6. Назначение окатышей и сущность процесса их производства Сущность физико-химических превращений, протекающих при обжиге, представляется следующей последовательностью процессов по мере повышения температуры нагрева.
1) Окисление магнетита до гематита. Поскольку окатываются в основном магнетитовые концентраты, то магнетит является основной составляющей сырых окатышей. Он окисляется в зоне охлаждения по реакции:
4Fe3O4 + О2 = 6Fе2O3
Скорость зависит от температуры и содержания кислорода в газах. Этот процесс протекает при температуре до 1000 0С.
2) Рекристаллизация гематита.
При температуре выше 1000-1050 0С начинается рекристаллизация гематита - мелкие зерна его объединяются в крупные за счет диффузии в твердом состоянии. Это приводит к упрочнению окатышей.
6. Назначение окатышей и сущность процесса их производства 3) Термическая диссоциация гематита. При нагреве до 1300-1380 0С начинается процесс термической диссоциации гематита по реакции:
6Fе2O3 = 4Fе3O4 + О2
Прочность окатышей при этом уменьшается, т.к. этот процесс совпадает с началом образования жидкой фазы.
4) Образование жидкой фазы (шлаковой связки). В неофлюсованных окатышах основой жидкой фазы является SiO2, Fе2O3, Fе304. В этом случае жидкая фаза резко уменьшает прочность окатышей. Поэтому упрочнение неофлюсованных окатышей должно основываться на рекристаллизации связи, т.е. без получения жидкой фазы.
6. Назначение окатышей и сущность процесса их производства 5) Охлаждение окатышей. Этот процесс необходим для нормальных условий транспортировки окатышей и использования их физического тепла. Условия охлаждения окатышей оказывает большое влияние на их качество. При высокой интенсивности охлаждения в результате возникновения термических напряжений в окатышах снижается их прочность. Поэтому режим охлаждения выбирается на основании специальных исследований.
Упрочняющий обжиг сырых окатышей осуществляется на конвейерных обжиговых машинах ОЕ -108, ОК-306, ОК -520.
Прочность окатышей измеряется усилием, необходимым для раздавливания их. Оно составляет 120-250 кг на окатыш.
Качество окатышей определяется гранулометрическим составом, прочностью и химическим составом. По данным зарубежной практики в окатышах содержится класс 6-0мм 3-5%, а после разрушения в барабане - до 10%.
Химический состав окатышей определяется качеством концентрата и характеризуется высоким содержанием железа (62-65%) и низкой основностью, т.к. высокоофлюсованные окатыши имеют малую прочность.
Схема производства окатышей представлена на рисунке 21