Телефон: +7 (383)-312-14-32

Статья опубликована в рамках: XXXIX Международной научно-практической конференции «Научное сообщество студентов XXI столетия. ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ» (Россия, г. Новосибирск, 09 марта 2016 г.)

Наука: Науки о Земле

Секция: Природопользование

Скачать книгу(-и): Сборник статей конференции

Библиографическое описание:
Тимофеева Д.С. ПРИМЕНЕНИЕ ИННОВАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ НОВОГО ТОВАРНОГО ПРОДУКТА ИЗ ОТХОДОВ МЕТАЛЛИЗОВАННОГО СЫРЬЯ // Научное сообщество студентов XXI столетия. ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ: сб. ст. по мат. XXXIX междунар. студ. науч.-практ. конф. № 3(38). URL: https://sibac.info//archive/nature/3(38).pdf (дата обращения: 26.01.2021)
Проголосовать за статью
Конференция завершена
Эта статья набрала 205 голосов
Дипломы участников
Диплом лауреата
отправлен участнику

ПРИМЕНЕНИЕ ИННОВАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ НОВОГО ТОВАРНОГО ПРОДУКТА ИЗ ОТХОДОВ МЕТАЛЛИЗОВАННОГО СЫРЬЯ

Тимофеева Дарья Сергеевна

студент кафедры ММТ СТИ НИТУ МИСиС, г. Старый Оскол

Научный руководитель Тимофеева Анна Стефановна

преподаватель СТИ НИТУ МИСиС,

г. Старый Оскол

Ежегодно в чёрной металлургии образуется огромное количество пыли, шламов, шлаков, золы и других отходов. Кроме того значительное количество отходов накопилось в шламохранилищах и отвалах предприятий отросли[1]. Эти отходы содержат такие ценные вещества, как оксиды железа, магния, марганца, кальция, цинка, свинца, калия и натрия, а также углерод, соединения серы и т. д.

Шламы и пыль, образуются в металлургическом производстве от: печей прямого восстановления железа и доменного производства, агломерационных фабрик, мартеновских печей, конвертеров, электросталеплавильных печей.

По содержанию железа их можно разделить на:богатые (55-67%)-пыль и шлам газоочисток мартеновских печей и конвертеров, печей прямого восстановления железа; относительно богатые (40-55%)-шламы и пыли аглодоменного производства; бедные (30-40%)-шлам и пыль газоочисток электросталеплавильного производства.

Богатые и относительно богатые шламы и пыли можно использовать сразу для выплавки стали, но только после приведения их в компактное состояние. Бедные шламы и пыли - в аглодоменном производстве, но тоже при переводе в компактное состояние.

Рассмотрим процесс получение брикетов из металлизованного сырья и шлама на примере.

Исходными материалами в данной работе являются: шлам получаемый, при очистке колошникового газ через скрубберы мокрой очистки и отходы металлизованного сырья, которые получаются в результате дробления истирания горячебрикетированного железа при движении по конвейеру, на ломателе брикетной ленты, в водоохлаждаемом конвейере ГБЖ.Связующим являлся водный раствор на основе поливинилацетата.

Для получения брикетов использовалось следующее оборудование:

- LECO PR-10 MOUNTING PRESS(рис.1)

Рис.1. LECO PR-10 MOUNTING PRESS

 

Одиночный монтажный пресс, предназначенный для монтирования образцов от 1,0 до 1,5 дюймов (от 25 до 40 мм) в поперечном сечении. Состав: шлам, мелочь, связующее – водный раствор на основе поливинилацетата. Смешивали сухую смесь и связующее в течение 10 минут. Готовили сухую смесь, смешивая железосодержащий шлам и металлизованную мелочь, взвешивали.

Содержание связующего составляет  10,7% от общей массы брикета.Форму покрывали силиконовым слоем смазки для того, чтобы брикет хорошо можно было удалить (рис.2). Затем заполняли формы подготовленной смесью по 95г и заполняли форму.

Рисунок 2- Покрытие силиконовой смазкой формы и ее заполнение.

