железорудный окатыш что это такое
Железорудный окатыш что это такое
Железо стало использоваться очень давно. Производство его из железной руды началось на территории Древней Греции. Для выплавки железа из железной руды в наше время используется доменная печь. Но в домне расплавляется обычно не железная руда, а спекшиеся куски мелкой руды или окатыши.
Что же такое железорудные окатыши?
Окатыш представляет собой комочек сферической формы, который получают из мелкой (пылевидной) железной руды. Железорудные окатыши являются основным сырьем для доменного производства. Они имеют размеры от 2 – 3 до 30 мм в диаметре. Самыми распространенными являются окатыши размером в диаметре от 10 до 15 мм. Для их производства используют руды не очень богатые железом, а также различные отходы, содержащие в своем составе железо. Металлизированный окатыш состоит из железа примерно на 60 – 68%. Процесс производства окатышей называют окатыванием руды.
Технологические характеристики
Хотя окатыши изготавливают из очень мелких, почти пылевидных частиц, готовый продукт отличается хорошей прочностью. Такой материал практически не разрушается. Он не токсичен, не горюч и не взрывоопасен. Материал не боится влияния внешней среды, поэтому может долгое время храниться под открытым небом. Возможна перевозка окатышей любым видом транспорта.
Виды
В зависимости от химического состава железорудные окатыши делят на три вида:
Существует еще несколько подвидов данного материала, ведь наполнение окатышей по составу бывает разное. Например, офлюсованные окатыши в своем составе содержат известняк. Неофлюсованные же окатыши имеют другой состав. Доломитизированные окатыши обладают свойством самофлюсования.
Большую роль на химический состав окатышей и содержание железа оказывает то, из какого типа руды они изготовлены. Ведь железная руда бывает тоже нескольких видов и с разными свойствами.
Производство
Окатывание – является сравнительно молодой и быстроразвивающейся отраслью промышленности. Сейчас она считается одним из основных способов окускования материалов на основе руды.
Процесс изготовления окатышей довольно-таки сложный и длинный. Начинают его с того, что смешивают измельченный концентрат руды, флюс и добавки для прочности (то есть делают шихт). В качестве упрочняющей добавки в основном выступает бентонитовая глина, как флюс-известняк и другое. Потом полученную смесь немного увлажняют и подвергают окатыванию в специальных барабанных установках. Готовые сырые окатыши обжигают и высушивают при высоких температурах (1200 – 1300 градусов) в обжиговых печах. Для обжига используют природный газ, что существенно отображается на стоимости материала.
После обжига готовые окатыши нужно остудить. Делают это в охладителях продувом холодного воздуха. Воздух подается снизу вверх и таким образом остуживает разогретые комочки руды. Для того чтобы использование таких окатышей было экономичным и безопасным, конечным этапом их производства является пассивирование.
Производство окатышей является источником вредных выбросов, как в воздух, так и в водоемы. Но не стоит беспокоиться, все производители борются с этой проблемой. Устанавливают очистные фильтры и другие очищающие установки.
Применение
Железорудные металлизированные окатыши – высококачественное сырье для доменного производства. Окатыши используют в основном для выплавки:
Также для обогащения руды железом, при изготовлении бетона.
Транспортируется окатыш насыпом или упакован в большие упаковки. Окатыш, цена которого высоковата из-за методов его производства, очень быстро окупает себя, ведь он не прихотлив в хранении и является высокопрочным, не разрушаемым материалом. Важно отметить, что неофлюсованный окатыш несколько дешевле офлюсованного.
Приобрести данный материал можно и в Брянске в строительной фирме «Грос». Наша компания предоставляет также огромный выбор других материалов для строительства и не только. Мы будем рады сотрудничеству с вами, а вас приятно удивят наши цены и ассортимент.
Технология производства железорудных окатышей: новые возможности
Технология окомкования железнорудных материалов в ходу уже несколько десятилетий. Основные принципы здесь остаются неизменными, однако возможности усовершенствования процесса всё же возможны. Подробнее об этом рассказали эксперты HAVER NIAGARA: руководитель отдела продаж Методи Златев и специалист по комкованию Ян Лампке.
Технология окомкования получила наибольшее распространение именно для железорудных концентратов. Как вы полагаете, растет ли её популярность со временем и почему?
Ян Лампке: Постоянный спрос на железную руду приводит к необходимости сокращения даже некачественных месторождений. Снижение качества природных ресурсов компенсируется экономическими, экологическими и технологическими ограничениями, которых требует переработка железной руды.
Обогащение железной руды может быть достигнуто путём разделения. Такое решение представляет собой значительный технологический шаг в производстве стали. Во время обогащения большая часть жильной массы отделяется. Это снижает транспортные расходы и увеличивает темпы производства в доменной печи. Поскольку концентрат железной руды пылеобразный и не подлежит транспорту, его необходимо агломерировать.
