Агломерація (у металургії)
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Агломерація (у металургії)

Агломерація в металургії, термічний процес кускування дрібних матеріалів (руди, рудних концентратів, що містять метали відходів і ін.), що є складовими частинами металургійної шихти, шляхом їх спікання з метою надання форми і властивостей (хімічного складу, структури), необхідних для плавки. Спікання відбувається безпосереднім злипанням окремих нагрітих часток шихти при поверхневому їх розм'якшенні або в результаті освіти легкоплавких з'єднань, що зв'язують частки при охолодженні продукту, що агломерується. Тепло, необхідне для спікання, виходить від горіння вуглецевого палива, що додається до матеріалу, що агломерується, або від окислення сульфідів, якщо агломерація піддається сірчисті рудні концентрати. На практиці А. найчастіше здійснюється на колосникових гратах, з просмоктуванням повітря зверху вниз крізь лежачу на гратах шихту. При цьому відбувається послідовне горіння палива в лежачих один під іншим її шарах. Шихта має бути максимально однорідною. Для рівномірного окислення пального в процесі спікання і здобуття міцного і пористого агломерату відповідного хімічного складу потрібний, щоб шихта володіла необхідною газопроникністю, що залежить в першу чергу від розміру зерен і міри початкового зволоження.

  Основні вихідні матеріали А.: дрібна сира руда (8—10 мм ) і її концентрат, а також паливо (коксова і антрацитна дрібниця до 3 мм ), флюс (вапняк і доломіт до 3 мм ), в окремих випадках — дрібні відходи (колошниковий пил, окалина і ін.). Кінцевий продукт — агломерат . Більше 95% агломерату використовується в чорній металургії; у кольоровій металургії агломерат застосовується в алюмінієвому, никелквом і свинцевому виробництвах. Промислове виробництво агломерату освоєне на початку 20 ст (США).

  А. включає: підготовку шихти (дозування окремих компонентів, змішування, зволоження і грудкування), спікання підготовленої шихти на англомерационних машинах, обробку гарячого спека (дроблення, розсівання з видаленням шматків до 5-10 мм , охолоджування до 100°С, сортування). Процес спікання тісно пов'язаний з роботою вузлів і агрегатів, що забезпечують підготовку сирих матеріалів для А. Тому первинне значення має стабілізація основних вхідних параметрів процесу (усереднювання і дозування матеріалів, хімічний склад, вологість і так далі), які відкривають дороги до комплексної автоматизації агломераційного процесу. А. здійснюється на агломераційних фабриках, до складу яких входять склади для усереднювання і зберігання запасів шихтових матеріалів, приймальні бункери, відділення для подрібнення коксу і вапняку (інколи і випалення вапняку), шихтовоє спекательноє і обарботки готового агломерату ( ріс.1 ).

  На сучасних агломераційних фабриках прийом сировини, дозування і підготовка шихти, укладання її на агломераційні машини, а також обробка готового агломерату повністю механізовані і в значній мірі автоматизовані.

  Руда, концентрат, колошниковий пил, а також інші добавки, що не вимагають дроблення, подаються в шихтовоє відділення з приймальних бункерів або із складу конвеєрами. Коксова дрібниця і вапняки поступають у відділення подрібнення, а потім в шихтовоє відділення. Сюди ж прямує повернення (дрібниця, відсіяна від готового агломерату). Шихтовоє відділення обладнане бункерами, ємкість яких забезпечує роботу агломераційних машин а течія 8-10 година . З шихтових бункерів задані кількості кожного з компонентів шихти живильниками дозувань видаються на збірний конвеєр, який передає шихту в барабани первинного змішування і потім в бункери шихти агломераційних машин, розташовані в спекательном відділенні. Перед завантаженням на агломераційну машину шихта піддається вторинному змішуванню, зволоженню і частковому обдаванню в окомковательних барабанах.

  При розвантаженні з машини агломерат дробиться і сортується з видаленням з нього дрібниці (повернення), знов використовуваної в шихті. Потім агломерат охолоджується і сортується. Гази, що відходять, через газовий тракт і газоочисний пристрій відсисаються ексгаустером і через димар віддаляються в атмосферу.

  Агломераційні машини — основне технологічне устаткування для А. Распространена агломераційна машина стрічкового типа ( мал. 2 ), що є безперервним ланцюгом рухомих спекательних візків (палет) з днищами у вигляді колосникових грат. Візок проходіт під живильником, яким на неї укладається шихта шаром 250—400 мм , а потім під запальним горном, де тверде паливо, що міститься в поверхневій зоні спекаємого шару, запалюється. Ексгаустером через шар зверху вниз просмоктується повітря (80—100 м-код 3 /мін на 1 м-коду 2 площі спікання), і зона горіння (товщиною 15—20 мм ) переміщається вниз по шару з швидкістю 20—40 мм/мін . У зоні горіння твердого палива при t 1200—1500 °С значна частина шихти плавиться. У міру переміщення зони горіння вниз напіврозплавлена маса вищерозміщеної частини шару застигає, утворюючи пиріг агломерату, що спікся (спік). Гази, що відходять із зони горіння, підсушують і нагрівають шари шихти, з якої віддаляються гігроскопічна і гідрат вода, вуглекислий газ і інші леткі, що пролягають нижче, а також сірка, миш'як і інші шкідливі домішки. У СРСР працюють найкрупніші в світі агломераційні машини з площею спікання 312 м-коду 2 при ширині 4 м-коду, їх питома (годинна) продуктивність на одиницю площі (1 м-код 2 ) спікання 1—2 т , а річна — 2—3 млн. т агломерату.

  Світове виробництво залізорудного агломеарта склало близько 330 млн. т (1967), до СРСР — 128 млн. т (1968).

  Літ.: Базільовіч С. Ст, Вегман Е. Ф., Агломерація, 1967; Довідник агломератчика, Київ, 1964; Патковський А. Б., Агломераційні фабрики чорної металургії, М., 1954.

  С. Ст Базільовіч, Е. Ф. Вегман, А. Р. Міхальовіч.

Мал. 1. Технологічна схема агломераційної фабрики: 1 — конвеєр для подачі шихтових матеріалів із складу або з приймальних бункерів; 2 — бункери шихтового відділення; 3 — конвеєр; 4 — ваги; 5 — барабан змішувача; 6 — бункери шихти спекательного відділення; 7 — бункери палива; 8 — смеситель-окомкователь; 9 — бункер ліжка; 10 — розподільник-укладальник шихти; 11 — агломераційна машина; 12 — ексгаустер; 13 — горн; 14 — камера гарячого повітря; 15 — дробарка; 16 — гуркіт; 17 — охолоджувач; 18 — приймальні бункери повернення; 19 — димососи; 20 — мультіциклони; 21 — димар; Г — газ; ГВ — гаряче повітря; П — матеріал для захисту колосників від дії високої температури (ліжко); В — повернення.

Мал. 2. Корпус агломерації і відділення охолоджування і сортування для стрічкової агломераційної машини з площею спікання 252 м 2 : 1 — окомкователь шихти; 2 — живильники шихти; 3 — запальний горн; 4 — арломерационная машина АКМ-252/312; 5 — дробарка; 6 — гуркіт; 7 — барабан для охолоджування повернення; 8 — охолоджувач агломерату прямолінійний; 9 — батарейний циклон; 10 — скрубер; 11— ексгаустера.