84. 1,39 .. 0,18 30,42 21,76 154,0

5 1050 I I 6 58,0 * 12,24 0,82 0,73 0,89 0,12 34,18 29,51 155,6 '

6. 1150 I I 6 61,3 12,35 0,81 0,88 12,81 0,13' 35,17 24,42 139,6

7 1250 I I' 6 61,5 12,33 0,64 0,87 14,13 0,11 37,25 28,60 84,7

8 1050 I I 12. 60,5 12,02 0,92 ' 0,82 2,11 0,14 35,34 31,43 49,0

' 9 1150 I I 12 61,5 12,20 0,70 0,80 7,42 0,11 34,19 26,23 67,2

10 1250 I I 12 61,5 12,10 0,87 0,84 7,60 0,12 32,17 26,64 87,2

II 1050 ■ , I 2 6 60,4 12,36 0,47 0,79 4,98 0,09 30,68 26,78 56,8

12 1150 I 2 6 61,3 13,00 0,60 0,72 14,84 0,09 32,23 24,63 75,2

13 1250 I 2 6 60,4 12,48 0,54 0,74 10,32 0,09 33,99 ' 32,27 89,3

14 1050 Т 2 12 60,3 12,46 0,47 0,92 6,63 0,10 32,45 30,02 48,7

15 1150 I 2 12 61,2 12,84 0,47 0,88 19,53 0,10 41,28 33,13 63,9

16 1250 I 2 12 61,7 12,56 0,67 0,86 21,65 0,11 41,72. - 39,57 85,4

17 1050 I 3 6 60,5 12,68 0,67 0,67 3,17 0,10 30,46 34,61 49,8

18 1150 I 3 6 60,7 13,18 0,60 0,82 11,96 0,10 31,35 25,30 78,4

19 1250 I 3 6 61,9 12,61 0,40 0,96 9,38 0,10 36,42 29,01 95,2

20. 1050 I 3 12 62,9 14,32 0,54 0,77 5,81 0,08 31,57 29,65 64,3

21 1150 I 3 12 61,7 13,00 0,47 0,72 16,42 0,08 32,45 27,98 98,3

22 1250 ■ I 3 12 61,5 12,88 0,60 0,72 12,37 0,09 42,16 34,03 102,5

£00

{5о

/00

50

т-о,!

Рис.3. Изменение прочности окатышей от длительности термообработки.

2 % твердого топлива ; б % твердого топлива ;

х - 1200°С ; о - 1250°С

Таблица 2.

Характеристика качества многослойных окатышей, полученных с твердым топливом.

№№:3аданная:Расчет-: пп:основ- :ное : :ность, :к-во : :ед. :тверд. : : :топлива: Содержание, % :Основ- : Прочность : на раздав. : кг/окатыш •

^РСГ. ^еовц. FeO ; SiOj CaO 1 Мд° A6iO> ность, : ед. •

I : 2 : 3 : 4 5 6 : 7 8 : 9 10 : II : 12

I ' 0,1 4 сл. 60,9 21,89 12,05 0,51 0,83 0,47 0,107 94,8

2 0,1 6 сл. 60,5 14,28 12,52 0,53 . 0,76 0,49 0,098 107,3

3 0,16 2 сл. 60,5 14,42 ' 12,2 0,56 0,82 0,47 0,108 120,6

4 0,16 4 0,26 60,5 16,60 12,23 0,56 0,87 0,49 0,112 103,9

5 0,16 6 сл. 60,8 14,28 12,16 0,54 0,78 0,46 0,104 83,5

6. 0,20 2 сл. .60,6 12,61 12,01 0,60 0,82 0,45 0,113 147,6

7 0,20 4 сл. '61,2 26,31 11,72 0,58 0,77 0,44 0,111 77,6

8 0,20 6 сл. 60,8 18,63 12,12 0,64 0,76 0,48 0,111 107,8

товленных чашах.

Химический состав и прочностные характеристики опытных многослойных обожженных окатышей приведены в таблице 2.

При отработке режима термообработки окатышей с твердым топливом в промышленных условиях получены окатыши содержащие от 12,61 до 26,31 % закиси железа и сопротивлением сжатию 77,6 -147,6 кг/окатыши. Снижение прочности окатышей обусловлено повышением их пористости. Однако, как показали опытные доменные пла£ ки с использованием опытных частично восстановленных окатышей достигнутая прочность является достаточной, а повышение пористое и восстановимости готовой продукции позволило получить положительные результаты.