Какое оборудование необходимо для подготовки руды к окомкованию и самого процесса?
Ян Лампке: В процессе окомкования используется шихта (в основном), которая состоит из железорудного концентрата, известняка, бентонита. Возможно использование органических добавок. Соответственно, необходимо дробильно-размольное оборудование для подготовки известняка, бентонита, дозаторы для реагентики, смесители для приготовления шихты, конвейеры для подачи сырья и шихты, роликовый грохот для отбора окатышей по нужному классу, роликовый укладчик, обжиговая машина, как правило, охладитель, а также грохот для обожжённых окатышей.
Одинаково ли подходят к процессу организации такого производства специалисты из разных стран?
Методи Златев: Тенденции, в основном, одинаковы. За последние 5-7 лет большинство построенных окомковательных фабрик созданы по стандартной технологии. Существенное отличие можно увидеть в применении чашевых окомкователей.
Именно их и поставляет HAVER NIAGARA?
Методи Златев: Да, наша компания поставляет на заказ чашевые окомкователи с диаметром чаши до 7500 мм и производительностью до 150 т/час. Гранулированию в чашевом окомкователе подвергаются рудные материалы, химикаты, биомассы, кормовые массы и прочие материалы.
Если говорить о железной руде, то окомкователь служит для производства окатышей из мелкой фракции с размером гранул в диапазоне от 9 до 15 мм. Сырьё, поступающее на окомкователь, состоит из пылевидной руды или тонкоизмельченных концентратов ( 
Есть ли у HAVER NIAGARA опыт установки такого оборудования на российских предприятиях?
Ян Лампке: HAVER NIAGARA GMBH совместно с эксклюзивным партнёром выполнил поставки двух единственных в мире чашевых окомкователей с изменяемой высотой борта для получения узких классов окатышей с повышенными прочностными характеристиками для FERREXPO (Полтавский ГОК, г. Комсомольск) и Мetinvest Holding (Центральный ГОК, Кривой Рог). При этом производительность машин составляет до 150 т/ч.
Сегодня оборудование уже запущено в работу?
Ян Лампке: На ЦГОКе окомкователь пущен в эксплуатацию, на ПГОКе идут строительно-монтажные работы по установке окомкователя для промышленных испытаний. В приоритете закупка 10 окомкователей для реконструкции фабрики окомкования. Окомкователи поставлялись с системой видеоконтроля за грансоставом окатышей и локальной автоматической системой управления.
Вы упомянули, что речь идёт об эксклюзивном решении. Почему компания-заказчик выбрала именно его?
Методи Златев: Чашевый окомкователь с изменяемой высотой борта, системой видеоконтроля за грансоставом окатышей и локальной автоматической системой управлений действительно поставлялся впервые. Выбор пал на SCARABAEUS 7500, так как комплекс оборудования, поставляемый с самим окомкователем, позволяет ему работать полностью в автоматическом режиме и производить тот класс окатыша, который задается технологами фабрики. Окатыш получается более однородным, что повышает газопроницаемость слоя на обжиговой машине и улучшает ход процесса в доменных и шахтных печах. Так как процесс окомкования при повышенных требованиях со стороны технологов фабрики очень сложный и необходимо учитывать много параметров для обучения математической модели работы окомкователя, пришлось выполнить привязку оборудования цеха к локальной системе управления окомкователем. Специалисты HAVER NIAGARA GmbH имеют сущесвенный опыт по установке, наладке и пуску в эксплуатацию новейшего окомкователя.
Есть ли у компании в работе другие столь же необычные проекты?
Методи Златев: На данный момент HAVER NIAGARA GMBH совместно с эксклюзивным партнером по Украине ООО «НПО «РАКУРС» (Кривой Рог) выполнил поставки двух единственных в мире чашевых окомкователей с изменяемой высотой борта для получения узких классов окатышей с повышенными прочностными характеристиками для «FERREXPO» (Полтавский ГОК, г. Комсомольск) и «METINVEST Holding» (Центральный ГОК, Кривой Рог). При этом производительность машин составляет до 150 т/ч. На ЦГОКе окомкователь пущен в эксплуатацию, на ПГОКе идут строительно-монтажные работы по установке окомкователя для промышленных испытаний. В приоритете закупка 10 окомкователей для реконструкции фабрики окомкования. Окомкователи поставлялись с системой видеоконтроля за грансоставом окатышей и локальной автоматической системой управления.
HAVER & BOECKER Niagara GmbH,
Robert-Bosch-Str.6, 48153 Muenster, Germany
Окатыши
Окатыши – рудный материал, который получают из крошечной (пылевидной) руды или из мелкоизмельченных концентратов в виде сферических частиц размером от 0,3 до 3 метров (как правило, 1 – 1,5 см).
