научная статья по теме ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ПОДГОТОВКИ АГЛОМЕРАЦИОННОЙ ШИХТЫ К СПЕКАНИЮ В УСЛОВИЯХ ОАО «УРАЛЬСКАЯ СТАЛЬ» Металлургия

Текст научной статьи на тему «ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ПОДГОТОВКИ АГЛОМЕРАЦИОННОЙ ШИХТЫ К СПЕКАНИЮ В УСЛОВИЯХ ОАО «УРАЛЬСКАЯ СТАЛЬ»»

УДК 669.1.022

ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ПОДГОТОВКИ АГЛОМЕРАЦИОННОЙ ШИХТЫ К СПЕКАНИЮ В УСЛОВИЯХ ОАО «Уральская Сталь»

© Шаповалов Алексей Николаевич1, канд. техн. наук, e-mail: alshapo@yandex.ru; Овчинникова Елена Владимировна2,

e-mail: elenka.ov4innikova@narod.ru;

Майстренко Николай Анатольевич3, начальник аглодоменной лаборатории, e-mail: koldeban@mail.ru

1 Новотроицкий филиал НИТУ «МИСиС». Россия, г. Новотроицк

2 Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС». Россия, Москва

3 ОАО «Уральская Сталь». Россия, г. Новотроицк Статья поступила 11.10.2013 г.

Выполнен анализ условий работы и показателей агломерационного производства в условиях ОАО «Уральская Сталь». Проанализированы условия подготовки агломерационной шихты к спеканию. Установлены основные технические и технологические факторы, ограничивающие показатели агломерационного производства. Предложены направления совершенствования технологии подготовки шихты к спеканию в условиях ОАО «Уральская Сталь». Проведены лабораторные исследования по улучшению окомкования агло-шихты вследствие оптимизации условий применения извести и увлажнения аглошихты водным раствором поверхностно-активного вещества (ПАВ) при смешивании и окомко-вании, а также установлены рациональные пределы их использования.

Ключевые слова: агломерационная шихта; гранулометрический состав; окомкование; агломерация; известь; ПАВ.

Агломерат - одна из основных составляющих железорудной части доменной шихты, доля которого в условиях ОАО «Уральская Сталь» составляет 60-70%, поэтому качество агломерата и эффективность его производства существенно влияют на технико-экономические показатели доменной плавки.

Производство агломерата в ОАО «Уральская Сталь» осуществляется на четырех агломашинах площадью спекания 84 м2 (суммарная площадь спекания 336 м2). Из анализа усредненных показателей работы агломерационного цеха ОАО «Уральская Сталь» за период с ноября 2010 г. по октябрь 2013 г. видно, что показатели работы агломерационного цеха ОАО «Уральская Сталь» как по производительности, так и по качеству агломерата не отвечают современным требованиям доменного производства (табл. 1). Это связано как с неудовлетворительным техническим состоянием тракта отходящих газов, так и с несовершенством технологии подготовки агломерационной шихты к спеканию, не обеспечивающей высокой эффективности ее смешивания и окомкования. Последнее в условиях низкой газоплотности вакуумной системы и ограниченной мощности эксгаустера, а также пониженной температуры шихты (особенно в зимний период) не позволяет работать на высоком слое и ограничивает как производительность, так и возможности увеличения доли концентрата в шихте и повышения качественных показателей агломерата.

Учитывая недостаток материальных ресурсов на модернизацию оборудования, для улучшения показателей работы агломерационного цеха ОАО «Уральская Сталь» особое внимание следует уделять совершенствованию технологии подготовки и оптимизации состава агломерационной шихты.

В условиях действующего производства качество подготовки аглошихты, характеризуемое однородностью химического состава и газопроницаемостью [1-4], определяется параметрами работы технологического оборудования, физико-химическими свойствами компонентов шихты и их соотношением. Учитывая, что компонентный состав аглошихты определяется требованиями доменного цеха и наличием материалов, главную роль при подготовке аглошихты приобретают гранулометрический состав компонентов и режим работы технологического оборудования.

