Брикетирование шихтовых материалов. Современные металлургические процессы в чёрной и цветной металлургии предъявляют высокие требования к качеству шихты поступающей на переработку в металлургических агрегатах.
Для комплексного использования сырья, поступающего в плавильные агрегаты, а также для увеличения извлечения металла, возникает необходимость использования в металлургической шихте мелких фракций руд, продуктов процесса обогащения и пылей, получаемых в других процессах. Кроме того, всё больше используются в составе шихты металлосодержащие отходы и оборотные продукты металлургических процессов.
Все эти мелкозернистые материалы, перед подачей в плавильные агрегаты, требуют окускования, для обеспечения необходимой газопроницаемости шихты, значительного уменьшения выноса пыли, а для многокомпонентных шихт, более эффективной технологии их переплавки.
Окускование необходимо для различных металлургических процессов: для шахтной плавки, плавки в электрических печах, плавки в конверторах, в процессах хлоридовозгонки, в различных видах сегрегации материалов.
В настоящее время окускование мелкозернистых материалов осуществляется с помощью процессов агломерации, окатывания и брикетирования.
Как происходит процесс брикетирования
Наибольшее распространение в металлургии получил процесс агломерации, как наиболее производительный и экономически оправданный. Процесс окатывания имеет меньшее применение, из-за не высокой, по сравнению с агломерацией, производительностью.
Процесс брикетирования для окускования шихтовых материалов имеет существенно меньшее распространение, однако обладает большими преимуществами при окусковании шихт с широким диапазоном гранулометрического состава, для получения кускового материала однородного содержания, обладает меньшими капитальными и эксплуатационными затратами.
В настоящее время, создание высокопроизводительных валковых прессов высокого давления позволяет этому процессу конкурировать с процессами агломерации и окатывания, для создания кускового материала, существенно однородного состава, в виде прочных брикетов.
Брикетирование представляет собой процесс окускования мелкозернистых материалов в брикеты с определённой геометрией, правильной формы, при использовании внешнего давления.
Применяемое при брикетировании давление на поверхность брикета подразделяют на низкое (до 150кгс/см2), среднее ( 150-750 кгс/см2) и высокое (750-1500 кгс/см2).
Материалы подаваемые на брикетирование разделяется на: материалы брикетируемые без связующих и материалы брикетируемые со связующими добавками.
Материалы, подаваемые на брикетирование без добавок окусковывается под давлением благодаря свойствам самого материала. Большая часть материалов, подаваемых на брикетирование шихтовых материалов, такими свойствами не обладает и требует для окускования под давлением, связующих компонентов.
Цементирующие свойства материалов, не требующих связующих добавок имеются у глинистых минералов, в окисленных никелевых рудах, в материалах не требующих упрочнения брикетов после их получения на валковых прессах высокого давления, на пример некоторые виды железных руд.
Некоторые материалы, из которых изготавливают брикеты, содержат компоненты, которые требуют последующего упрочнения получаемых брикетов обжигом. Как правило, брикетирование шихт осуществляется со связующими добавками, органического и неорганического состава.
Органические добавки это: каменноугольный пек, битум, смолы, сульфит- целлюлозный щёлок.
Неорганические добавки это: известь, магнезит и доломит, бентонит, цемент, растворимое стекло.
Брикетирование это комплексный процесс и состоит из следующих операций: подготовка сырья и связующих добавок, дозирование и перемешивание их, прессование как таковое и, при необходимости, упрочнение брикетов.
Внутренние процессы при формировании брикетов под давлением зависят от свойств брикетируемого материала : его структуры, твёрдости, пластичности, упругости под давлением из-за неоднородности материала, от сил внутреннего трения между зёрнами, а связующие вещества действуют для создания прочного брикета силами адсорбции.
Параметры брикетирования, как правило, выбираются эмпирически и могут быть различными для разных материалов.
Брикеты, как кусковой материал для металлургической шихты, должны обладать определёнными параметрами, характеризующими их механическую и термическую прочность для различных условий транспортировки, хранения и металлургической переработки.
Требования к механической прочности брикетов определяются транспортными условиями и количеством перегрузок, требования к термостойкости брикетов определяются временем до разрушения брикета при высоких температурах в процессе перехода их к плавлению в печи, т.к. при преждевременном разрушении брикета в процессе плавления, понижается газопроницаемость столба шихты, что значительно ухудшает процесс плавления.
До сегодняшнего дня для брикетирования применялись прессы различных конструкций : штемпельные (столовые), кольцевые и валковые. В настоящее время в металлургии применяются только валковые прессы, которые являются наиболее производительными, что в сочетании с возможностью создавать высокие удельные давления на поверхность брикета, делают их конкурентно предпочтительными.
Производительность современных валковых прессов достигает 100-150 тонн/час при удельном давлении 1500 кгс/см2, что обеспечивает прессование материала широкого диапазона гранулометрического состава материала при высокой производительности.
Влажный концентрат перемешивается в двухвалковом шнековом смесителе, туда же подаётся связующий компонент. Затем эта влажная смесь высушивается и подаётся на брикетирование, после чего брикеты подвергаются грохочению и подаются на плавку. Оборотный отсев и брикетная мелочь снова подаётся на брикетирование.
Брикетирование шихтовых материалов, сегодня стало конкурентно способным, а иногда и незаменимым, процессом подготовки шихты к плавке в металлургических плавильных агрегатах.
Читайте также: измельчение на валковых прессах
Обсуждение закрыто.