На основании результатов исследований, выполненных в лабораторных и промышленных условиях, а также используя математичес* модель процесса окисления многослойных окатышей, разработаны те> нологический регламент производства и технические требования дда окатышей повышенной основности и с твердым топливом при перерабс ке концентратов с содержанием кремнезёма более 8 % (табл. №3).

Таблица 3.

Исходные требования для производства многослойных окатышей.

№ : пп : Наименование :единицы : измерения i Показатели

I : 2 : 3 : 4

I. Основность окатышей - дол.ед. 0,1 - 0,2

2. Расход твердого топлива кг/г 6-12

3. Расход бентонита кг/т 6-7

4. Расход известняка кг/т 3-20

5. Влага концентрата % 10,0 ± 0,5

6. Производительность барабана

окомкователя т/ч 90 - 100

7. Свойство сырых окатышей:

- выход годного ( 8-16мм) % не менее 94

- прочность на удар раз не менее 7

- влажность % 10,0 * 8;|

8. Высота слоя окатышей на решетке мм 145 - 155

9. Температура отливок решетки *С 400 - 420 ;

10. Режим термообработки:

2

Зона сушки I

- температура

- разрежение над слоем Зона сушки 2

- температура

- давление над слоем Зона преднагрева

- температура

- разрежение над слоем Вращающаяся печь •

- температура Кольцевой охладитель

- температура окатышей на выходе II.. Свойство готовой продукции:

- содержание железа

- сопротивление сжатию

- содержание закиси железа

- содержание мелочи

° С

мм вод.ст. 0 С

мм вод.ст.

0 С . мм вод.ст.

%

кг/ок %

%

250 - 300 -8 - -12

350 - 400 5 - 10

890 - 920 -3 - -8

1150-1250

140 - 160

62,2-62,9 150 - 250 не менее 10 не более 5,5

4. Внедрение технологии производства многослойных окатышей и исследование их качества.

На Полтавском ГГОКе на 1-й технологической линии, оборудованной установками для получения многослойных окатышей , произведена промышленная партия окатышей основностью 0,16 - 0,24.

Полученные окатыши характеризовались более высокими металлургическими свойствами по сравнению с базовыми окатышами основностью 0,145 (табл.4) при надежном осуществлении технологического процесса их производства.

Также проверена и освоена технология получения многослойных окатышей с использованием твердого топлива.

Качественные' показатели многослойных окатышей приведены в таблице 5.

Петрографическими исследованиями частично-восстановленных окатышей установлено, что они имеют зональное строение (рис.4А) и состоят из магнетитового ядра диаметром 3,5 - 8,0 мм и гема-титовой оболочки толщиной 1,5 - 4,0 мм.

Таблица 4.

Качественные показатели многослойных окатышей повышенной основности. .

№№ Наименование План : База (факт) : Варианты по основности обожжен.окат.

пп показателей I полу го-: дие : 1993 г. : I полугодие : I - 0,161 : П - 0,193 : Ш - 0,229

I 2 3 : 4 : 5 : 6 : 7

I. Производство, т 5000 5000 5000 5000

"2. Расход концентрата, кг/т .1116,1648 1113,6705 1108,6839 ПОЗ-, 9529 '

3. Расход бентонита, кг/т 7,2/9,0 7,1/8,875 7,05/8/8125 70/8,75

4. Расход известняка, кг/т 7,1/7,45 10,72/11,26 18,6/19,53 19,4/20,37

5. Содержание Ре в концентрате, % 63,9 64,3 64,1 64,3 64,2

б. Содержание в концентрате, % 9,07 9,32 9,0 9,12

7. Производительность по сырым окатышам, т/ч 366 367 366 365

8. Содержание Н£0 в сырых окат. ,% 9,6 9,9 9,8 9,85

9. Содержание Ре в сырых окат., % • 63,3 ' 63,05 63,27 63,0

10. Содержание в сырых окат. Д 9,27 9,97 9,29 9,34

II. .Основность сырых окатышей, ед. . 0,145 0,162 0,196 0,232

12. Прочность на сброс сырых окат., раз ' .9,1 14,3 12,2 9,4

13. Содержание класса +9,5, % 98,6 98,8 99 99

14. Содержание Ре в обожжен.окат.,% 62,0 62,47 62,26 62,45 62,34

15. Содержание 2:0гв обожжен. окатышах, % ■ .8,86 9,12 9,05 9,0

16. Основность обожженных окат.,ед. 0,1 0,14 0,161 0,193 0,229

17. Прочность, кг/окатыш. 222 255- 240 242

18. Потери Ре, % ' 1.9 1,83 1,84 1,85 1,86

Таблица 5. Качественные показатели многослойных окатышей с твердым топливом.

