ВЛИЯНИЕ  БЕНТОНИТА  НА  КОМКУЕМОСТЬ  ШИХТЫ  И  ПРОЧНОСТЬ  СЫРЫХ  И  СУХИХ  ОКАТЫШЕЙ

Елина  Анастасия  Сергеевна

Пивикова  Маргарита  Сергеевна

Черных  Светлана  Геннадьевна

cтуденты  3  курса,  кафедры  ММ  СТИ  НИТУ  «МИСиС»,  РФ,  г.  Старый  Оскол

E-mail:  rosamorosaelina@mail.ru

E-mail: 

E-mail: 

Тимофеева  Анна  Стефановна

научный  руководитель,  канд.  техн.  наук,  доцент  кафедры  ММ  СТИ  НИТУ  «МИСиС»,  РФ,  г.  Старый  Оскол

Цель  работы:  выявление  оптимального  содержания  бентонита,  как  связующего  компонента,  для  выяснения  комкуемости  шихты  и  получения  прочных  окатышей.

В  последние  годы  в  России  наметилась  устойчивая  тенденция  увеличения  потребности  предприятий  черной  металлургии  в  железорудных  окатышах.  Наряду  с  этим  возрастает  спрос  на  окатыши  из  богатых  концентратов,  пригодных  для  процессов  прямого  получения  железа.  Отличия  этих  процессов  от  обычных  условий  восстановления  окатышей  в  доменной  печи  диктуют  особые  требования  к  окатышам,  предназначенным  для  металлизации:  однородный  гранулометрический  состав,  высокая  прочность  при  восстановлении  и  ряд  других  показателей.  В  свою  очередь,  эти  показатели  напрямую  связаны  с  процессом  шихтоподготовки,  получением  сырых  окатышей.

Многолетний  опыт  работы  фабрик  окомкования  горно-обогатительных  комбинатов  России  показал,  что  один  из  слабоизученных  вопросов  является  исследование  роли  связующих  добавок  в  производстве  окатышей.

Не  в  полной  мере  изучены  свойства  бентонита  как  связующей  добавки,  что,  в  свою  очередь,  не  позволяет  с  достаточной  степенью  достоверности  прогнозировать  его  поведения  при  шихтоподготовке,  объективно  оценить  влияние  на  прочностные  характеристики  сырых  и  подсушенных  окатышей,  обеспечить  оптимальные  режимы  обжига  окатышей.  Анализ  приведенных  в  литературе  базовых  исследований  о  роли  бентонитов  в  окомковании  показал,  что  их  влияние  на  металлургические  свойства  окатышей  практически  не  рассматривалось.  Как  правило,  исследователи  основное  внимание  удаляли  технологии  получения  сырых  окатышей,  изучению  процессов,  происходящих  в  области  высоких  температур  при  термообработке  (обжиге)  окатышей  в  окисленной  и  восстановительной  средах,  а  вопросы  качества  связующего  сырья  и  его  роли  в  этих  процессах  считались  второстепенным.

В  практике  производства  железорудных  окатышей  вопрос  о  количестве  вводимого  в  шихту  перед  окомкованием  бентонита  и  о  влиянии  его  на  механические  и  термические  свойства  сырых  окатышей  является  спорным

В  настоящей  работе  исследовалось  влияние  количества  добавок  бентонита  на  комкуемость  шихты  и  на  механическую  прочность  сырых  и  обожженных  железорудных  окатышей.

Для  определения  влияния  бентонита  на  комкуемость  шихты  и  прочность  сырых  и  сухих  окатышей,  необходимо  провести  подготовку  шихты  для  окомкования.  На  производстве  для  окомкования  окатышей  применяется  высококачественный  и  рядовой  концентрат,  бентонит  и  флюсы.

