ні окису кальцію в розплаві і введенні в шихту магнезії може бути отриманий досить стійкий при зберіганні високоосновної агломерат і у випадку переробки рудної сировини, що вимагає великої кількості флюсів для зв'язування тугоплавких окислів. Позитивний вплив на міцність робить також вапно, завантажувана в шихту одночасно з вапняком та іншими добавками. Використання офлюсованного агломерату дозволяє вивести зі складу доменної шихти сирої вапняк, що позитивно впливає на хід доменної плавки і значно знижує витрату коксу. Розглянемо більш детально процеси, що протікають при введенні вапняку в аглошихту і спіканні агломерату.
2.5.1 Розкладання вапняків у процесі агломерації
Агломераційна шихта завжди містить деяку кількість карбонатів. У ході спікання в зонах підігріву шихти і горіння твердого палива активно йдуть процеси дисоціації карбонатів. Кальцит, магнезит і доломіт диссоциируют за схемами:
CaCO 3=CaO + CO 2; MgCO 3=MgO + CO 2 (2.2) (CO 3) 2=CaCO 3 + MgO + CO 2 (2.3)
CaCO 3=CaO + CO 2 (2.4)
Природа продуктів дисоціації сідеріта залежить від складу навколишнього газової фази. У вакуумі процес іде з одночасним утворенням вюстіта і магнетиту:
27FeO 3=12FeO + 5Fe 3 O 4 + 22CO 2 + 5CO (2.5)
(FeO/Fe 3 O 4=2,4/1) (2.6)
Продуктами дисоціації Шпатовий залізняк, що містив 75,9% FeCО 3 і 15,7% МnСО 3, в атмосфері азоту були (FeMn) O * (FeMn) О * Fe 2 Про 3. На повітрі і в кисні твердими продуктами дисоціації сідеріта є магнетит і гематит. При агломерації, коли гематит шихти відновлюється і дисоціює до магнетиту, продуктом дисоціації FeCО 3, ймовірно, виявляється тільки магнетит. При дисоціації родохрозиту утворюється Мn 3 О 4 (гаусманит) [16].
Хімічна міцність карбонату характеризується величиною його пружності дисоціації (рCO 2), що є функцією температури. Початок процесу дисоціації карбонату відноситься до тієї температурі, при якій його пружність дисоціації стає вище парціального тиску СО 2 в навколишньому карбонат газовій фазі. При наступному нагріванні процес розкладання карбонату значно інтенсифікується. Якщо пружність дисоціації карбонату перевищить загальний тиск в навколишньому газовій фазі, починається так зване «хімічне кипіння». Швидкість розкладання карбонату в цьому випадку істотно зростає.
Розглянемо умови дисоціації карбонатів при спіканні офлюсованих шихт. На малюнку 2.7 схематично показано зміна парціального тиску вуглекислоти (рCO 2) в газовій фазі, просасиваются через шар шихти, розташований поблизу ліжку. Очевидно, що тут умови для розкладання карбонатів виявляються кращими, ніж у будь-який інший точці спекаемого шару шихти. Загальний тиск газів (р заг) умовно прийнято постійним (0,9 атм). Зміна температури в шарі з плином часу нанесено на діаграму на підставі дослідних даних, отриманих при дослідженні ходу процесу спікання офлюсований шихти з криворізьких залізних руд [16].
На діаграмі пунктиром показана приблизна концентрація СО 2 в зоні горіння (ця величина до теперішнього часу не визначена на досвіді). У координатах тиск - температура в шарі (час перебігу процесу) побудовані також криві зміни пружності дисоціації FеСОз і СаСО 3 з ростом температури. Суміщення всіх перерахованих кривих в одних координатах дозволяє зробити цікаві висновки.
Малюнок 2.7. Схематична діаграма до визначення можливої ??тривалості процесу розкладання карбонатів при спіканні офлюсований шихти
При підігріві шихти відходять із зони горіння газами умова рСО2 (СаСОз)=р'СО 2 виконується тільки при температурі шару шихти в 800 ° С (точка 1). При 900 ° С починається хімічне кипіння вапняку (в точці 3 рСО2 (СаСОз) gt; р заг). Після того як зона горіння пройшла через розглянутий шар шихти, температура в ньому починає знижуватися. Падіння температури викликає різке зменшення рСО2 в точці 4 припиняється хімічне кипіння, а в точці 2 процес дисоціації СаСО 3 повністю закінчується. Таким чином, у розглянутому випадку процес дисоціації СаСО 3 триває не більше 2 хв. Особливо активно він протікає тільки 1 хв 20 с.
Через великий пружності дисоціації, сідеріта час розкладання збільшується до 3 хв 20 с і період хімічного кипіння сягає майже 3 хв. MgCО 3 і МnСО 3 мають пружності дисоціації менші, ніж FeCО 3, але більші, ніж СаСО 3. Відповідні криві розташувалися б на діаграмі в проміжній області між кривими пружності дисоціації СаСОз і FeCО 3. Отримані дані дозволяють лише оцінити максимальну тривалість цього процесу в найбільш несприятливих умовах (грубий помел вапняку або спікання сідерітових руд).
Процес розкладання вапняку і крейди при агломерації офлюсованих ши...
