Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Металлургия цветных металлов

Диссертационная работа:

Никитченко Татьяна Владимировна. Исследование и разработка технологии производства горячебрикетированного железа из концентратов КМА на промышленной установке металлизации HYL-III : диссертация ... кандидата технических наук : 05.16.02 / Никитченко Татьяна Владимировна; [Место защиты: Липецк. гос. техн. ун-т].- Липецк, 2007.- 167 с.: ил. РГБ ОД, 61 07-5/4866

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Введение 4

Глава I Состояние вопроса и постановка задачи исследований 11

  1. Основные тенденции развития технологии производства стали 11

  2. Структурная схема технологии производства горячебрикетированного железа по способу HYL-III 15

  3. Основные требования к качеству металлизованных брикетов 25

  4. Основные особенности технологии горячего

брикетирования восстановленных окатышей 26

  1. Анализ и обобщение мирового опыта по достижению наилучших показателей в производстве горячее-брикетированного железа 35

  2. Основные направления совершенствования технологии производства горячебрикетированного железа 40

  3. Выводы и постановка задачи исследования 41

Глава II Статистический анализ производства металлизованных

брикетов на установке HYL-III 43

2.1 Анализ и обобщение опыта работы промышленной

установки HYL-III 43

  1. Статистический анализ влияния химического состава металлизованных окатышей на прочность брикетов 51

  2. Статистический анализ влияния температуры прессуемого материала и плотности брикетов

на их прочность 60

2.4 Многофакторная зависимость показателя прочности

брикетов 65

2.5 Выводы 69

Глава III Исследование влияния химического и гранулометрического
составов металлизованных окатышей на технологию
и качество брикетов 71

  1. Методика исследований 71

  2. Критерии оценки и методы измерения качественных характеристик брикетированного железа 77

  3. Результаты исследований 79

3.3.1 Влияние различных факторов на скорость

окисления металлического железа 79

3.3.2 Влияние химического состава флюсоупрочняющих
добавок на качество металлизованных окатышей

и прочность брикетов 88

3.3.3 Влияние гранулометрического состава
металлизованных окатышей на прочностные
характеристики брикетов 97

3.4 Выводы 100

Глава IV Исследование влияния технологических параметров

брикетирования на качество брикетов 103

4.1 Влияние динамических параметров брикетирования

на прочность брикетов 103

4.2 Экспериментальные исследования зависимости
прочности брикетов от формы и размера ячеек на

валковых прессах. 110

4.3 Выводы 113

Глава V Исследование влияния режима охлаждения

брикетной ленты на качественные показатели брикетов 115

  1. Технология охлаждения 115

  2. Основные закономерности теплообмена в процессе

охлаждения брикетной ленты водой 116

  1. Охлаждение в проточной ванне ' 117

  2. Охлаждение диспергированными струями 134

  1. Влияние режима охлаждения брикетов на качество брикетированного железа 142

  2. Обоснование оптимальных параметров охлаждения 144

  3. Выводы 147

Заключение 149

Литература 152
Приложение 1 .164

Приложение 2

Введение к работе:

Актуальность работы. Для черной металлургии России производство горячебрикетированного железа (ГБЖ) представляет новое техническое направление подготовки металлизованного сырья для электросталеплавильного производства. В отличие от металлизованных окатышей металлизованные брикеты в меньшей степени подвержены окислению металлического железа и поэтому более безопасны для перевозок морским путем, лучше сохраняют металлургические свойства при хранении на открытых складах. Основной причиной, обусловливающей интенсивность окисления металлического железа при длительном хранении, является механическое разрушение брикетов, в результате которого образуются новые поверхности контактирования металлического железа с атмосферным кислородом. Разрушение брикетов с образованием мелких классов (менее 5 мм) вызывает резкое возрастание скорости окисления металлического железа. В связи с этим получение металлизованных брикетов с высокой механической прочностью составляет основное требование к технологии производства ГБЖ по способу HYI–III, как непременное условие сохранения их высокой металлургической ценности.

Практика производства горячебрикетированного железа из концентратов железистых кварцитов Лебединского ГОКа показала, что прочность брикетов зависит от параметров брикетирования, химического и гранулометрического составов металлизованных окатышей. Углубленное изучение теории и технологии процесса брикетирования на начальном этапе освоения этой технологии обеспечит статус-кво и развитие её в промышленном масштабе. Научные результаты экспериментальных исследований в области металлизации окисленных окатышей, брикетирования металлизованных окатышей и вторичного окисления металлизованных брикетов дополняют и углубляют теорию и практику нового технического направления развития производства стали прямого восстановления железа.

Целью настоящей работы является разработка научно-обоснованных технологических решений по формированию высокой прочности горячебрикетированного железа из концентратов КМА по методу HYL-III путем оптимизации химического состава металлизованных окатышей, технологических параметров брикетирования и режима охлаждения горячих брикетов. Для достижения указанной цели в работе были решены следующие задачи:

исследованы основные операции технологической цепи производства ГБЖ с целью выявления возможностей регулирования и управления металлургическими свойствами брикетов и повышения технико-экономической эффективности новой технологии производства сырья для выплавки стали в электропечах;

исследовано влияние химического состава окисленных окатышей на технологические режимы металлизации и прессования и прочность брикетов с целью определения целенаправленного регулирования этого параметра технологического процесса путем подбора соответствующих флюсоупрочняющих добавок;

исследован режим охлаждения брикетов в виброохлаждающем конвейере методом погружения в ванну с водой (проектное решение) с целью выявления характерных параметров теплообмена и их влияния на металлургические свойства ГБЖ.

Научная новизна работы.