№ Наименова-: содержание, % < Основ- :Проч-

пп ние : : Ъ РеО; Осст.' Сл. 0 • • ность ед. ность :на ежа : тие :кг/ок

Известняк:

топливо 1

1:1

I. Расход бкг/т 61,6 6,7 сл. 10,2 0,6 1,0 0,33 0,15 172,6

2. Расход 12кг/т62,2 Известняк: топливо 1:2 3,0 сл. 9,3 0,9 0,8 0,36 0,17 233,2

3. Расход бкг/т 62,4 4,0 сл. 9,0 0,5 0,9 0,38 0,149 196,0

4. Расход 12кг/т62,6 Известняк: топливо 1:3 9,9 сл. 9,0 0,5 0,9 0,4 0,148 135,3

5. Расход бкг/т 62,4 3,5 сл. 9,0 0,7 0,8 0,39 0,159 185,9

Рудная часть ядра представлена в основном магнетитом. Нерудная фракция размером менее 0,03 - 0,04 мм в ядре'обычно усвоена с образованием стеклянной связки пленочного типа. Более крупные зерна или оплавлены с поверхности, или расплавлены полностью с образованием микрообъемов стекла. Спекание рудных зерен в ядра осуществляется в условиях присутствия сравнительно большого количества жидкой фазы (см. рис.4.Г.}. Силикатная связка преимущественно раскристаллизована с образованием оливина.

Переход от ядра к гематитовой оболочке сравнительно резкий. Он осуществляется через тонкую ( не более 0,1-0,2 мм ) зону полуокисленного магнетита. На границе ядрЗ и оболочки наблюдаются кольцевые прерывистые трещины ( рис.4.А).

Гематитовая оболочка имеет неоднородное'строение, выражающееся в наличии наружной приповерхностной и внутренней примыкающей к ядру зон. Внутренняя зона (рис. 4.Б) отличается более высокой степенью спекания рудных зерен, усвоения нерудной фрак-

Рис. Л . Текстурно-структурные оззбоннэп п: ооожкенных многослэйных окатн:к';!> лри им-ильзовании флюс о -у го ль но й очо'*: я.

A) общий вид; Б) наружная гематитовач '.поп-'г^кч;

B) промежуточная лона; Г' магнститовое чдро.

ции и, соответственно, присутствием большого количества силикатного расплава в наружной части гематитовой оболочки (рис.4.В) спекание рудных зерен происходит менее интенсивно. Здесь наблюдается, в основном, твердофазное спекание гематита. Силикатная связка в виде тончайших пленок присутствует лишь в отдельных мелких микрообъемах ( не более I мм). Следовательно, наружная гематитовая оболочка выполняет роль буферной зоны, препятствующей слипанию окатышей в конгломераты при производстве как частично восстановленных окатышей, так и окатышей повышенно,й основности.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.

1. Впервые исследованы физико-химические закономерности процесса окисления окатыша из магнетитового концентрата, содержащего прослойку известняка. Показано, что при диаметрах окатыша 14-16мм и ядра 3-5 мм прослойка известняка замедляет процесс окисления

■ магнетита в ядре окатыша. Разработана математическая модель окисления многослойных окатышей. Создана и апробирована программа для персональных компьютеров, позволяющая расчитывать основные технологические параметры производства офлюсованных многослойных окатышей, исходя из требований к качеству готовой продукции.

2. Разработана технологическая схема и схема цепи аппаратов для осуществления технологии производства многослойных окатышей применительно к условиям цеха производства окатышей Полтавского ГГОКа. Соответствующее оборудование смонтировано на первой технологической линии и пущено в постоянную работу.

