| [Gość (113.218.*.*)]odpowiedzi [Chiński ] | Czas :2024-03-17 |  Jedna z głównych metod brykietowania rudy żelaza. Koncentrat żelaza otrzymany z ubogiej rudy żelaza poprzez wzbogacanie, drobna ruda wytwarzana przez bogatą rudę żelaza w procesie kruszenia i przesiewania, proszek zawierający żelazo odzyskany w produkcji (pył z wielkiego pieca i pieca konwertorowego, odlewanie ciągłe, zgorzelina walcowanego itp.), topnik (wapień, wapno palone, wapno gaszone, dolomit i magnezyt itp.) oraz paliwo (proszek koksowy i antracyt) itp., są dopasowywane zgodnie z wymaganymi proporcjami, mieszane z wodą w celu uzyskania granulowanej mieszaniny spiekanej, układane na wózku do spiekania i spiekane w bloki przez wentylację zapłonową.
Krótka historia W 1887 roku brytyjska firma Huntington and Heber Rheinland po raz pierwszy złożyła wniosek o patent na metodę spiekania strumieniowego rudy siarczkowej i sprzęt do spiekania tarcz używanych do tego method.In 1906 roku Amerykanie Dwight i Lloyd uzyskali patent na maszynę do spiekania taśmowego w Stanach Zjednoczonych States.In 1911 roku, pierwsza ciągła maszyna do spiekania spalin taśmowych o efektywnej powierzchni 8m2 (znana również jako maszyna do spiekania typu DL) została ukończona i uruchomiona w Brocken Steel Company w Pensylwanii w USA. Wraz z rozwojem przemysłu żelaznego i stalowego produkcja spieku również gwałtownie wzrosła, a produkcja spieku na świecie osiągnęła ponad 500 milionów ton do lat 80-tych.Najwcześniejsza chińska maszyna do spiekania spalin taśmowych została ukończona i uruchomiona w Anshan w 1926 roku, efektywna powierzchnia maszyny do spiekania wynosiła 21,81 m2,1935 ~ 1937, a cztery zestawy maszyn do spiekania o powierzchni 50 m2 zostały uruchomione jedna po drugiej, w 1943 roku najwyższa roczna produkcja spieku osiągnęła 247 000 t Roczna produkcja spieku sięgnęła 96,54 mln ton, a wskaźnik klinkieru wielkopiecowego kluczowych przedsiębiorstw osiągnął 90%...
Po pojawieniu się metody spiekania taśmowego nie tylko skala produkcji i wydajność spiekania uległy znacznej poprawie, ale także technologia produkcji poczyniła ogromne postępy: (1) wzmocniono przetwarzanie spiekanych surowców, takich jak mieszanie proszku mineralnego, kruszenie paliwa i topnika, dokładne dozowanie, granulacja i wstępne podgrzewanie mieszaniny itp .; (2) Opracowano szereg nowych procesów w celu zwiększenia produkcji, oszczędzania energii i poprawy jakości, takich jak spiekanie grubowarstwowe, spiekanie w niskiej temperaturze, spiekanie małych kulek, spiekanie podwójnych kulek, spiekanie drobnych koncentratów, spiekanie dwuwarstwowe, spiekanie gorącym powietrzem, nowy proces zapłonu, granulat spiekany itp .; 3) Wielkoskalowy, zmechanizowany i zautomatyzowany sprzęt do spiekania, komputer do zarządzania produkcją i kontroli operacji, (4) Stosowane są technologie ochrony środowiska, takie jak odpylanie, odsiarczanie i usuwanie tlenków azotu.
