Свариваемость кусков шихты при их восстановлении в шахтных печах металлизации

Вторичное окисление и пирофорность губчатого железа

Опасность вторичного окисление тем выше, чем ниже температура восстановления шихты. Окисление свежевосстановленного губчатого железа может происходить очень бурно. Выделение материала может привести к самовозгоранию губчатого железа. Склонность к самовозгоранию называют пирофорностью.

Вторичное окисление связано с наличием с избыточной энергии массы металлизованного материала, которая связана с большой величиной поверхности кусков и, следовательно, высокой величиной поверхностной энергии(высокая пористость материала.)

Методы уменьшения склонности ко вторичному окислению губчатого железа:

1. уменьшить поверхностную активность продукта

2. брикетирование

3. увеличение Т восстановления

4. пропускают через печь с T~1100С

5. нахождение углерода сажи на поверхности пор, уменьшает пов-ую активность

6. использование офлюсованного материала.

Образование спеков(спекание) резко нарушает газопроницаемость слоя шихты, дезорганизует равномерное распределение газа-восстановителя по сечению и объему шахтной печи, что в свою очередь приводит к неоднородности тепловой и химической обработки слоя шихтовых материалов. При образовании спеков интервал металлизации в некоторых участках может колебаться в пределах 10 – 98%. При возникновении этого явления движение шихты значительно нарушается, возникают зависания, образуются отдельные застойные зоны, где шихта практически не двигается вовсе. Чаще всего спекание происходит на интервале 700-800С. Поверхность слипшихся частиц представляет собой плотную корку толщиной до 1.5 – 2 мм состоящую преимущественно из металлического железа. Основные факторы влияющие на спекание – температура, механическая нагрузка на гранулу и свойства гранул (восстановимость, состав пустой породы, размер и прочее)

Процесс слипания происходит в результате спекания металлических частиц в соприкасающихся окатышах. При этом в месте контакта образуется очень плотная шейка, пористость в которой примерно в 2 раза ниже чем средняя по окатышу. Наиболее эффективно процесс спекания идет при достижении степени металлизации 70-80%.

Возможны 2 механизма спекания: когда не происходит деформация окатыша и когда идет деформация, при этом резко увеличивается диаметр шейки и прочность спека (деформация идет под нагрузкой шихты). Для исключения слипания надо чтобы процесс спекания шел по первому механизму.

При увеличении пористости уменьшается склонность гранул к спеканию и увеличивается температура спекания (т.к. поры являются концентратами напряжений и увеличивают предел текучести, а кроме того с увеличением пористости уменьшается число контактов с другими кусками)

С увеличением размера так же уменьшается склонность гранул к спеканию из-за уменьшения протяженности контактов между кусками. Так же с ростом размера гранул в приконтактной области растет кол-во невосстановленных оксидов, препятствующих деформации гранул.

Увеличение нагрузки шихты приводит к уменьшению Т спекания.

Ввод флюса увеличивает Т спекания.

Т.е наибольшее влияние имеет: доля флюса в шихте, нагрузка на гранулу, структура(размер и пористость)

Дата добавления: 2015-04-24