3. Исследованы в лабораторных условиях и полупромышленных условиях особенности производства сырых многослойных окатышей при добавке в шихту известняка, твердого топлива и их-смеси. Определены величины расходных коэффициентов добавок. Разработаны технологические регламенты работы системы для подачи добавок

на рециркуляционный тракт шихты, барабанных окомкователей, установки "решетка-печь-охладитель", обеспечивающие повышение: основности окатышей с 0,1 до 0,3 ед.; содержания железа на 0,1 - 0,3 %; содержание закиси железа на 6-9 %.

4. Показано, на основании данных петрографического анализа, что низкая склонность многослойных окатышей повышенной основности

к образованию спеков в зоне высоких температур обусловлена наличием наружной неофлюсованной гематитовой оболочки толщиной 1,5 - 4,0 мм.

5. Произведена опытная партия многослойных окатышей основность

0.22.ед. Доказана высокая эксплуатационная надежность разработанной технологии в длительном режиме работы. Выполнен полный комплекс металлургических свойств товарной продукции. Установлено, что опытные окатыши превосходят базовые как по прочности в холодном состоянии, так и при восстановятельно-тепловой обра ботке. Исследован минеральный состав и текстурные особенности многослойных окатышей.

6. На основании показателей производства опытных партий многослойных окатышей выполнены технико-экономические расчеты. Доказана 'высокая эффективность разработанной технологии. Экономический эффект составил 1376496 тысяч карбованцев в год.

Основное содержание диссертации отражено в следующих опуб. кованных работах:

1. Костёлов О.Л., Ванюкова Н.Д-., Гришин О.Н.'Математическая модель процесса окисления магнетитового концентрата в окатыше кислородом воздуха // Теория и практика решений экологических проблем в горнодобывающей и металлургической промышленности: Тез. докл. Всеукраинской научно-практической конф.- Днепропетрс 1993.С. 153.

2. Ковалев Д.А., Гогенко O.A., Гришин О.Н., Белоножко А.Н. Результаты исследований технологии производства офлюсованных oi тышей с твердым топливом // Теория и практика решений экологических проблем в горнодобывающей и металлургической промышленности: Тез. докл. Всеукраинской научно-практической конферв!-ции. - Днепропетровск, 1993. С. 127.

г-Д:-:Э.Гришин О.Н., Ковалев Д.А., Белоножко А.Н., Билоус В.Н. ' Получение многослойных частично-воостановленных окатышей //Теория

и практика.кислородно-конверторных процессов: Тезисы докл.УШ ■ -международной научно-практической конф. Днепропетровск, 1994 с. . "Ч.Гришин О.Н., Ковалев Д.А., Билоус В.Н., Белоножко А.Н., • Получение многослойных окатышей повышенной основности //Теория ; :Ги;практика^кислородно-конверторных процессов: Тезисы-докл.УШ междз .'"•'народной научно-практической конференции. Днепропетровск, 1994. с.

Grishin O.N. Development and Introduction of Production Practice for Multilayer Pellets.

The dissertation for the degree competition of the.candidate of technical sciences on the speciality 05.16.02 -metallurgy of .ferrous metals,State Metallurgical Acader.iy of Ukraine,Dnepropetrovsk, 1.994 .

Four research works are defended which contain theoretical investigation of iron ore raw production condition, for blast furnace process stage and also results of ex-, perimental research.lt is determined and proved experimentally that it is possible to produce pellets with heightened metallurgical properties from concentrates of Poltavsky GGOK.These concentrates contain more than 8 percent of silica.

Industrial integration of suggested technology is put into practice.Data are adduced about its efficiency during operation.

Key srords:pellets,limestone,solid fiiol.

Гришин O.H. Разработка и внедрение технологии производства многослойных окатышей.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05,16,02 - металлургия черных металлов, Государственная металлургическая академия Украины,Днепропетровск,. 1994.

Защищается 4 научных работы, которые содержат теоретические исследования состояния производства железорудного сырья для доменного передела,а также результаты экспериментальных исследований.Установлена и экспериментально доказана возможность получения из концентратов Полтавского Г ГОКа, содержащих более 8% кремнезема, окатышей с повышенными металлургическими свойствами.

Осуществлено промышленное внедрение предложенной технологии, приводятся данные о его эффективности в процессе эксплуатации. Ключевые слова:

окатил, известняк, твердое топливо.