Описание установки для обжига окатышей

Установка состоит из силитовой трубчатой печи 3, шкафа контрольно-измерительных приборов и подъемно-опускающего механизма 1, установленного на штативе (рис. 2.1).

В качестве нагревательных элементов используется система силитових стержней (6 шт.). Питание печи осуществляется переменным током напряжением 380 В от источника регулируемого напряжения. Окатыши загружают в корзинку 2, подвешенную к подъемно-опускающему механизму.

Рис. 2.1. Схема установки для обжига железорудных окатышей

Контроль температурного режима осуществляется с помощью электронного потенциометра КСП-4 (класс точности 0,5), работающего в комплекте с термопарой ПР 30/8.

Подъемно-опускающий механизм позволяет варьировать скорость опускания или подъема образца.

Задание 1. Определение показателя термостойкости окатышей.

Температура «шока» – это предельная температура сушки окатышей, при которой начинается их разрушение. Для определения этого показателя необходимо найти количество разрушенных окатышей при их тепловой обработке в потоке газа-теплоносителя (воздуха).

Порядок проведения работы

1. В тарельчатом грануляторе получить партию окатышей необходимой основности.

2. Из общего числа окатышей отобрать для определения предельно допустимой температуры сушки окатышей пробу массой 1,5 кг.

3. В отобранных для анализа окатышах определить массовую долю влаги.

4. Из выделенной для анализа пробы отобрать частную пробу, состоящую из 10–15 окатышей.

5. Уложить окатыши в металлическую корзинку, выполненную в виде цилиндра DxH = 40x70 мм. Укладка окатышей производится в 2 слоя. Необходимо следить за тем, чтобы не было пустот.

6. Корзинку с окатышами опустить в рабочую зону трубчатой силитовой печи и через слой окатышей в корзинке продуть теплоноситель определенной температуры и скорости фильтрации 1 м/с. Температура теплоносителя фиксируется термопарой, находящейся под слоем окатышей.

Температура, при которой наблюдается растрескивание двух и более окатышей, характеризует предельную температуру их сушки. Обычно при достижении этой температуры наблюдаются щелчки, свидетельствующие о растрескивании (разрушении) исследуемых окатышей. Результаты опытов оформить в виде табл. 2.1.

Таблица 2.1

Определение температуры «шока» окатышей

Задание 2. Изучение процесса обжига окатышей в лабораторной трубчатой печи

Порядок выполнения работы

1. В тарельчатом грануляторе получить партию окатышей заданного состава.

2. Сырые окатыши (10–15 шт.) поместить в металлическую корзинку DxH = 40x70 мм. Корзинка с окатышами подается в рабочую зону печи механически с определенной скоростью, предусмотренной опытом.

В данной работе готовят две шихты различной основности, которую задает преподаватель. Расчет ведут на 100 г шихты, бентонит в количестве 0,5–1 % добавляют сверх 100 %.

Полученную шихту тщательно перемешивают с водой, а затем загружают в лабораторный гранулятор Æ 1м. Время окатывания 3–4 мин. Полученные сырые окатыши сушат в сушильном шкафу при температуре 150 °С до получения постоянной массы (40–50 мин).

Высушенные окатыши известной массы загружают в нихромовую корзинку и подвешивают к подъемно-спускному механизму. Время опускания образца в зону обжига 12 мин, изотермическая выдержка – 8 мин. и, наконец, подъем из печи – 12 мин. Температуру изотермической выдержки задает преподаватель.

Следует помнить, что из печи окатыши выходят с температурой 250–300 °С. Во избежание ожогов образцы выгружают только тигельными щипцами. Для предупреждения поражения электрическим током не прикасаться к металлической крышке печи. После обжига окатыши взве­шивают и испытывают на прочность на раздавливание.

Результаты опыта оформляют в виде табл. 2.2.

Таблица 2.2

Лабораторная работа №3

ПОЛУЧЕНИЕ АГЛОМЕРАТА ИЗ ТОНКОДИСПЕРСНЫХ ЖЕЛЕЗОРУДНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Цель работы– изучить технологию агломерации железных руд и концентратов, научиться определять показатели качества агломерата и выполнять расчеты, связанные с процессами подготовки железных руд к плавке.

Теоретические сведения

Агломерация – один из способов окускования пылеватых железных руд и концентратовобогащения бедных железных руд. Непосредственное использование пылеватых железных руд и концентратов в шихте доменных печей невозможно, так как доменная печь – агрегат шахтного типа, основанный на противотоке газа и шихты. Если в шихте много мелкой фракция (меньше 5 мм), то газопроницаемость столба шихты резко ухудшается, снижаются и технико-экономические показатели плавки.

Агломерирование мелких и пылеватых руд и их концентратов позволяет не только окусковывать их, но и удалять некоторые вредные примеси.

Технология агломерации – сложный многостадийный процесс, включающий дозировку компонентов шихты, их смешивание и окомкование и, наконец, спекание на колосниковой решетке. Особое место при этом занимают окомкование и спекание. Эти процессы в основном определяют производительность машины, а окомкование шихты – ее газопроницаемость при агломерации.

Топливо верхнего слоя аглошихты зажигают газовым пламенем в течение 40–50 с.

Температура пламени при сгорании природного газа составляет 1200–1250 °С. После зажигания зона горения твердого топлива под воздействием просасываемого воздуха движется вниз. Отходящие из зоны горения газы нагревают нижележащий слой. Движение зоны горения характеризует понятие «вертикальная скорость спекания». Она колеблется в зависимости от условий от 10 до 35 мм/мин.

При движении зоны горения в слое образуются характерные зоны: 1 - готового агломерата; 2 - горения; 3 - интенсивного нагрева шихты; 4 - сушки; 5 – переувлажнения (рис. 3.1). Каждая зона характеризуется своими физико-химическими процессами, протекающими в ней.

Рис. 3.1. Структура агломерируемого слоя: 1 – зона готового агломерата; 2 – зона горения; 3 – интенсивного нагрева шихты; 4 – зона сушки; 5 – переувлажнения; 6 – конденсации; 7 – исходной шихты

При агломерации сернистых руд сульфидная сера окисляется и удаляется отходящими газами, при этом степень десульфурации достигает 98 %.

4FeS₂+ 11О₂=2Fе₂О₃ + 8SO₂;

3FeS₂ + 8О₂=Fe₃О₄ + 6SO₂.

Труднее идет удаление сульфатной серы (максимальная степень десульфурации не превышает 70%).