Агломерационные установки агломерируют железорудную мелочь (пыль) с другими мелкими материалами при высокой температуре, чтобы создать продукт, который можно использовать в доменной печи . Конечный продукт, агломерат , представляет собой небольшой, нерегулярный узелок железа, смешанный с небольшим количеством других минералов. Процесс, называемый спеканием , заставляет составляющие материалы сплавляться, образуя единую пористую массу с небольшим изменением химических свойств ингредиентов. Цель агломерата - использовать его для преобразования железа в сталь .
Агломерационные установки в сочетании с доменными печами также используются в плавке цветных металлов . Около 70% мирового производства первичного свинца по-прежнему производится таким образом. [1] Такое сочетание когда-то использовалось при плавке меди, как на электролитическом рафинировании и плавке в Вуллонгонге , Новый Южный Уэльс . [2]
Во многих странах, включая Индию , Францию и Германию , имеются подземные залежи железной руды в виде пыли (голубая пыль). Такую железную руду нельзя напрямую загружать в доменную печь . В начале 20-го века была разработана технология агломерации для преобразования рудной мелочи в кусковой материал, загружаемый в доменные печи. Технологии агломерации потребовалось 30 лет, чтобы получить признание в области производства чугуна, но теперь она играет важную роль. Первоначально разработанная для производства стали, теперь она является средством использования металлургических отходов, образующихся на сталелитейных заводах, для улучшения работы доменной печи и сокращения отходов. Крупнейший агломерационный завод находится в Ченнаи, Индия, и на нем работают 10 000 человек. [3]
Основным сырьем для агломерационной фабрики является базовая смесь, которая состоит из железной руды, кокса и флюса (известняка). В дополнение к базовой смеси, кокс, флюс, агломерат, железная пыль (собранная из системы обеспыливания завода и электрофильтра ) и отходы завода смешиваются в пропорции (по весу) во вращающемся барабане, часто называемом барабаном для смешивания и окомкования. Кальцинированная известь используется в качестве связующего вещества смешанного материала вместе с водой (все в определенной пропорции по весу) для формирования агломерата размером около 5-7 мм. Эти агломераты подаются в агломерационную машину и сжигаются в ней для получения агломерата для доменной печи.
Материал помещается в агломерационную машину в два слоя. Нижний слой может иметь толщину от 30 до 75 миллиметров (от 1,2 до 3,0 дюймов). Используется фракция агломерата от 12 до 20 мм, также называемая подовым слоем. Второй, покрывающий слой состоит из смешанных материалов, что обеспечивает общую высоту слоя от 350 до 660 миллиметров (от 14 до 26 дюймов). Смешанные материалы наносятся с помощью барабанных питателей и роликовых питателей, которые распределяют конкреции на определенной глубине по всей агломерационной машине. Верхний слой выравнивается с помощью выравнивателя. Материал, также известный как шихта, поступает в печь зажигания в ряды многощелевых горелок. В случае одного завода первая зона (зажигания) имеет одиннадцать горелок. Следующая зона (выдержка/ отжиг ) обычно предлагает 12 горелок. Воздух всасывается со дна слоя смешанного материала по всей агломерационной машине. Огонь постепенно проникает в смешанный материал, пока не достигнет слоя пода. Эта конечная точка горения называется точкой прожига (BTP). Слой пода, который представляет собой не что иное, как агломерат меньшего размера, ограничивает прилипание горячего агломерата к поддонам. BTP достигается в определенной зоне агломерационной машины, чтобы оптимизировать процесс, с помощью нескольких приборов для измерения температуры, размещенных по всей агломерационной машине. После завершения горения смесь превращается в агломерат, который затем разбивается на более мелкие размеры дробилкой агломерата. После дробления на более мелкие размеры она охлаждается в охладителе (линейном или круговом) с помощью принудительного воздуха. При выгрузке охладителя агломерата температура агломерата поддерживается на низком уровне, так что горячий агломерат может транспортироваться конвейерной лентой из резины. Принимаются необходимые меры предосторожности для отслеживания любого наличия огня на ленте, а необходимое тушение осуществляется путем распыления воды. Затем этот продукт пропускается через щековую дробилку, где размер агломерата дополнительно измельчается (~ 50 мм) до более мелких размеров. Затем вся смесь пропускается через два сита. Самые мелкие фракции агломерата (< 5 мм) складируются в дозировочных бункерах и повторно используются для приготовления агломерата снова через смесительный и гранулирующий барабан и подаются в агломерационную машину для сжигания. Часть более мелких фракций (5 – 20 мм) используется для подового слоя в агломерационной машине, а остальная часть отправляется в доменную печь вместе с самыми крупными агломератами.
Температура обычно поддерживается в пределах от 1150 до 1250 °C (от 2100 до 2280 °F) в зоне зажигания и от 900 до 1000 °C в зоне выдержки, чтобы предотвратить внезапное гашение спеченного слоя. Верхние 5 мм с сит поступают на конвейер, транспортирующий агломерат для доменной печи, и вместе с доменным агломератом поступают либо в бункеры для хранения агломерата, либо в бункеры доменной печи. Доменный агломерат состоит из частиц размером от 5 до 12 мм, а также 20 мм и более.
Существуют определенные преимущества использования агломератов по сравнению с использованием других материалов, которые включают переработку мелочи и других отходов, включая колошниковую пыль, окалину, известковую пыль и шлам. Обработка агломерата помогает исключить сырой флюс, который является связующим материалом, используемым для агломерации материалов, что экономит нагревательный материал, кокс, и повышает производительность печи.
Улучшения и эффективность могут быть достигнуты за счет более высокой температуры размягчения и более узкого размягчения в зоне плавления, что увеличивает объем зернистой зоны и уменьшает ширину когезионного участка. Более низкое содержание кремнезема и более высокая температура горячего металла способствуют большему удалению серы.