Методические указания по основным темам

МДК 01.01 «Управление технологическими процессами производства чугуна и контроль за ними»

Сырые материалы и их подготовка к доменной плавке

Для производства черных и цветных металлов применяют различные сырые материалы, являющиеся полезными ископаемыми, или специально приготовленные материалы, а также отходы металлургического производства.

К сырым материалам металлургического производства прежде всего относят руды, топливо и флюсы.

Руда представляет собой полезное ископаемое, добываемое из недр земли. Это - горная порода или минеральное вещество, из которого при данном уровне развития техники экономически целесообразно извлекать металлы или их соединения. Руды обычно называют по одному или нескольким металлам, содержащимся в них, например, железные, медные, алюминиевые и марганцевые или медно-никелевые, медно-кобальто-никелевые и др.

Запасы руд того или иного месторождения делят в зависимости от степени их изученности на несколько категорий, обозначаемых буквами латинского алфавита: А, В и С.

К категории А относят запасы, вполне установленные и опробованные детальными разведками.

К категории В относят запасы, количество которых достаточно точно выявлено разведками, но границы рудных тел установлены еще недостаточно определенно. К категории С относят запасы, выявленные по естественным обнажениям и геофизическим данным.

Категорию С разделяют на С_х- недостаточно изученные и С₂— прогнозные. Общими балансовыми запасами называют сумму запасов А + В + С = А + В + С, + С₂.

Руды приходится специально подготавливать – дробить, обогащать, окусковывать и усреднять.

Железные руды

Железными рудамиследует называть горные породы, из которых при данном уровне развития техники экономически целесообразно: извлекать железо.

Железо, как известно, обладает сравнительно большим сродством к кислороду и в силу этого в земной коре не обнаруживается в самородном виде, а находится главным образом в соединениях с кислородом и двуоксидом углерода.

Из большого числа встречающихся в земной коре железосодержащих минералов промышленное значение имеют минералы, в которых железо в основном представлено:

- магнитным оксидом Fe₃0₄ (72,4 % Fe),

-безводным оксидом Fe₂0₃ (70 % Fe),

-водными оксидами m Fe₂0₃ • лН₂0 с различным количеством воды (52,3-62,9% Fe),

-карбонатом железа FeC0₃(48,3 % Fe).

Магнитный оксид железа в рудах представлен минералом магнетитом. Руду, содержащую в основном магнетит, называют магнитным железнякомили магнетитовой рудой. Магнетит Fe₃0₄ можно рассматривать как соединение FeO • Fe₂0₃, содержащее 31,04% FeO и 68,96% Fe₂0₃. Магнетит характеризуется высокой магнитной восприимчивостью, и поэтому магнитные железняки пригодны для электромагнитного обогащения, являющегося одним из наиболее эффективных и распространенных способов обогащения железных руд.

Магнитный железняк обычно представлен крепкими, плотными кусковыми рудами. Он содержит обычно 55—60 % Fe (иногда лишь 16-30% Fe), 0,02-2,5% S, 0,02-0,7 %Р и чаще всего кислую пустую породу (Si0₂, А1₂0₃).

Безводный оксид железа представлен в рудах минералом гематитом.Руды, содержащие в основном гематит, относят обычно к красным железнякам или гематитовым рудам.

Красный железняк - это продукт выветривания магнитных железняков, т.е. в значительной мере окисленный магнетит. В нем обычно содержится от 1 до 8 % магнетита.

Красный железняк, применяемый в металлургии, содержит обычно 55-60 % Fe, а некоторые разновидности - до 69,5 % Fe. В ряде случаев в рудах содержится мало: серы и фосфора. Руды бывают кусковые, а иногда пылевидные. Цвет красных железняков колеблется от красного до светло-серого и даже черного, но на фарфоровой пластинке красный железняк всегда дает красную черту. Пустая порода таких руд обычно состоит из Si0₂ и А1₂0₃.

Водные оксиды железа представлены в рудах главным образом минералами лимонитом 2 Fe ₂ 0₃ • ЗН₂0 и гетитом Fe ₂ 0₃ • Н₂0. Руды, содержащие в основном эти минералы, называют бурыми железняками.