1. Впервые опытным путем исследована скорость вторичного окисления горячебрикетированного железа. В результате экспериментов установлены факторы, влияющие на скорость вторичного окисления ГБЖ, наиболее значимым из которых является разрушение брикетов. Скорость вторичного окисления целых брикетов и фрагментов крупностью более 25мм в среднем составляет 0,1%/сек, для фрагментов крупностью +5 -25 мм скорость окисления увеличивается в 3 раза, а для класса менее 5мм – в 10 раз по сравнению с целыми брикетами.

2. Исследовано влияние химического состава брикетов на их прочность. В качестве количественного критерия химического состава предложен комплексный показатель

Прочность металлизованных брикетов линейно возрастает с увеличением значения данного показателя. Его предельное значение, равное К= 26 – 31, обусловлено соотношением прочности брикетов и пластическими свойствами окисленных окатышей, оказывающих влияние на их поведение в процессе восстановления стабильность опускания шихты в печи металлизации. При этих значениях К достигается оптимальная усадка слоя окатышей в процессе восстановления.

3. Установлено, что механизм образования брикетов из восстановленных окатышей определяется стадиями переходов сыпучей среды в пористую начальная стадия и в сплошную на конечной стадии прессования. На заключительной стадии уплотнения имеет место пластическое течение всего объема прессуемого материала по закону не пористой, а сплошной среды.

4. Установлено влияние скорости деформации на прочность брикетов. Увеличение скорости деформации препятствует удалению межпоровых газов и уменьшает перемещение дислокаций; дальнодействующие поля упругих напряжений не преодолеваются и процесс пластической деформации оказывается не завершенным.

5. Выявлены закономерности теплообмена брикетов при двух режимах охлаждения: методом погружения в ванну с движущимся потоком воды при вибрационном движении горячих брикетов (проектное решение) и методом орошения диспергированными струями (предложение автора). Установлены зависимости качества горячебрикетированного железа от скорости охлаждения. Расчетно-аналитическим путем определена предельная скорость охлаждения металлизованных брикетов – около 30оС/с, при которой сохраняются высокие значения по прочности брикетов и степени металлизации. Указанная скорость снижения температуры достигается путем применения способа охлаждения диспергированными струями с плотностью орошения 0,65 л/(м2с).

Практическая ценность работы.

1. Рекомендованы режимы производства высококачественных металлизованных брикетов по основным технологическим параметрам:

- химическому составу восстановленных окатышей,

- температуре брикетирования,

- скорости деформации,

- усилиям сжатия.

2. На основе исследований влияния гранулометрического состава брикетируемого материала впервые осуществлен возврат на брикетирование металлизованной мелочи класса более 5 мм и менее 10мм путем её подачи в печь металлизации совместно с окисленными окатышами в количестве 0,2 – 0,3% от общей нагрузки.

3. На основе исследований влияния формы брикетов на их прочность в качестве оптимального варианта рекомендована овальная форма ячеек на валковых брикет-прессах.

4. Рекомендован режим охлаждения горячих брикетов диспергированными струями, обеспечивающий сохранение металлургической ценности брикетов при транспортировке, выбран тип разбрызгивающих форсунок (пневматические форсунки фирмы «ЛЕХЛЕР», с полноконусной формой струи, углом раскрытия 60о и диаметром капель 1-2мм). Применение диспергированных струй для охлаждения брикетов позволит снизить расход воды до 16 – 20м3/час.

Апробация результатов работы. Материалы диссертации докладывались и обсуждались на Региональной научно-практической конференции СТИ МИСиС (г.Ст. Оскол 2003 г.), VI Международной научно-технической конференции «Прогрессивные процессы и оборудование металлургического производства» (г. Череповец. 2003г.); Региональной научно-практической конференции МГОУ (г. Губкин. 2004г.); Третьей международной научно-технической конференции ЛГТУ (г. Липецк 2006г.); в трудах ХХIII Российской школы Российской академии наук (2003г.)

Публикации. Материалы диссертации опубликованы в12 печатных работах в научно-технических изданиях.

Структура и объем работ. Работа состоит из введения, пяти глав с выводами, заключения, библиографического списка из 129 наименования и 2 приложений. Работа изложена на 165 страницах, содержит 42 иллюстрации и 23 таблицы.

Подобные работы
Вайнштейн Роман Михайлович
Исследование и разработка технологии производства железорудных окатышей с целью замены бентонита органическим связующим
Лисаков Юрий Николаевич
Исследование и разработка технологии производства пеноникеля методами карбонильной металлургии
Шеремет Людмила Викторовна
Исследование и разработка малоотходной технологии производства металлического марганца электросиликотермическим способом
Кондратьев Виктор Викторович
Исследование и разработка комплексной технологии утилизации твердых фторуглеродсодержащих отходов алюминиевого производства
Проданов Сергей Викторович
Исследование процесса и разработка технологии офлюсованного агломерата с использованием в аглошихте отходов производства
Сафонов Артем Владимирович
Разработка технологии производства железо-оксидтитановых композиций и титанмарганцевых лигатур для покрытий сварочных электродов
Окунев Владимир Макарович
Исследование и разработка технологии гидрометаллургической переработки солевых алюминиевых шлаков.
Кушнерев Илья Васильевич
Исследование и разработка технологии рафинирования металлического расплава от неметаллических включений с целью повышения качества кордовой стали
Ершов Владимир Александрович
Исследование и разработка технологии получения алюминия с применением глинозема из боксита Средне-Тиманского месторождения
Ригина Людмила Георгиевна
Исследование и разработка технологии ЭШП и ЭШПД хромомарганцевых сталей, легированных азотом

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net