История агломерационного производства

                    История агломерационного производства
      Изобретение агломерационного процесса связывают с именами Геберлейна и
Гунтингтона,  взявших  в  1887  г.  Патент   на   «экзотермический   процесс
окускования пылеватых руд в смеси с коксиком, осуществляемый  путем  прососа
воздуха  через  слой  сверху  вниз».  Не  менее  важной  датой   в   истории
агломерации  является  и   1911   г.   -   дата   пуска   первой   ленточной
агломерационной машины Дуайт-Ллойда в Бердаборо (США). В дальнейшем  процесс
агломерации железных руд получил значительное распространение, и к  1963  г.
мировое производство агломерата достигло 190 млн. т в год [1]. В  дальнейшем
наблюдается тенденция к увеличению этой цифры.
      Царская Россия располагала  небольшими  агломерационными  установками,
построенными в 1906 г. на Таганрогском заводе и в  1914  г.  на  Днепровском
заводе. В 1925 г. в Советском Союзе был пущен  первый  агломерационный  цех,
построенный по системе AIB, а в 1930 г. - первая ленточная машина на  заводе
им. Войкова в Керчи. В 1961 г. на агломерационных фабриках Советского  Союза
было  произведено  74,2  млн.  т  агломерата,  в  том  числе   73   млн.   т
офлюсованного агломерата. Доля агломерата  в  рудной  части  шихты  доменных
печей  Советского  Союза  приближалась  к  80%,  и  эта  цифра  не  являлась
предельной.
      Цель агломерации состоит в  окусковании  пылеватых  руд,  колошниковой
пыли и отчасти концентратов обогащения руд. При загрузке этих видов сырья  в
доменную печь без предварительного окускования значительная часть  пылеватых
материалов выносится из печи газами. Оставшаяся часть создает в печи  весьма
плотный  столб  шихты  с   минимальной   газопроницаемостью.   Интенсивность
доменной плавки резко снижается, ход печи делается неустойчивым.
      В  ходе  агломерации  из  шихты  могут  быть  удалены  многие  вредные
примеси, в том числе и сера. Эта сторона процесса может в отдельных  случаях
считаться наиболее важной, так как переработка  сернистой  руды  в  доменной
печи  связана  с  ухудшением   технико-экономических   показателей   плавки.
Оказывается выгодным дробить кусковатую сернистую руду  и  вновь  подвергать
ее окускованию путем агломерации, удаляя при  этом  из  руды  большую  часть
серы.
      Несмотря на появление многочисленных разновидностей,  и  видоизменений
процесса спекания руд, основная схема агломерационного процесса  практически
не изменилась за 75  лет,  прошедших  со  времени  его  изобретения.  Началу
процесса предшествует дозировка пылеватых  компонентов,  входящих  в  состав
рудной части шихты, а также коксика,  извести  или  известняка.  Соотношения
между составляющими в шихте могут быть определены расчетным путем.  Отметим,
что  эффективность  агломерационного  процесса  значительно  снижается   при
спекании  чрезмерно   мелких   концентратов,   если   они   не   подвергнуты
предварительному окомкованию.
      Агломерация  –  это  процесс  укрупнения  исходного  сырья  –  рудных
материалов, с  целью  окускования  для  оптимизации  последующего  доменного
процесса.
    Переработка руды производится сейчас с  большим  количеством  балласта.
Поэтому сырую руду  перед  подачей  её  на  переработку  в  металл  (железо)
предварительно  обогащают,  а  затем   сепарируют.   Сепарация   состоит   в
механическом разделении железа и пустой породы.
    В настоящее время самые производительные и экономные – доменные печи. В
них  восстановителем  является  кокс,  флюсующие  добавки,  соли  фосфора  и
кислот.  Доменная  печь  представляет  собой  шахтную  печь,  работающую   в
непрерывном режиме. Температура воздуха в ней достигает 1800 (С.
    Металлургический   цикл   начинается   с    агломерационной    фабрики.
Агломерационную  шихту,  состоящую  из  рудной  части,  флюсов,  возврата  и
топлива,  загружают  на  конвейерную  агломерационную  машину   (аглоленту),
зажигают сверху  и  спекают,  просасывая  через  слой  спекаемых  материалов
воздух.
    Топливо измельчают в  четырехвалковых  дробилках,  известняк  дробят  в
молотковых дробилках или  тангенциальных  шахтных  мельницах,  и,  в  случае
необходимости, обжигают в кольцевых  шахтных  печах.  Расчетное  соотношение
отдельных компонентов в шихте поддерживают путем весового дозирования.
    Смешивание, увлажнение и окомкование шихты  осуществляют  в  барабанных
окомкователях.  При  этом  процесс  ведут  таким  образом,   чтобы   достичь
максимальной газопроницаемости шихты. Окомкованную шихту
укладывают  на  спекательные  тележки,  зажигание   шихты   происходит   при
прохождении тележки под зажигательным  горном.  В  барабанные  окомкователи,
помимо  шихты,  через  внутренний  коллектор  вводится  вода.  Расход   воды
необходимо поддерживатьтаким, чтоб влажность шихты  на  выходе  из  барабана
составляла  8,3%  .   Эта   влажность   обеспечивает   максимально-возможную
прочность комков увлажненной шихты.
    Расход шихты из бункера на аглоленту регулируется с помощью шибера.  Он
меняет  этот  расход  таким  образом,   чтобы   обеспечивались   оптимальные
параметры при подаче шихты на аглоленту. Иногда этот расход  регулируется  с
помощью тарельчатого вибропитателя.
    Основными  показателями  хода  технологического  процесса   агломерации
(выходными величинами) является  производительность  агломашины  и  качество
агломерата.  Производительность  измеряют  в  тоннах   годного   агломерата,
полученного за  час  работы.  Качество  оценивают  по  химическому  составу,
прочности и восстановимости агломерата.
    В настоящее время силами лучших предприятий и научно-исследовательского
производства,   предусматривающая   автоматическое   управление   процессами
подготовки  шихты.  В  связи  с  этим  первостепенное  значение  приобретает
проблема математического описания технологических процессов  и  операций  на
каждом из участков агломерационного  производства.  Математическое  описание
агломерационного процесса позволяет  качественно  исследовать  основные  его
показатели и возможные  регулирующие  воздействия,  а  в  итоге  разработать
обоснование алгоритма управления  и  способы  автоматического  регулирования
процесса. Эффективность использования  средств  управления  технологическими
процессами  в   значительной   степени   определяется   правильным   выбором
контролируемых параметров, структуры регулирующего устройства и  управляющих
воздействий.  Одним  из  серьезных  недостатков  в   оснащении   современных
агломерационных  фабрик   средствами   автоматизации   является   отсутствие
датчиков и устройств переработки первичной информации,  анализа  и  контроля
технологических  процессов.  Математическая  модель  должна  последовательно
приближаться к реальному процессу.
    Проведение исследований на математических моделях значительно  в  итоге
снижает  затраты  по  сравнению  аналогичных  исследований   на   физических
объектах. При работе над моделью надо  учитывать,  что  она  приближается  к
реальному объекту лишь частично, и не может учитывать  всех  происходящих  в
нем процессов.