СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ ПРОИЗВОДИМОГО АГЛОМЕРАТА

QUALITY MANAGEMENT SYSTEM OF THE PRODUCED AGGLOMERATE

Aisulu Hadalhan

student, Department of Metallurgy and Materials Science, Karaganda State Industrial University,

Kazakhstan, Temirtau

Karlyғash Chaymurat

student, Department of Metallurgy and Materials Science, Karaganda State Industrial University,

Kazakhstan, Temirtau

Otepbergen Artykbaev

Ph.D., professor, Karaganda State Industrial University,

Kazakhstan, Temirtau

АННОТАЦИЯ

В данной статье рассматривается структура комплекса моделей для решения задач управления качеством металлургического агломерата и обучения технологов-операторов. Определены требования к модели спекания шихтовых материалов, входящих в комплекс и рассмотрены проблемы ее создания.

ABSTRACT

This article discusses the structure of a complex of models for solving the problems of managing the quality of metallurgical sinter and training technologists-operators. The requirements for the model of sintering of charge materials included in the complex are determined and the problems of its creation are considered.

Ключевые слова: агломерация, коксовая мелочь, концентрат, управление качеством.

Keywords: agglomeration, coke breeze, concentrate, quality management.

Интенсификация производства черных металлов требует повышения объема производства агломерата и окатышей, необходимых для получения чугуна и стали. Несмотря на то, что агломерация железных руд является хорошо изученным процессом, увеличение выпуска продукции, повышение удельной производительности установок, вовлечение в производство руд различного генезиса и другие факторы способствуют выпуску агломерата невысокого качества [1,2,3,4]. Вклад в снижение качества агломерата вносит и агломерационное топливо, которым традиционно является коксовая мелочь.

В связи с ростом производительности, проблема дефицита коксовой мелочи приобретает все большую актуальность, вместе с тем возникает необходимость поиска новых видов агломерационного топлива. Изучение поведения новых топлив при агломерации является первоочередной задачей. Эксперименты с введением в шихту альтернативных видов твердых топлив выявили как их преимущества, так и недостатки [2, 4].

Наибольшую распространенность получил антрацит, отличающийся от других натуральных видов топлива низким содержанием летучих компонентов (в среднем около 5 %) и высоким содержанием углерода. Антрацитовый штыб не требует дополнительной термической обработки, его стоимость ниже стоимости коксовой мелочи.

Однако, замена коксовой мелочи антрацитовым штыбом не равноценна. В условиях слоевого процесса большая теплотворная способность антрацита не вносит значительного вклада в приходную часть теплового баланса процесса агломерации по причине его меньшей горючести. Было установлено, что количество тепла, выделяемое сжигаемым топливом в единицу времени, в большей степени зависит от времени нахождения частиц топлива в движущейся зоне горения и его химической активности и в меньшей от калорийности топлива.

Основная цель спекания железных руд (агломерации) - превращение мелкодисперсного сырья в кусковой материал для производства чугуна в доменной печи. При этом изменяются свойства исходной сырой руды. Шихта для производства агломерата состоит из трех основных частей.

а) Рудная часть шихты состоит из агломерационных руд и железорудных концентратов. Агломерационная руда-это мелкодисперсное природное сырье (железорудная пыль) с зернистостью менее 10 мм. Обычно она имеет относительно низкое содержание железа (ниже 60%).

Концентрат-это продукт обогащения железной руды. Он имеет более высокое содержание железа (более 60 %) и более низкую зернистость (менее 1 мм). Более высокая доля концентрата в рудной части агломерационной смеси увеличивает богатство получаемого агломерата, однако это может снизить производительность агломерационной ленты и увеличить выбросы пылевидных частиц в атмосферу. Железосодержащие пылевидные отходы составляют большую часть рудной шихты. Это в основном пыль, собранная из систем обеспыливания и осадок, образующийся в металлургической и других отраслях промышленности. Их доля ограничена содержанием вредных элементов, главным образом цинка, свинца, кадмия, щелочных соединений, цветных металлов и др.[4]

б) агломерационный кокс представляет собой мелкую фракцию полученного кокса с зернистостью от 0 до 3 мм. В качестве заменителя кокса используется исключительно антрацит.