Анализ гранулометрического состава компонентов аглошихты проводили рассевом проб (по 10 проб каждого материала) массой по 8-10 кг, отобранных в течение октября 2012 г. из бункеров корпуса дозировки.

Анализ данных о гранулометрическом составе компонентов аглошихты (табл. 2) позволяет выделить основные причины ухудшения подготовки шихты к спеканию:

- неэффективный с точки зрения окомкования гранулометрический состав руд, характеризующийся большим количеством крупных фракций (+10 мм) и мелочи (0,5-1 мм);

- высокое содержание крупных фракций (+3 мм) в извести, что наряду с низкой степенью

Таблица 1. Усредненные отчетные показатели работы агломерационного цеха

Показатели Зимний период с ноября по апрель* Летний период с мая по октябрь* Среднее за период

Удельная производительность, т/(м2-ч) 0,930-1,132 1,074 1,058-1,154 1,125 1,099

Содержание тонкозернистых концентратов в шихте, %** 56,1-63,64 60,70 58,03-66,38 62,89 61,80

Разрежение в коллекторе Дрв/к, мм в. ст. 551-650 590 483-684 577 583

„ „ „ 0, 94,5-95,6 94,7-96,0 Содержание класса 0-3 мм в известняке, % 95,0 95,0 95,1

Содержание класса 0-3 мм в коксике, % 90,0-91,2 90,5 90,0-91,2 90,7 90,6

Высота слоя шихты, мм 250-281 261 248-305 284 273

Содержание возврата в шихте, % 23,9-27,1 25,8 22,5-27,5 25,5 25,6

Температура шихты, °С 40-55 47,9 50-61 55,3 51,6

Содержание углерода в шихте, % 3,72-5,09 4,14 3,27-4,35 3,94 4,04

Влажность шихты, % 6,82-7,97 7,19 6,86-7,53 7,10 7,15

Расход извести, кг/т 17,9-34,8 29,6 19,0-30,1 28,2 28,9

Содержание железа в агломерате, % 50,50-53,80 52,41 50,30-55,40 52,71 52,56

Основность агломерата по СаО/БЮ,, 1,40-1,84 1,64 1,33-1,85 1,58 1,61

Укладка по железу (±1,0 %), % 78,98-99,16 90,59 88,28-98,05 94,91 92,75

Укладка по основности (±0,1 ед.), % 71,50-97,78 84,66 82,02-94,59 91,59 88,13

Содержание мелочи в агломерате (фракция 0-5 мм), % 14,7-17,1 16,12 13,7-16,6 15,51 15,82

Показатели прочности, %:

на удар 65,00-72,30 67,91 67,20-70,80 68,44 68,18

на истираемость 4,90-5,30 5,16 5,10-5,40 5,21 5,19

* В числителе - интервал изменения, в знаменателе - среднее значение. ** Концентраты Михайловского и Лебединского ГОКов.

Таблица 2. Гранулометрический состав компонентов агломерационной шихты*

Компоненты аглошихты Содержание фракции, %**

+10 мм 10-5 мм 5-3 мм 3-1 мм 1-0,5 мм 0,5-0 мм

Аглоруда БРУ 6,65-11,59 8,81 13,55-16,8 14,74 11,6-14,3 12,88 22,2-24,8 23,44 14,1-20,3 18,08 19,3-24,6 22,05

Аглоруда МГОКа 12,8-19,7 10,8-15,7 6,4-10,2 9,5-12,8 8,9-11,4 37,9-42,4

16,76 13,20 8,61 11,53 10,27 39,64

Концентрат МГОКа 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 100

Известняк Аккермановский 0,0 0,0-4,8 1,20 8,2-16,4 10,73 30,2-34,9 31,80 16,2-23,7 19,96 32,4-38,7 36,31

Известь 23,9-31,6 39,1-51,7 9,4-20,4 3,4-6,7 2,9-4,0 2,1-5,0

27,95 43,44 15,51 5,50 3,54 4,06

Коксовая мелочь 0,0 2,2-8,6 5,17 7,9-15,4 12,10 28,3-31,6 29,54 19,1-25,8 22,74 26,1-33,1 30,45

Возврат 3,08-6,50 26,88-8,56 8,90-23,84 19,79-26,0 14,24-24,19

4,69 34,20 18,87 22,77 19,46

* По результатам рассева просушенных материалов (в период исследования концентрат ЛебГОКа не использовался). ** В числителе - интервал изменения, в знаменателе - среднее значение.