Для  получения  шихты  в  лабораторных  условиях  применялись  составляющие  шихты  ОАО  «ЛГОК».  Для  различных  вариантов  окомкования  бралось  одинаковое  количество  высококачественного  концентрата  и  флюса  при  неизменной  влажности  их,  количество  бентонита  изменялось  в  опытах:  от  0,5  %  до  0,8  %.  После  смешивания  концентрата,  флюса  и  бентонита  до  однородной  консистенции,  полученная  смесь  ссыпается  в  окомкователь  для  получения  необходимых  нам  образцов.  Для  удаления  налипания  шихты  на  дно  чашевого  окомкователя,  вручную,  при  движении  чаши  происходил  соскреб  смеси  со  дна  чаши  (  рис.  1).

Рисунок  1.  Окомкование  шихты

В  результате  окомкования,  получаются  окатыши,  которые  далее  подлежат  грохочению,  где  они  разделяются  на  фракции  1)  более  5  мм,  2)  (0,5<d  <5)  мм  (рис.  2)  .

Рисунок  2.  Полученные  окатыши  для  различных  содержаний  бентонита

Полученные  окатыши  взвешивались  и  определялась  доля  окатышей  различной  фракции  для  различного  содержания  бентонита.

Далее  сырые  окатыши  проверяются  на  прочность  на  установке  (рис.  3).

Рисунок  3.  Лабораторная  установка  для  определения  прочности  сырых  окатышей

  После  определения  прочности  (определялась  как  усредненная  по  результату  трех  измерений),  окатыши  проходили  сушку  в  печи  при  температурах  100  ⁰С  в  течение  45  минут,  затем  при  температуре  500  ⁰С  в  течение  30  минут  и  при  температуре  700  ⁰С  в  течение  30минут  (рис.  4)  .

Рисунок  4.  Сушка  окатышей  в  муфельной  печи

Высушенные  окатыши  определяли  на  прочность  на  сжатие  с  помощью  гидравлического  пресса  (рис.  5).

Рисунок  5.  Гидравлический  пресс  для  определения  прочности  сухих  окатышей

Результаты  измерений  различных  видов  окатышей  представлены  в  таблице  1.

Таблица  1.

Результаты  эксперимента

При  изменении  содержания  бентонита  от  0,5  %  до  0,8  %  в  составе  шихты  для  окатышей  комкуемость  изменяется:  самая  высокая  комкуемость  шихты  определяется  содержанием  бентонита  в  пределах  0,7  %,  но  вот  и  при  0,5  %  окатышей  более  5  мм  тоже  находится  более30  %.  А  так  как  бентонит  достаточно  дорогой  и  объемы  производства  в  год  составляют  несколько  миллионов  тонн,  то  затраты  на  приобретение  бентонита  будут  значительными  при  содержании  0,7  %  (рис.  5).

Рисунок  5.  Комкуемость  шихты  в  зависимости  от  содержания  бентонита

Для  окончательного  результата  необходимо  еще  знать  какова  же  прочность  окатышей  после  сушки  (рис.  6).  Прочность  сухих  окатышей  при  содержании  0,7  %  бентонита  выше,  чем  при  0,5  %.  Значит,  из  результатов  эксперимента  можно  сделать  вывод,  что  используя  азербайджанский  бентонит  в  количестве  0,7  %  от  шихты,  можно  увеличить  комкуемость  ее  и  прочность  сухих  окатышей.

Рисунок  6.Влияние  содержания  бентонита  на  прочность  сухих  окатышей

Вывод:  При  рассмотрении  механических  свойств  сухих  окатышей  и  сравнении  их  с  идентичными  свойствами  сырых,  выяснилось,  что  оптимальное  содержание  бентонита  для  получения  наилучшей  комкуемости  окатышей  является  0,7  %  от  массы  концентрата.  Данное  процентное  содержание  бентонита  позволяет  получить  лучшие  результаты  по  комкуемости  и  прочности  сухих  окатышей:43  %  —  по  выходу  окатышей  из  окомкователя  и  по  прочности  на  сжатие  сухих  окатышей  —  5,7  кг/ок.