в) базовые добавки включают известняк доломитизированый. Их функция заключается в обеспечении удовлетворительной основности доменной шихты, так что добавление кусковых основных добавок в доменную печь может быть сведено к минимуму. Часть добавок может быть загружена в виде кальцинированной извести. Таким образом, количество тепла, необходимое для диссоциации, может быть уменьшено, а главным образом изменяются поверхностные напряжения воды и капиллярные силы, повышается смачиваемость и спекаемость спеченной смеси (производительность агломерационного оборудования) [5].

Управление качеством производимого агломерата.

Восстановимость и прочность являются важнейшими качественными параметрами получаемого агломерата. По мере того как прочность агломерата уменьшается, а восстанавливаемость увеличивается, и наоборот, управление качеством агломерата ищет компромисс между этими параметрами. Поскольку фактические значения прочности и сводимости обычно неизвестны, производится поиск заменяющих индикаторов. Дело в том, что качество агломерата зависит в основном отиспользуемого теплового режима, то есть количество топлива в шихте. При высоком содержании топлива в слое выделяется большое количество тепла, и образуется больше агломерата. Агломерат после затвердевания создает прочные мостики между зернами-прочность возрастает. Однако агломерат заполняет поры, удельная поверхность уменьшается, а восстанавливаемость уменьшается вглубь. Наоборот, низкое содержание топлива в шихте приводит к получению агломерата с меньшей прочностью, но высокой восстанавливаемостью.

Основые функции в системе управления качеством агломерата:

- оперативный прогноз химического состава агломерата и возврата;

- оперативная выработка оптимальных заданий на расходы компонентов аглошихты для получения агломерата заданного химического состава;

- оперативное управление усреднением железорудной части шихты;

- оперативное управление тепловым режимом агломерации [6].

Рисунок 1. Система управления качеством агломерата

Нормой для прочности агломерата может быть количество возвратного агломерата (фракция агломерата ниже 6,3 мм) [6]. При увеличении количества образующегося возвратного агломерата это означает, что прочность готового агломерата уменьшается, а восстанавливаемость увеличивается, и наоборот. Затем необходимо построить дозирующий бункер для возвратного агломерата и контролировать его вес (путем взвешивания) или контролировать уровень высоты возвратного агломерата в бункере. Когда вес возвратного агломерата в дозирующем бункере уменьшается, это означает, что прочность увеличивается, а восстанавливаемость уменьшается. Оператор должен уменьшить расход топлива и вернуть параметры качества к их первоначальным значениям.

Список литературы:

1. Коротич В.И., Фролов Ю.А., Бездежский Г.Н. Агломерация рудных материалов. Научное издание Екатеринбург: ГОУ ВПО «УГТУ-УПИ», 2003. ­  400 с.
2. Ю.С. Карабасов, В.С. Валавин. Использование топлива в агломерации. «Металлургия», 1976. - 264 с.
3. Металлургия чугуна: Учебник для вузов. 3-е изд., перераб. и доп./Под редакцией Ю.С. Юсфина. – М.: ИКЦ «Академкнига», 2004. - 774 с.
4. Писарев С.А., Куренков Д.С., Малышева Т.Я. Особенности поведения магнетитовых руд ковдорского месторождения в аглопроцессе//Изв. вуз. Чернаяметаллургия. 2016. Т. 59. № 5. с. 354- 356.
5. JánKret. Technology of Ironmaking (Study Support). Edition: first, 2015. Ostrava, 2015. Number of pages: 55
6.  Агломерационное оборудование. г. Екатеринбург. С-24.