Zasada Sproszkowanie rudy obejmuje wiele reakcji fizycznych i chemicznych processes.No względu na to, jaki rodzaj metody spiekania zostanie przyjęty, proces spiekania można zasadniczo podzielić na: suszenie i odwadnianie, wstępne podgrzewanie materiału spiekanego, spalanie paliwa, konsolidację i chłodzenie w wysokiej temperaturze oraz inne etapy. Procesy te są przeprowadzane w warstwach w spiekanym materiale w sekwencji. Rysunek 1 przedstawia reakcję każdej warstwy procesu spiekania w warunkach powietrza wywiewanego. Powietrze wywiewane jest wstępnie podgrzewane przez spiekaną gorącą warstwę spieku, a paliwo stałe jest spalane w warstwie spalania, a ciepło jest uwalniane w celu uzyskania wysokiej temperatury (1250 ~ 1500 °C). Wysokotemperaturowe spaliny odciągane z warstwy spalania wstępnie podgrzewają i odwadniają spiekany materiał.W zależności od temperatury i warunków atmosferycznych w każdej warstwie zachodzą różne reakcje fizyczne i chemiczne: odparowanie i rozkład wolnej wody i wody krystalicznej, rozkład węglanów, rozkład, redukcja i utlenianie tlenków żelaza, usuwanie zanieczyszczeń, takich jak siarka i arsen, reakcje w fazie stałej i ciekłej niektórych tlenków (CaO, SiO2, FeO, Fe2O3, MgO), krystalizacja chłodząca i konsolidacja fazy ciekłej itp...
Spalanie i wymiana ciepła Spalanie węgla stałego może zapewnić ponad 80% ciepła w dochodach cieplnych procesu spiekania i wysoką temperaturę 1250 ~ 1500 °C (w warstwie spalania), co zapewnia reakcje fizyczne i chemiczne, takie jak odwadnianie, rozkład wapienia, rozkład i redukcja tlenku żelaza, odsiarczanie, wytwarzanie fazy ciekłej i konsolidacja w procesie spiekania. Reakcja spalania ma również wpływ na wydajność spiekalnicy.
Reakcja spalania węgla w warstwie spiekanej jest bardziej złożona, co ogólnie można wyrazić jako: C O2 = CO2 ; 2C O2 = 2CO; CO2 C = 2CO; 2 CO O2 = 2CO2 W obszarze stężenia węgla stężenie CO w fazie gazowej jest wysokie, stężenie CO2 jest niskie, a atmosfera jest redukowalna; w obszarze mniejszej ilości węgla i bez węgla stężenie CO jest niskie, a atmosfera jest zmniejszona Dwa najważniejsze warunki spalania węgla w warstwie materiału to podgrzanie powierzchni cząstek paliwa do temperatury zapłonu, a powierzchnia gorącego paliwa musi stykać się ze strumieniem gazu o wystarczającym stężeniu tlenu.Powszechnie stosowanymi paliwami do spiekania są proszek koksowy i antracyt, a węgiel o wysokiej zawartości substancji lotnych nie nadaje się do spiekania, ponieważ przed zapłonem ulatnia się duża ilość substancji lotnych, co łatwo zablokować rurociąg...
.
Prędkość wymiany ciepła w procesie spiekania jest bardzo szybka. Spiekany materiał jest materiałem o małych cząstkach, wydajność wymiany ciepła jest bardzo wysoka, a także istnieje proces endotermiczny, taki jak parowanie i rozkład wody, więc przewodzenie ciepła odbywa się bardzo szybko w spiekanym materiale. Ciepło jest dobrze wykorzystywane w procesie spiekania, co przejawia się głównie w niskiej temperaturze spalin i "automatycznym efekcie magazynowania ciepła" w procesie spiekania. Ten ostatni odnosi się do wstępnego podgrzania do ponad 1000 °C, gdy powietrze jest pompowane przez gorącą warstwę spieku (efekt dość "regeneratora"), co zwiększa dochód cieplny w warstwie spalania ( Stanowi około 40% do 60% całkowitego dochodu cieplnego warstwy spalania), co podnosi temperaturę warstwy spalania i wzrasta wraz z pogrubieniem warstwy spiekanej, a temperatura warstwy spalania wzrasta, faza ciekła spiekania wzrasta, a wytrzymałość spiekania wzrasta, ale prędkość spiekania maleje.Na temperaturę warstwy spalania ma wpływ ilość paliwa i automatyczne magazynowanie ciepła, a także efekty termiczne różnych reakcji chemicznych w warstwie spalania...
.
Ruch przepływu powietrza w warstwie spiekanego materiału Wszystkie reakcje i zmiany w procesie spiekania odbywają się pod warunkiem, że strumień powietrza w sposób ciągły przechodzi przez warstwę materiału. Ruch przepływu powietrza ma duży wpływ na wydajność i jakość spieku. Temperatura warstwy spalania związana jest z przepuszczalnością warstwy materiału, ponieważ każda warstwa stale się zmienia w procesie spiekania, zmienia się również przepuszczalność powietrza i natężenie przepływu gazu przez warstwę materiału.Jeśli kulka zostanie złamana po wyschnięciu, warstwa susząca i warstwa podgrzewająca również wytworzą duży opór...