Бурый железняк образуется при выветривании и окислении железных руд других типов. Обычно бурый железняк смешан с глиной или кварцем. В добываемых рудах содержится 37-55%, а чаще 37 - 40% Fe. Они характеризуются повышенным содержанием фосфора (0,5 - 1,5 %), иногда в них присутствует в небольшом количестве ванадий (0,03-0,06%).

Бурый железняк наиболее распространен в земной коре. Обычно он беден и влажен, к тому же трудно поддается обогащению, поэтому его используют сравнительно в небольшом количестве.

Карбонат железа представлен в руде минералом сидеритом.Руды, содержащие в основном сидерит, называют шпатовыми железняками. Они обычно встречаются в виде плотных и крепких горных пород или глинистых железняков. В шпатовых железняках содержится 30 - 40% железа.

Промышленно используемым является также минерал ильменит FeTi 0₃, встречающийся в сочетании с магнетитом. Руды, в которых преобладает ильменит, называются титаномагнетитами.

Флюсы

Флюсы вводят в доменную печь для перевода пустой породы железосодержащей шихты и золы кокса в шлак требуемого химического состава, обладающего определенными физическими свойствами. Температура плавления оксидов, входящих в состав пустой породы агломерата, окатышей или руд, а также в золу кокса (SiО₂ - 1710, А1₂О_э - 2050, СаО - 2570, MgO -2800 °С), значительно выше температуры шлака в доменной печи (1450 - 1600 °С). Вместе с тем при определенном соотношении указанных оксидов образуются легкоплавкие составы, которые имеют температуру плавления ниже 1300 °С и характеризуются хорошей текучестью при 1450 - 1600 °С.

Необходимо также, чтобы шлаки, получаемые в доменной печи, содержали определенное количество основных оксидов (СаО и MgO) для обеспечения требуемой десульфурирующей способности. Например, рекомендуется, чтобы в шлаках отношение (СаО + MgO) / (Si0₂ + Al₂0₃) составляло около 1,0, а отношение Si0₂/А1₂О_э было равно 2 - 4,5.

Таким образом, в зависимости от состава пустой породы руды и вида топлива нужно применять основные, кислые или глиноземистые флюсы. Добываемые руды, как правило, содержат кислую пустую породу и характеризуются приемлемым соотношением Si0₂ и Al₂0₃, поэтому по технологическим причинам обычно применяют основной флюс - известняк, состоящий из карбоната кальция СаСО₃, или доломитизированный известняк, содержащий, кроме СаС0₃ еще MgCO_s.

До 1948 - 1949 гг. известняквводили в доменную печь. В этом случае к известняку предъявляли определенные требованияв отношении механической прочности и кусковатости. Теперь жеизвестняквводятпри окусковании железных руд или железорудных концентратов. Это приводитк улучшению показателей доменной плавки и прежде всего сокращению расхода кокса, так как при этом отпадает необходимость в затрате тепла на эндотермический процесс разложения карбонатов. Известняк вводят в измельченном состоянии (размер зерен 3 - 10 мм), поэтому не требуются его высокая механическая прочность и кусковатость. Необходимо лишь, чтобы в известняке было немного Si0₂, Al₂0₃, серы и фосфора. Известняк хорошего качества содержит, в %%:52 - 54,5СаО (против 56 в чистом СаСО₃);0,6-1,0 SiO₂;0,005-0,01 Sи 0,008 - 0,015 Р.В обычном известняке содержится 0,5 - 3,а в доломитизированном 5 - 10% MgO и более.

Рис.1-Известняк

При доменной плавке используют также некоторые отходы производства, содержащие Fe, Mn, СаО и MgO и являющиеся заменителями железных руд и флюса. К ним относят колошниковую пыль, сварочный шлак и окалину нагревательных печей.

Рис.2-Прокатная окалина

Наиболее широко применяют колошниковую пыль, получаемую в доменных цехах. Она состоит из железосодержащих материалов и кокса, уловленных при очистке газа доменных печей. В пыли содержится 40 - 56 % Fe и 3 - 15 % С. С целью утилизации ее добавляют в шихту к рудам или концентратам при их окусковании.

Дата добавления: 2019-09-13; просмотров: 230; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 2 345 6 7 8 9 10 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!