АГЛОМЕРАЦИЯ
в металлургии, термический процесс окускования мелких материалов (руды,
рудных концентратов, содержащих металлы отходов и др.), являющихся составными
частями металлургической шихты, путем их спекания с целью придания формы
и свойств (химического состава, структуры), необходимых для плавки. Спекание
происходит непосредственным слипанием отдельных нагретых частиц шихты при
поверхностном их размягчении либо в результате образования легкоплавких
соединений, связывающих частицы при остывании агломерируемого продукта.
Тепло, необходимое для спекания, получается от горения углеродистого топлива,
прибавляемого к агломерируемому материалу, либо от окисления сульфидов,
если агломерации подвергаются сернистые рудные концентраты. На практике
А. чаще всего осуществляется на колосниковых решётках, с просасыванием
воздуха сверху вниз сквозь лежащую на решётке шихту. При этом происходит
последовательное горение топлива в лежащих один под другим её слоях. Шихта
должна быть максимально однородной. Для равномерного окисления горючего
в процессе спекания и получения прочного и пористого агломерата соответствующего
химического состава требуется, чтобы шихта обладала необходимой газопроницаемостью,
что зависит в первую очередь от размера зёрен и степени начального увлажнения.
Основные исходные
материалы А.: мелкая сырая руда (8-10 мм) и её концентрат, а также топливо
(коксовая и антрацитовая мелочь до 3 мм), флюс (известняк и доломит до
3 мм), в отдельных случаях - мелкие отходы (колошниковая пыль, окалина
и др.). Конечный продукт - агломерат. Более 95% агломерата используется
в чёрной металлургии; в цветной металлургии агломерат применяется в алюминиевом,
никелквом и свинцовом производствах. Промышленное производство агломерата
освоено в начале 20 в. (США).
А. включает:
подготовку шихты (дозировка отдельных компонентов, смешивание, увлажнение
и окомкование), спекание подготовленной шихты на англомерационных машинах,
обработку горячего спека (дробление, рассев с удалением кусков до 5-10
мм, охлаждение до 100°С, сортировка). Процесс спекания тесно связан с работой
узлов и агрегатов, обеспечивающих подготовку сырых материалов для А. Поэтому
первостепенное значение имеет стабилизация основных входных параметров
процесса (усреднение и дозировка материалов, химический состав, влажность
и т.д.), которые открывают пути к комплексной автоматизации агломерационного
процесса. А. осуществляется на агломерационных фабриках, в состав которых
входят склады для усреднения и хранения запасов шихтовых материалов, приёмные
бункера, отделения для измельчения кокса и известняка (иногда и обжига
известняка), шихтовое, спекательное и обарботки готового агломерата (рис.1).
На современных
агломерационных фабриках приём сырья, дозировка и подготовка шихты, укладка
её на агломерационные машины, а также обработка готового агломерата полностью
механизированы и в значительной степени автоматизированы.
Руда, концентрат,
колошниковая пыль, а также другие добавки, не требующие дробления, подаются
в шихтовое отделение из приёмных бункеров или со склада конвейерами. Коксовая
мелочь и известняки поступают в отделение измельчения, а затем в шихтовое
отделение. Сюда же направляется возврат (мелочь, отсеянная от готового
агломерата). Шихтовое отделение оборудовано бункерами, ёмкость которых
обеспечивает работу агломерационных машин а течение 8-10 час. Из шихтовых
бункеров заданные количества каждого из компонентов шихты дозировочными
питателями выдаются на сборный конвейер, который передаёт шихту в барабаны
первичного смешивания и затем в бункера шихты агломерационных машин, расположенные
в спекательном отделении. Перед загрузкой на агломерационную машину шихта
подвергается вторичному смешиванию, увлажнению и частичному окатыванию
в окомковательных барабанах.
При разгрузке
с машины агломерат дробится и сортируется с удалением из него мелочи (возврата),
вновь используемой в шихте. Затем агломерат охлаждается и сортируется.
Отходящие газы через газовый тракт и газоочистительное устройство отсасываются
эксгаустером и через дымовую трубу удаляются в атмосферу.
Агломерационные
машины - основное технологическое оборудование для А. Распространена агломерационная
машина ленточного типа (рис. 2), представляющая собой непрерывную цепь
движущихся спекательных тележек (палет) с днищами в виде колосниковой решётки.
Тележка проходит под питателем, которым на неё укладывается шихта слоем
250-400 мм, а затем под зажигательным горном, где твёрдое топливо, содержащееся
в поверхностной зоне спекаемого слоя, зажигается. Эксгаустером через слой
сверху вниз просасывается воздух (80-100 м3/мин на 1 м2 площади спекания),
и зона горения (толщиной 15-20 мм) перемещается вниз по слою со скоростью
20-40 мм/мин. В зоне горения твёрдого топлива при t 1200-1500 °С значительная
часть шихты плавится. По мере перемещения зоны горения вниз полурасплавленная
масса вышележащей части слоя застывает, образуя спекшийся пирог агломерата
(спек). Газы, отходящие из зоны горения, подсушивают и нагревают нижележащие
слои шихты, из которой удаляются гигроскопическая и гидратная вода, углекислый
газ и прочие летучие, а также сера, мышьяк и другие вредные примеси. В
СССР работают самые крупные в мире агломерационные машины с площадью спекания
312 м2 при ширине 4 м, их удельная (часовая) производительность на единицу
площади (1 м2) спекания 1-2 т, а годовая - 2-3 млн. т агломерата.
Мировое производство
железорудного агломеарта составило около 330 млн.т (1967), в СССР - 128
млн. т (1968).
Лит.: Базилевич
С. В., Вегман Е. Ф., Агломерация, 1967; Справочник агломератчика, Киев,
1964; Патковский А. Б., Агломерационные фабрики черной металлургии, М.,
1954.
С. В. Базилевич,
Е. Ф. Вегман, А. Г. Михалевич.
А Б В Г Д Е Ё 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