Сравнительный анализ методов брикетирования железорудного сырья | Статья в сборнике международной научной конференции

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 13 марта, печатный экземпляр отправим 17 марта.

Опубликовать статью в журнале

Библиографическое описание:

Шмарин, Д. С. Сравнительный анализ методов брикетирования железорудного сырья / Д. С. Шмарин, А. В. Карпов. — Текст : непосредственный // Технические науки: проблемы и перспективы : материалы VII Междунар. науч. конф. (г. Казань, июль 2020 г.). — Казань : Молодой ученый, 2020. — С. 31-34. — URL: https://moluch.ru/conf/tech/archive/377/15940/ (дата обращения: 02.03.2021).



Проведён анализ современных методов окускования железорудного сырья различными методами брикетирования. Представлены сравнительные показатели распространенных технологий производства брикетов для доменного производства.

Ключевые слова: брикетирование, окускование, прессование, доменная печь, связующее, жёсткая вакуумная экструзия.

Металлургия, на сегодняшний день, не представляется без технологий, связанных с окускованием железорудного сырья, будь то агломерация или производство окатышей. Шлам, аспирационная и колошниковая пыль, окалина прокатного цеха содержат в себе достаточное количество окислов железа и могут выступать в роли сырья для доменных печей. Все они представлены в виде сыпучих материалов различных фракций. Для предания смеси из вышеперечисленных компонентов необходимой формы и размеров используются методы брикетирования. Готовые брикеты должны хорошо восстанавливаться, обладать высокой прочностью и нести в себе небольшое количество пустой породы. Данная технология позволяет вернуть в цикл побочные продукты основных металлургических переделов, тем самым решая вопрос их складирования и хранения.

В начале прошлого века для брикетирование железорудных материалов использовались валковые прессы. Прессование происходило между двумя валками, закреплёнными на станине. В каждом из валов было выточено углубление, соответствующее полуформе конечного брикета. Они располагались симметрично относительно углубления противоположного вала. Прессование происходило в зазоре под давлением до 150 МПа. Производительность таких агрегатов достигала 50 тонн в час. Проблема брикетов, изготовленных таким образом, заключается в увеличении объёма брикета после снятия с них напряжения, что приводит к образованию трещин. Из-за краткосрочного сдавливания материала возможна запрессовка воздуха в объём брикета и образование пустот, которые пагубно влияют на конечную прочность продукта. Расположение ячеек не позволяет запрессовывать весь поступающий материал, в результате чего, до 30 % шихты возвращается в цикл производства. Помимо всего прочего, шихта для изготовления брикетов данным способом должна содержать не более 10 % влаги, а следовательно, требуются дополнительные участки для подсушивания материала.

В 70-х годах XX века широкое распространение получил метод вибропрессования. Известно, что вибрация с частотой свыше 50 Гц способствует снижению внутреннего трения между частицами, повышая при этом плотность и однородность массы, следовательно, такой метод требует меньшего давления для прессования материала. Брикетирование происходит в пресс-формах квадратного либо прямоугольного сечения. Период прессования занимает не более 30 секунд, а производительность достигает 30 тонн в час, в зависимости от размера брикета. В качестве связующего вещества используется цемент в количестве 10–15 % по массе исходной смеси. Для достижения необходимой прочности брикеты подвергаются обработке в пропарочной камере на протяжении ~полутора суток. При использовании брикетах на металлургических производствах наблюдалось кострение в периоды загрузки доменных печей. Низкая производительность, необходимость тепловой обработки и высокая стоимость оборудования не позволили обеспечить данному методу конкурентоспособность на рынке окускования железосодержащих материалов.

В конце прошлого века успешно была предпринята попытка производства брикетов с помощью метода жесткой вакуумной экструзии, хорошо известного в керамической отрасли. Смесь из железосодержащих материалов, бентонита и цемента подавалась в вакуум-камеру, а после в экструдер. После прохождения смеси через экструзионную фильеру образовывались цилиндрические брикеты, не требующие дальнейшей термической обработки. В результате перетирки и экструзии материала, происходило его усреднение по химическому и фракционному составу, наблюдалась высокая плотность и однородность брикета. Влажность смеси находилась в пределах 12–18 %, а следовательно, не требовалось дополнительных участков подсушивания материала. После 48 часов вылёживания в штабелях брикеты обладали достаточной механической прочностью в совокупности с небольшим содержанием цемента в составе. Технология не получила широкого распространения в то время, но на данный момент интерес к ней сильно возрос.

Данные сравнительного анализа исследуемых технологий брикетирования сведены в таблицу.

Таблица 1

Показатели технологий брикетирования

Характеристики процесса и свойства брикетов

Вибростол

Валковый пресс

Экструдер

Максимальная производительность

30 т/час

50 т/час

100 т/час

Содержание цемента в брикетах

8–10 %

15–16 %

4–6 %

Тепловая обработка сырых брикетов

80°С (10–12 часов)

Не требуется

Не требуется

Оборотный цикл

Отсутствует

30 %

Отсутствует

Форма брикетов

призма, цилиндр

подушечка

стержень любого сечения

Влажность шихты

меньше 5 %

меньше 10–12 %

12–18 %

Расходуемые энергоресурсы

Электроэнергия, природный газ, тепло, сжатый воздух

Электроэнергия

Электроэнергия

Литература:

  1. Равич Б. М. Брикетирование руд / — М.: Недра, 1982. С. 183.
  2. Кусков В. Б. Брикетирование железорудного сырья для металлургической промышленности. /Кусков В. Б., Корнев А. В., Сухомлинов Д. В. // Записки горного института. 2013 г, т. 202. С. 111–114.
  3. Бижанов А. М. Исследование механической прочности брэкса. Часть 1 / А. М. Бижанов, И. Ф. Курунов, Н. М. Дуров, Д. В. Нуштаев, С. В. Рыжов // Металлург. 2012. — № 7. — С. 32–35.
Основные термины (генерируются автоматически): брикет, железорудное сырье, жесткая вакуумная экструзия, подсушивание материала, прошлый век, тепловая обработка, час, широкое распространение.