Железорудные окатыши используются в основном при плавке в доменной печи. В отличие от окускованного рудного концентрата, именуемого агломератом, окатыши можно транспортировать, перегружать и хранить большое количество времени без видимого разрушения.
По соотношению основности и кислой породы: окатыши могут быть офлюсованными (полностью или частично) и неофлюсованными (окисленными).
Для получения сырых окатышей используют тарельчатые, барабанные или чашевидные окомкователи и упрочнение их с помощью обжига либо безобжигового способами.
Используя различные добавки можно получить:
1. железорудные окатыши;
2. железомарганцевые;
3. железоникелевые;
4. рудоугольные;
5. доломитизированные;
6. магнезиальные;
и другие.
Если в железорудных окатышах до 95 % оксида железа восстановлено до металла, то такие окатыши называются металлизованными. Они применяется, как правило, в электросталеплавильных печах при производстве качественных сталей. Металлизованные окатыши образуются, когда их оксиды восстанавливают в специальных установках с использованием твердого или газообразного восстановителя, или, непосредственно, обжигом на следующих машинах:
1. Безобжиговые окатыши— это материал, упрочненный без применения высокотемпературного обжига.
• Для этого применяют такие связки как:
— портландцемент,
— клей,
— Na2SiO3,
— органические соединения.
• химико-каталитические способы упрочнения:
— карбонизация извести при 100–105 °С,
— затвердевание хлорида магния и т.д.).
• 2-ух или 5-ти часовая гидротепловая обработка при T=180–220 °С и давлении от 1 до 1,5 МПа;
В промышленных масштабах такие окатыши пока что не производят.
2. Сырые окатыши— шарообразные частицы различных размеров, предназначенные для усиления обжигом. Сырые окатыши производят из шихты (главный компонент — мелкоизмельченный концентрат от 74 до 90 % гранул которого имеют диаметры до семидесяти четырех микрометров и с удельную поверхность не менее 13— 15 W/r). В качестве соединения используется вода; в качестве комкующих примесей — 0,5-1 % глина, бентонит, а иногда и органические соединения (поливиниловый спирт, и др.), известковое молоко, соду и др. Для приобретения офлюсованных сырых концентратов в шихту внедряют флюс и добавочные примеси — сварочный шлак, кокс, уголь, мелочь и др.
3. Фосфоритные окатыши — изделие из пылевидных минералов в виде сферических частиц, производятся способом окусковании шихты и подвергаются упрочнению (в частности – обжигу). Фосфоритные окатыши применяются в производстве фосфора (P) и FeP в электрических плитах. В качестве примесей при изготовлении фосфоритных окатышей могут применяться Mn и Cr руды, а еще флюсы (в частности – глинозем, кварцит).
Что такое окатыши. Как производят окатыши
Окатыши – железорудный материал, выполненный из мелкодисперсной руды или измельчённых концентратов, в виде гранул округлой формы.
Сырые окатыши формируются при окатывании тонкодисперсного железорудного материала, увлажненного до определенной степени. Любой измельченный материал, обладающий очень большой поверхностью и, следовательно, поверхностной энергией, отличается термодинамической потребностью к укрупнению частиц. Увлажненный железорудный порошок относится к гидрофильным дисперсным системам, характеризующимся интенсивным взаимодействием с водой. В такой системе стремление к уменьшению энергии реализуется как за счет снижения величины поверхностного натяжения на границе раздела фаз, так и за счет укрупнения частиц. Таким образом, система «дисперсный железорудный материал – вода» обладает стремлением к окомкованию.
Важным фактором, определяющим сцепление частиц и прочность сырых окатышей, является величина исходной удельной поверхности железорудного концентрата. Последняя в большей мере связана о гранулометрическим составов концентрата. Чем больше доля мелких фракций, тем выше величина удельной поверхности концентрата. В настоящее время принято, что доля фракции размером менее 74 микрон должна составлять более 25%, фракции менее 44 микрон – более 75 – 90%, а фракции менее 28 микрон – более 60 – 80%. Другим фактором, оказывающим большое влияние на окомкование, является влажность шихты, причем зависимость прочности сырых окатышей от количества воды в шихте носит экстремальный характер. Оптимальная влажность шихты зависит от свойств железорудного концентрата.
В промышленности окатыши изготавливают в окомкователях барабанного или тарельчатого типа.
Тарельчатый или чашевый гранулятор представляет собой чугунный или стальной диск с бортом, укрепленный на оси, наклоненной к горизонту. Режим окомкования устанавливают, меняя наклон чаши, ее окружную скорость вращения и, при необходимости, высоту борта. Сырые окатыши должны обладать достаточной механической прочностью, чтобы не разрушиться при транспортировке к обжиговым агрегатам.