Pu = Fer / Ah (Ha / Si) En
We wzorze F to objętość powietrza, m3 / min, A to powierzchnia wydechu, m2, h to grubość warstwy materiału, m; S to podciśnienie spalin, kPa, n to współczynnik związany z właściwościami przepływu powietrza, charakterystyką surowca i stanem materiału w procesie spiekania, na ogół n = 0,5 ~ 1,0. Wstępne podgrzanie spiekanego materiału jest związane z temperaturą spiekania itp., To, czy strumień powietrza jest równomiernie rozłożony wzdłuż powierzchni materiału, wpłynie na równomierność procesu spiekania, szczególnie w przypadku dużych maszyn do spiekania...
Parowanie i kondensacja wody Dodanie pewnej ilości wody do spiekanego materiału jest koniecznością granulacji proszku. Gdy temperatura spiekanego materiału osiąga 100°C lub więcej, woda gwałtownie odparowuje, a wilgotność spalin spiekanych wzrasta. Gdy spaliny opuszczają warstwę suszącą i wchodzą do warstwy mokrego materiału, temperatura obniża się poniżej punktu rosy z powodu chłodzenia, a para wodna w spalinach skrapla się w mokrej warstwie materiału, tak że wilgotność warstwy mokrego materiału przekracza pierwotną wilgotność, co jest "zjawiskiem przewilgotania". Nadmierna wilgotność niszczy kulę i zmniejsza przepuszczalność wanny. Zastosowanie wstępnie podgrzanego materiału do spiekania może zmniejszyć lub wyeliminować nadmierne zwilżanie. Zjawisko nadmiernego zwilżania podczas spiekania drobnego koncentratu jest poważniejsze niż spiekanie bogatego proszku rudy. Woda w postaci wody krystalicznej jest wodą związaną chemicznie, którą można rozłożyć i usunąć tylko w wyższych temperaturach.
Rozkład, utlenianie i redukcja Głównymi reakcjami rozkładu w procesie spiekania są rozkład węglanów (CaCO3, MgCO3 i FeCO3 itp.) oraz niektórych tlenków. Gdy ciśnienie rozkładu węglanu wynosi 101,325 kPa, jego temperatura wynosi: CaCO3 910 °C, MgCO3 630 °C, FeCO3 400 °C. Dzięki temu ulegają całkowitemu rozkładowi podczas procesu spiekania. Jeśli wielkość ziarna wapienia jest gruboziarnista, nie tylko wydłuża się czas rozkładu, ale także nie można go całkowicie rozłożyć i w pełni zmineralizować z innymi tlenkami, a resztkowy wolny CaO w spieku doprowadzi do sproszkowania spieku. Dlatego wielkość ziarna wapienia musi być mniejsza niż 3 mm. Rozkład węglanów jest reakcją endotermiczną, a ilość wapienia jest na ogół odpowiednio zwiększana.
Podczas procesu spiekania tlenki żelaza mogą ulegać rozkładowi, redukcji lub utlenianiu w zależności od ich morfologii, temperatury i składu fazy gazowej. Ciśnienie rozkładu Fe2O3 wynosi 20,6 kPa (0,21 atmosfery) w temperaturze 1383 °C, a ciśnienie parcjalne tlenu podczas procesu spiekania jest niskie (6,8 ~ 18,6 kPa), więc rozkład termiczny może wystąpić w temperaturze 1300 ~ 1350 °C (warstwa spalania) (6Fe2O3 = 4Fe3O4 O2). Ciśnienie rozkładu Fe3O4 i FeO jest bardzo małe i niemożliwe jest wytworzenie rozkładu termicznego w procesie spiekania. Ciśnienie rozkładu Fe2O3 jest wysokie, a gaz odlotowy ze spiekania często zawiera niewielką ilość CO, którą można zmniejszyć w temperaturze 300 ~ 400 °C, więc Fe2O3 jest redukowany w warstwie podgrzewania i warstwie spalania; ciśnienie rozkładu Fe3O4 jest niskie i można je zmniejszyć tylko w atmosferze przy wysokim stężeniu CO, więc redukcję przeprowadza się tylko w obszarze, w którym temperatura i stężenie CO w pobliżu cząstek paliwa w warstwie spalania są wysokie.FeO można zredukować do częściowego metalicznego żelaza tylko w warunkach wysokiego stosunku paliwa (＞10%).W warunkach niskiego stosunku paliwa reakcja rozkładu termicznego i redukcji Fe2O3 jest stosunkowo small.In warstwie spiekanej, Fe3O4 i FeO mogą być częściowo utlenione do Fe2O3 ze względu na brak węgla...