Ключевые слова

прессование, доменная печь, брикетирование, окускование, связующее, жёсткая вакуумная экструзия

Похожие статьи

Современное состояние в области экструзионного оборудования...

Экструдеры данной серии предназначены для изготовления полипропиленовой пленки методом экструзии с раздувом рукава сверху вниз. Компактная и надежная конструкция оборудования обеспечивает длительный срок службы при высоком качестве пленки.

Изучение процесса влажно-тепловой обработки тканей

Процесс ВТО (влажно-тепловая обработка) подразделяют на три стадии: подготовка материала к формообразованию, формование материала и фиксация полученной формы. В процессе влажно-тепловой обработки ткань подвергается деформации, что вызывает...

Основные характеристики и методы приема решений при выборе...

Помимо этого, широкое использование данной технологии при производстве различного вида упаковочной продукции, как пищевого типа — емкости для молока, йогурта, так и для парфюмерии (шампунь, гель для душа)

вырабатывается одинаковое количество материала).

Изучение технологического процесса влажно-тепловой...

В статье изложен технологический процесс влажно-тепловой обработки изготовления швейных изделий, так как основная задача влажно-тепловой обработки это — придание готовым изделиям товарного вида, формы...

Разработка технологии брикетирования отходов полимерных...

влажно-тепловая обработка, ткань, готовый пар, стадий процесса, удаление влаги, деформационное свойство материала, нижняя подушка, горячая поверхность, верхняя подушка, объемная форма одежды. Обзор методов нанесения кремниевых покрытий.

Окускование углеродсодержащих материалов | Статья в журнале...

Промышленные брикеты используют как сырьё для полукоксования и коксования, а также как индустриальное топливо.

Также были изготовлены опытные партии углеродсодержащих железорудных брикетов.

Способ подготовки железорудного материала в виде брикетов.

Энерго- и ресурсосберегающая технология дробления...

При равномерной термической обработке куска материала обработка производится по всему объему до одинаковой температуры. Уменьшение прочности материала возможно по следующим причинам: – из-за различия коэффициентов теплового расширения элементов

Энергосберегающие технологии в переработке пластиковых отходов

И сама по себе термическая обработка здесь не достаточна, чтобы превратить сырьё в аморфную массу.

Использование такого типа теплообменника предполагает лучшее решение задач, связанных с теплопередачей в самых широких диапазонах рабочих сред.

Исследование возможности переработки нестандартного...

Прозоленное таким способом сырье имеет матово-стекловидный вид на срез и на ощупь

В таблице 1 приведены условия обработки нестандартного сырья и недубленых сырьевых

Таблица 1. Условия обработки сырьевых отходов при температуре 300С втечение 24 часов...

Похожие статьи

Современное состояние в области экструзионного оборудования...

Экструдеры данной серии предназначены для изготовления полипропиленовой пленки методом экструзии с раздувом рукава сверху вниз. Компактная и надежная конструкция оборудования обеспечивает длительный срок службы при высоком качестве пленки.

Изучение процесса влажно-тепловой обработки тканей

Процесс ВТО (влажно-тепловая обработка) подразделяют на три стадии: подготовка материала к формообразованию, формование материала и фиксация полученной формы. В процессе влажно-тепловой обработки ткань подвергается деформации, что вызывает...

Основные характеристики и методы приема решений при выборе...

Помимо этого, широкое использование данной технологии при производстве различного вида упаковочной продукции, как пищевого типа — емкости для молока, йогурта, так и для парфюмерии (шампунь, гель для душа)

вырабатывается одинаковое количество материала).

Изучение технологического процесса влажно-тепловой...

В статье изложен технологический процесс влажно-тепловой обработки изготовления швейных изделий, так как основная задача влажно-тепловой обработки это — придание готовым изделиям товарного вида, формы...

Разработка технологии брикетирования отходов полимерных...

влажно-тепловая обработка, ткань, готовый пар, стадий процесса, удаление влаги, деформационное свойство материала, нижняя подушка, горячая поверхность, верхняя подушка, объемная форма одежды. Обзор методов нанесения кремниевых покрытий.

Окускование углеродсодержащих материалов | Статья в журнале...

Промышленные брикеты используют как сырьё для полукоксования и коксования, а также как индустриальное топливо.

Также были изготовлены опытные партии углеродсодержащих железорудных брикетов.

Способ подготовки железорудного материала в виде брикетов.

Энерго- и ресурсосберегающая технология дробления...

При равномерной термической обработке куска материала обработка производится по всему объему до одинаковой температуры. Уменьшение прочности материала возможно по следующим причинам: – из-за различия коэффициентов теплового расширения элементов

Энергосберегающие технологии в переработке пластиковых отходов

И сама по себе термическая обработка здесь не достаточна, чтобы превратить сырьё в аморфную массу.

Использование такого типа теплообменника предполагает лучшее решение задач, связанных с теплопередачей в самых широких диапазонах рабочих сред.

Исследование возможности переработки нестандартного...

Прозоленное таким способом сырье имеет матово-стекловидный вид на срез и на ощупь

В таблице 1 приведены условия обработки нестандартного сырья и недубленых сырьевых

Таблица 1. Условия обработки сырьевых отходов при температуре 300С втечение 24 часов...