ее обжига (40-60%), существенно снижает равномерность распределения извести в аглошихте при смешивании и ведет к уменьшению эффективности ее применения в качестве интенсифи-катора процесса окомкования. Кроме того, круп-нокусковый состав извести ухудшает ее усвоение в процессе спекания, что снижает прочностные свойства агломерата;

- высокое содержание фракции +3 и 0-0,5 мм в коксовой мелочи, что снижает эффективность ее использования [5] и отрицательно сказывается на структуре агломерата и его прочностных свойствах [3, 4].

Для оценки эффективности подготовки агло-шихты к спеканию в условиях ОАО «Уральская Сталь» проведено исследование показателей смешивания ее компонентов и окомкования.

Смешивание аглошихты. Анализ производственных данных о работе агломерационного цеха ОАО «Уральская Сталь» (см. табл. 1) свидетельствует о существенных колебаниях состава агломерата по содержанию железа и основности, а следовательно, и его свойств, что отрицательно сказывается на результатах работы доменных печей.

В агломерационном цехе комбината смешивание аглошихты осуществляется в смесительном барабане СБ-2,8х6, установленном под углом 2° к горизонту и вращающемся с частотой 6,6 мин-1. В процесс смешивания проводится частичное увлажнение шихты до 3,5-4,0% [6].

Оценку эффективности смешивания проводили по наиболее важным контролируемым параметрам: содержанию железа, оксида кальция и углерода. Эксперимент проводили дважды: в октябре 2012 и июне 2014 г. при нагрузке на смеситель 340 т/ч (три машины в работе) и 450 т/ч (четыре машины в работе), соответственно.

Для определения динамики смешивания во время эксперимента осуществляли отбор проб аглошихты в пяти точках технологической схемы: перед и после смесителя, перед окомковате-лем и после него и при загрузке на палеты. Для достоверности определения однородности ших-

ты отобранную в каждой точке пробу массой 1 кг делили на 10 разовых проб, которые анализировали на содержание железа, углерода (общего) и оксида кальция. В качестве критерия однородности использовали коэффициент однородности K (табл. 3) [4]. о

Полученные данные (см. табл. 3) позволяют заключить, что смешивание аглошихты в основном происходит в смесительном барабане, что согласуется с данными работ [4, 7]. При работе с полной нагрузкой (июнь 2014 г.), по сравнению с периодом работы на 3/4 загрузки коэффициент однородности по всем контролируемым параметрам после смесительного барабана снижается на 5,3-6,8 абс. %, а в загружаемой на палеты шихте на 4-5,6 абс. %.

При этом средняя степень однородности агломерационной шихты, загружаемой на пале-ты, при полной и частичной (на %) загрузке смесителя составляет соответственно 79,7 и 84,5%. Полученные данные характеризуют ограниченные технологические возможности действующего барабанного смесителя и являются одной из причин низкой стабильности химического состава агломерата (см. табл. 1).

Окомкование аглошихты в агломерационном цехе ОАО «Уральская Сталь» осуществляется в барабанных грануляторах диам. 2,8 м, длиной 6 м и углом наклона 1°30, вращающихся с частотой 6 мин-1 [6].

Для оценки динамики процесса окомкования в барабанных грануляторах определяли следующие показатели: толщину слоя шихты в барабане, влажность и гранулометрический состав шихты на входе в окомкователь, по длине барабана в шести точках (первая

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком