Пригодность той или иной железной руды к разработке в местных условиях может быть определена в зависимости от ряда соображений, важнейшими из которых являются: количество железа в руде, количество и род примеси, химический состав пустой породы, физическое состояние руды, стоимость добычи, запас месторождения и близость топлива.
Значение первого и второго условий очевидно. Наличие в руде вредных примесей (серы, фосфора) затрудняет технологические процессы получения чугуна и стали, свободных от этих примесей. Химический состав пустой породы влияет на условия получения того или иного сорта чугуна. Пористость руды облегчает процесс восстановления железа, так как при наличии каналов внутри кусков руды газы приходят в более тесное соприкосновение с окислами железа, и процесс восстановления протекает быстрее.
К операциям подготовки руды к плавке относятся дробление, сортировка, промывка и магнитная агломерация.
Обогащение имеет целью повысить содержание железа в руде: так, например, в керченской руде содержание железа после обогащения увеличивается до 42—45% вместо 36—38% в необогащенной руде.
Основная цель обогащения — удаление пустой породы. Остающаяся в руде пустая порода (после обогащения) во время доменного процесса должна быть расплавлена, что, помимо лишнего расхода топлива, затрудняет и осложняет ход процесса. Обогащению подвергают только бедные руды.
Дробление. В тех случаях, когда руда поступает на металлургический завод в крупных кусках, ее измельчают. Наибольший размер кусков, поступающих в доменную печь, — 80 мм, наименьший — 8 мм; зерна руды до 3 мм в поперечнике в значительном количестве уносятся газами из доменной печи.
Дробление руды производят для получения кусков руды более равномерной величины и для увеличения площади соприкосновения поверхности руды с газами в доменной печи. Чтобы рассортировать куски руды по размеру, ее пропускают после дробления через грохоты.
Промывкой достигается удаление из руды глинистых и песчаных примесей.
Магнитное обогащение можно применять к руде, обладающей магнитными свойствами. Процесс магнитного обогащения состоит из двух главных операций — измельчения руды и пропускания измельченной массы через магнитный сепаратор.
Брикетирование и агломерация. Мелкие частицы руды, обычно до 8 мм в диаметре, природной или полученной в результате обогатительных процессов, перед поступлением в доменную печь превращают в куски.
Загрузка мелочи в печь затрудняет движение газов и нарушает нормальную работу доменной печи. Брикетирование достигается прессованием рудной мелочи.
Процесс агломерации заключается в спекании мелкой руды с мелким коксом, количество которого составляет до 8% в шихте.
Обжигом достигают удаления из руды влаги, углекислого газа и серы, вследствие чего увеличивается пористость руды. Кроме того, закись железа FeO, полученная при обжиге шпатового железняка, переходит в окись железа Fe2O3.
Операция обжига заключается в нагреве руды, например бурых железняков, до 400—500°. Обжиг можно производить в специальных рудообжигательных печах. В настоящее время обжиг железных руд применяется сравнительно редко.
Железо, содержащееся в руде, после его восстановления, т. е. освобождения от кислорода, науглероживается и затем плавится. Оставшаяся пустая порода тоже плавится и уходит в шлак. Для правильного хода процесса плавки требуется, чтобы шлак плавился при определенной температуре после полного восстановления железа. Если пустая порода руды не плавится при требуемой температуре, то к плавящейся железной руде добавляют так называемые флюсы, необходимые для облегчения ошлакования пустой породы и золы.
Для облегчения плавления песчано-глинистых примесей (пустой породы руды) в качестве флюса применяют известняк.
Реакции, протекающие при взаимодействии кремнекислоты, окиси кальция и окиси магния (магнезии), могут быть выражены уравнениями:
SiOa + СаО = CaSiO3 (температура плавления — 1500°) и Si02 + MgO = MgSiO3 (температура плавления - 1520°). Сплав CaSiO3 и MgSi03 плавится при более низкой температуре — около 1380°.
Руководствуясь химическим анализом пустой породы руды, устанавливают, какое количество известняка надо ввести в шихту, чтобы плавление пустой породы происходило при требуемой температуре. Кроме того, количество флюса зависит от содержания серы в шихте и качества выплавляемого чугуна.
Скачать реферат:
Пароль на архив: privetstudent.com