 

Затем прессовали и выдерживали под давлением  в течение 5, 7 и 10 минут  различные брикеты. В результате получались брикеты цилиндрической формы (рис.3), размером диаметром 4см и высотой 2см.

Рисунок 3- Брикеты, спрессованные из металлизованной мелочи и шлама цеха №1 ГБЖ ОАО «ЛГОК».

 

Брикеты должны обладать достаточной прочностью для транспортировки и складирования. Поэтому провели исследования на их прочность с помощью гидравлического пресса (рис.4) Прикладывание нагрузки к отдельному металлургическому брикету с заданной скоростью и постепенным нарастанием нагрузки до начала разрушения брикета. Регистрируют максимальную нагрузку, при которой испытуемый брикет начинает разрушаться, брикет 5-минутный, после испытания на прочность по сжатию (рис.4).

Прочность на сжатие определяется как среднеарифметическое результатов всех измерений (по 5 измерений)

Рисунок 4-Пресс для проведения исследований брикетов на сжатие.

 

Ударная прочность - это показатель, характеризующий хрупкость материала и способность материала не разрушаться, не давать трещин при ударах, оценивается количеством работы, которую нужно затратить на разрушение материала [2].

Максимально допустимая нагрузка напрямую зависит от времени изготовления брикета. Так 10-минутный брикет выдерживает нагрузку 2,6тонны. А 5-минутному достаточно 1,70 тонны до  первых трещин. На рисунке 16 представлена зависимость прилагаемого усилия от времени выдержки брикета под давлением.

Испытания на ударную прочность проводят с целью проверки способности изделия противостоять разрушающему действию механических ударов, сохранять свои параметры; определить максимальное количество работы, необходимой для разрушения образца. Проверка способности изделия сохранять свои основные параметры в условиях действия механических ударов. Данный метод предназначен для испытания металлургических брикетов.

Сущность метода –  падение  отдельно взятого брикета с высоты 2м на металлическую платформу, до  начала его разрушения.

При проведении экспериментов выяснено, что прочность на удар зависит от времени выдержки брикета под давлением (рис. 5).

Рисунок 5-Брикет с выдержкой 5 минут под давлением  после 7 ударов.

 

Результаты экспериментов представлены на рисунке 6и 7.

Рисунок 6- Влияние времени выдержки под давлением на прочность (сжатие).

 

Рисунок 7- Влияние времени выдержки под давлением на прочность (удар).

 

Из результатов данного эксперимента ясно, что наибольшей ударной прочностью обладают брикеты с выдержкой 10минут под давлением.

Для реального производства предлагается производить брикеты холодным способом при выдерживании 10минут под давлением  27-30 МПа при этом брикеты имеют форму цилиндра диаметром 4см и высотой 2см, плотностью 3750кг/м3, ударной прочностью более 20 раз при сбрасывании на металлическую плиту с высоты 2м,нагрузка  на сжатие 2,6Тс, содержание железа общего не менее 60 %; содержание диоксида кремния не более 7,0 %; Содержание серы не более 0,01%.

Подводя итоги стоит сказать, что при использовании метода холодного брикетирования можно уменьшить отрицательное воздействие отходов на окружающую среду и получить дополнительное использование этих отходов в металлургическом производстве, в этом случае большое количество переработанной руды возвращается в производство.

 

Список литературы:

  1. Калачко А.С. Утилизация пыли и шламов чёрной металлургии. – М.: Металлургия, 1970
  2. Леонов А.С. Технологическая инструкция «Установка металлизации». Губкин, 2007г.
  3. Тимофеева А. С. Тимофеева Е.С. Теплофизические особенности производства окисленных окатышей и металлизованного продукта. – Старый Оскол: Тонкие наукоёмкие технологии, 2015.-204c.
Проголосовать за статью
Конференция завершена
Эта статья набрала 205 голосов
Дипломы участников
Диплом лауреата
отправлен участнику

Оставить комментарий

Форма обратной связи о взаимодействии с сайтом