.
Zachowanie się pierwiastków nieżelaznych w procesie spiekania Ciśnienie rozkładu MnO2 i Mn2O3 jest bardzo wysokie (temperatura wynosi odpowiednio 460°C i 927°C przy 20,6 kPa), dzięki czemu mogą być rozkładane i redukowane w warstwie podgrzewania, a wytworzone Mn3O4 i SiO2 tworzą Mn2SiO4 o niskiej temperaturze topnienia. FeS2 rozpoczyna rozkład termiczny w temperaturze 565 °C (2FeS2 = 2FeS S2), ale utlenianie można przeprowadzić przed rozkładem (4FeS2 11O2 = 2Fe2O3 8SO2), w temperaturze 565 ~ 1383 °C utlenianie i rozkład termiczny przeprowadza się w tym samym czasie, a produktem utleniania jest Fe3O4 w wyższych temperaturach; FeS2 (FeS) może być również utleniany przez Fe2O3, a wygenerowany SO3 może zostać wchłonięty przez CaO, tworząc CaSO4. Zmniejszenie wielkości cząstek proszku mineralnego, przy odpowiedniej ilości paliwa, aby utrzymać wystarczającą atmosferę utleniającą i wysoką temperaturę, sprzyja odsiarczaniu, a zwiększenie zasadowości w celu zmniejszenia szybkości odsiarczania, ogólny proces spiekania może usunąć ponad 90% siarki.Temperatura rozkładu siarczanu (BaSO4 itp.) jest wysoka, a szybkość odsiarczania wynosi 80% ~ 85%. As2O3 jest lotny do usunięcia, ale As2O5 jest bardzo stabilny.PbS i ZnS mogą być utleniane, tworząc PbO i ZnO, które topią się w fazie żużla krzemianowego.Dlatego As, Pb i Zn są trudne do usunięcia w procesie spiekania, a część z nich można usunąć w warunkach wysokiego stosunku paliwa.Dodaj niewielką ilość chlorku (CaCl2 itp.), Aby wytworzyć lotne AsCl3, PbCl2 i ZnCl2 i usuń 60% As, 90% Pb i 60% Zn.K2O, Na2O i P2O5 są trudne do usunięcia podczas procesu spiekania...
.
Topienie i krzepnięcie proszku mineralnegoPrzed stopieniem minerału zachodzi reakcja w fazie stałej, powder.It jest reakcją spowodowaną migracją, dyfuzją i połączeniem nowych związków spowodowaną wzrostem jonowej energii kinetycznej na powierzchni minerału, gdy proszek mineralny jest podgrzewany do określonej temperatury poniżej jego temperatury topnienia. Temperatura SiO2 wynosi 500 ~ 690 °C; Temperatura Fe2O3 wynosi 400 ~ 600 °C; 2CaO· Fe2O3 wynosi 400 °C; 2FeO· SiO2 wynosi 970°C.Reakcje te mogą być przeprowadzane w warstwie podgrzewania i warstwie spalania, ale ze względu na krótki czas nie rozwiną się zbytnio.2CaO· SiO2 może być przechowywany w całości w stopach wysokotemperaturowych, a 2FeO· SiO2 częściowo się rozkłada, podczas gdy CaO· Fe2O3 oraz 2CaO· Fe2O3 ulega rozkładowi, a reakcja w fazie stałej jest reakcją egzotermiczną, a na jej stopień reakcji wpływa nie tylko temperatura, ale także warunki wzajemnego kontaktu i powinowactwo chemiczne.W procesie redukcji, utleniania i reakcji w fazie stałej w spieku pojawią się pewne substancje o niskiej temperaturze topnienia, takie jak 2FeO· SiO2 (temperatura topnienia 1205 °C) i jego mieszanina eutektyczna (1177~1178 °C), CaO· Fe2O3 (1216 °C), FeO-2CaO· Mieszanina eutektyczna SiO2 (1280°C), CaO· Fe2O3-CaO·2Fe2O3 mieszanina eutektyczna (1200°C) i CaO· Fe2O3 - 2CaO· Mieszanina eutektyczna Fe2O3 - Fe3O4 (1180 °C). Substancje te topią się najpierw i stale topią pozostałe materiały, zmieniają