В промышленных условиях обжиг ведут в 4 стадии: сушка окатышей, нагрев их до температуры обжига, выдержка при температуре обжига (1200 – 1400 °С), охлаждение.
Технологически схема производства окатышей не имеет принципиальных отличий от похожей схемы получения агломерата.
Окатыши, по сравнению с агломератами, имеют ряд преимуществ, такие как более высокая холодная прочность, что позволяет перевозить их на большие расстояния с низкими потерями, вне зависимости от времени года. Также их можно хранить долгое время на открытых складах доменных цехов без влиятельных потерь прочности.
Производство железорудных окатышей в обжиговой печи
Сушка и обжиг окатышей напоминают процесс агломерации. Отличие заключается в том, что энергия при окомковании подается вне слоя шихты, а температурный режим при этом более низкий.
Преимущество процесса окускования материала состоит в том, что оно позволяет спекать микроскопические элементы концентрата (сотые доли миллиметра). Кроме того, этот процесс выгоден тем, что окатыши получаются довольно прочными, потому они не разрушаются при транспортировке.
В то же время процесс агломерации позволяет удалить из шихты некоторые примеси (например, серу, мышьяк и карбонаты) и получить пористый офлюсованный агломерат. Подытоживая, можно отметить высокое теплотехническое совершенство как агломерации, так и окомкования.
На второй стадии окатыши отправляются в печи разной конструкции: шахтные, конвейерные и комбинированные. Несмотря на то что шахтные устройства отличаются простотой эксплуатации, отсутствием движущихся деталей, невысокой себестоимостью и незначительным расходом топлива (15-25 кг у. т./т окатышей), они получили ограниченное распространение. Это объясняется наличием важного минуса, а именно невозможностью точного регулирования температурного режима. Как следствие, происходит переоплавление гранул, в результате чего они склеиваются в целые грозди. Кроме того, такие агрегаты обладают недостаточной производительностью.
Как правило, термическая обработка окатышей выполняется на конвейерных печах. Сначала смешивается шихта из возврата, концентрата, бентонита (мелкодисперсной глины как связующего вещества) и известняка, затем отправляется в гранулятор тарельчатого типа, где и происходит увлажнение шихты. Гранулятор – это наклоненный диск размером 5,5-7 м. При его вращении из смеси материалов образуются гранулы. Те, что в диаметре составляют от 1 до 2 см, выгружаются и через колосниковый конвейер попадают в обжиговую печь для окатышей.
Колосниковая лента имеет донную и бортовую «постели». Их толщина – 6-10 см. Высота бортовой составляет до полуметра. Подобные элементы необходимы для защиты металлических деталей от агрессивного действия пламени горелок. Сырые окатыши выкладываются на «постель» слоем толщиной, равной высоте борта.
В обжиговой печи гранулы сначала подсушиваются при температуре 300-600 °С, после чего обжигаются при показателях 1200-1350 °С. Машина для окомкования существенно отличается от используемой для агломерации. Печи для окатышей имеют несколько зон, таких как сушка, подогрев, обжиг, рекуперация и охлаждение. В местах, где комочки измельченного рудного концентрата подогреваются и обжигаются, установлены горелки. В процессе горения топлива образуются дымные газы, которые пропускаются через слой шихты, отдавая ей свою теплоту. На выходе температура этих газов составляет 225-450 °С.
Для повышения прочности окатышей их нагревают до 1000-1300 °С. В таком режиме мелкие элементы Fe2O3 собираются в более крупные. При воздействии высокой температуры (1200-1350 °С) окатыши дополнительно упрочняются благодаря переходу легкоплавких фракций (СаО•Fe2O3 и др.) в жидкую фазу. На стадии охлаждения они застывают внутри окатышей. Отдельные гранулы такие шлаки связывают слабо, поскольку площадь контакта при этом незначительна.
Далее, обожженные окатыши охлаждаются. С этой целью сквозь слой гранул пропускается холодный воздух. Слишком быстро снижать температуру готовой продукции запрещено (максимальная скорость – 100 К/мин.), иначе возможно возникновение термических напряжений, отчего прочность окатышей снижается. На выходе из зоны охлаждения они имеют температуру 90-375 °С.
В целом процесс обработки окатышей длится от 30 до 40 минут. На изготовление одной тонны продукции расходуется 25-35 кг у. т. Это значение может отличаться в печах разной конструкции в зависимости от температурного режима работы, состава шихты и требуемой концентрации в железорудном материале. Таким образом, расход топлива может повышаться до 60 кг у. т./т окатышей.
Возможны следующие направления уменьшения потребления горючего вещества:
Ориентировочные материальный и тепловой балансы получения окатышей в машинах конвейерного типа приведены в таблицах. Данные составлены по начальным и конечным состояниям материалов и газовоздушных потоков. Тепловой баланс указан для обжига офлюсованных окатышей с повышенным содержанием серы.