swój skład i tworzą nowy stop. Na skład stopu wpływa skład materiału spiekanego oraz stopień reakcji redukcji i utleniania, ale stop można zasadniczo podzielić na dwie kategorie: system krzemianowy i system ferrytowy.Wysoka jakość spieku (tj. niska zawartość SiO2), wysoka zasadowość i wysoki stopień utlenienia sprzyjają tworzeniu się stopu ferrytowego, wręcz przeciwnie, sprzyja tworzeniu się stopu krzemianowego. Fe2O3 oraz 2CaO· Fe2O3), krzemian wapnia (2CaO· SiO2 oraz 3CaO· SiO2 itd.) i oliwinu kalcytowo-żelazowego (CaO· FeO· W spiekach zawierających TiO2 i CaF2, perowskit (CaO· TiO2 ) oraz 3CaO·2SiO2 · Ostatnim krzepnięciem jest szkło o niskiej temperaturze topnienia, którego skład to głównie złożony krzemian.Na przykład ferryt wapnia ma lepsze właściwości redukujące niż forsteryt wapnia i jest lepszy niż ordivine (2FeO· SiO2 ) jest lepszy;2CaO· SiO2 ulega przemianie krystalicznej (β2CaO· SiO2→γ2CaO· SiO2), następuje około 10% rozszerzenia objętości, powodując sproszkowanie spieka, wytrzymałość szkła amorficznego jest gorsza niż minerału krystalicznego...
.
Metoda i sprzęt do spiekania Metoda spiekania dzieli się na dwa rodzaje w zależności od kierunku przepływu gazu w warstwie materiału: metodę spiekania spalin i metodę spiekania z rozdmuchiwaniem. W całkowitej światowej produkcji spiekania ponad 99% całkowitej produkcji spiekania jest wytwarzane przez maszynę do spiekania spalin taśmowych (patrz spiekanie maszynowe do spiekania taśmowego)...
Proces spiekania Proces spiekania rudy żelaza (koncentratu, bogatej rudy drobnej) na spieki. Nowoczesny proces spiekania składa się z trzech części: przygotowania surowca, spiekania i obróbki spiekania. Każda część składa się z kilku procesów (patrz rysunek 2). Część przygotowania surowca obejmuje magazynowanie i mieszanie surowców (patrz mieszanie rudy), przetwarzanie topników i paliw, dozowanie, mieszanie i granulację oraz dystrybucję materiałów. Część spiekania obejmuje procesy spiekania zapłonu i wydechu. Część obróbki spiekaniem obejmuje chłodzenie i kruszenie, przesiewanie i granulację.
Przetwarzanie topnika i paliwa Głównym strumieniem spiekania jest wapno i dolomit, które są carbonates.In procesie spiekania, nie tylko powinny być całkowicie rozłożone, ale także rozłożone CaO i MgO powinny być w stanie w pełni połączyć się z innymi tlenkami, tworząc nowe minerały; w przeciwnym razie spiek będzie zawierał wolny CaO, powodując sproszkowanie, które nie sprzyja przechowywaniu. Dlatego wielkość cząstek strumienia powinna być mniejsza niż 3 mm, ale wielkość cząstek przychodzących wapienia i dolomitu wynosi na ogół 40 ~ 0 mm lub gruboziarnista, więc należy ją zmiażdżyć. Większość operacji kruszenia wykorzystuje kruszarki młotkowe lub kruszarki udarowe, a operacje przesiewania wykorzystują samocentrujące przesiewacze wibracyjne.Wapno palone i wapno gaszone na ogół dostają się do zakładu z drobnymi cząstkami i nie trzeba ich kruszyć, ale wapno palone ma kauteryzację na ludzkiej skórze, dlatego zaleca się stosowanie gazu do przenoszenia i wzmacniania uszczelnienia obszaru operacyjnego... |
|
