Агломерация

АГЛОМЕРАЦИЯ (а. sintering, agglomeration by sintering; н. Agglomerieren, Agglomeration, Sinterung; ф. agglomeration; и. aglomeracion, sinterizacion) — процесс термического окускования пылеватых мелких руд и концентратов , а также металлсодержащих отходов путём их спекания.

Исходный продукт агломерации — шихта, включает помимо руд и концентратов коксовую мелочь (крупность не более 3 мм), антрацитовый штыб (до 3 мм), тощий уголь (до 3 мм), известняк (до 3 мм), известь и возврат (бракованный мелкий агломерат размерами до 5 мм, возвращаемый в шихту для повторного спекания). Руда, концентрат, колошниковая пыль, а также другие добавки, не требующие дробления, подаются в шихтовое отделение из приёмных бункеров или со склада конвейерами. Коксовая мелочь и известняк поступают в отделение измельчения, а затем в бункеры шихтового отделения. Сюда же направляется возврат. Из шихтовых бункеров каждый из компонентов шихты в заданных количествах дозировочными питателями выдаётся на сборный конвейер, который передаёт материал в барабаны для первичного смешения. Далее шихта транспортируется в специальный корпус, где загружается в бункеры шихты, а затем попадает в барабаны-окомкователи.

Спекание ведётся на конвейерных агломерационных машинах, представляющих собой непрерывную цепь движущихся тележек, на которых смонтированы секции колосниковой решётки. Снизу под движущимися тележками расположены вакуум-камеры, соединённые с эксгаустерами. После укладки шихты на тележку она проходит под зажигательным горном (зажигается содержащееся в шихте твёрдое топливо) и движется к хвостовой части машины. Под колосниковой решёткой с помощью эксгаустера создаётся вакуум до 104 Па, что обеспечивает просасывание через слой спекаемой шихты сверху вниз от 80 до 120 м³ воздуха в минуту в расчёте на 1 м² поверхности слоя. Время движения тележки над вакуум-камерами должно совпадать с продолжительностью движения зоны горения твёрдого топлива через спекаемый слой. Высота слоя колеблется от 180 до 550 мм. Газообразные продукты горения топлива движутся между комками аглошихты вниз, высушивая и нагревая её. Температура отходящих газов перед эксгаустером обычно превышает 100°С. В зоне горения твёрдого топлива (температура 1200-1500°С) шихта плавится. После выгорания топлива на данном горизонте зона горения перемещается вниз, расплав соприкасается с воздухом и кристаллизуется, образуя т.н. пирог агломерата. Готовый агломерат сбрасывается с аглоленты при опрокидывании тележки в её хвостовой части. Затем следуют дробление "пирога", отделение от него мелкого горячего возврата (размерами до 5 мм), охлаждение агломерата до температуры 80-100°С., повторный отсев возврата от холодного агломерата.

Оптимальная крупность агломерата для доменных печей 5-60 мм. Высококачественный доменный агломерат содержит незначительное количество мелочи и обладает прочностью, позволяющей транспортировать его к доменным печам без разрушения. Высокая пористость и правильно подобранный минералогический состав агломерата обеспечивают высокую скорость восстановления железа, содержащегося в нём в составе магнетита (Fe₃О₄), ферритов кальция (2 CaO • Fe₂О₃) и силикатов (CaFeSiO₄). В CCCP агломерат производится офлюсованным, т.е. с добавкой известняка (CaCO₃) и извести (CaO) к агломерируемой руде, что позволяет значительно улучшить показатели работы доменных печей. Средняя основность офлюсованного агломерата CaO:SiO2 = 1,25.

В CCCP работают аглоленты с площадью спекания 50, 75, 208 и 312 м, проектируется аглолента в 600 м2. При скорости движения зоны горения твёрдого топлива (вертикальной скорости спекания) 20-40 мм/мин продолжительность агломерации не превышает 12-18 мин. При производстве доменного агломерата из шихты может быть удалено до 99% серы. При агломерации сульфидных руд цветных металлов (ZnS, PbS и др.) cepa сульфидов служит топливом, значительная ее часть выгорает из шихты в ходе спекания.

Агломерация предложена в 1887 в Великобритании Ф. Геберлейном и Т. Хантингтоном. Конвейерную агломерационную машину изобрели Дуайт и Ллойд (1906); первая машина такого типа была пущена в эксплуатацию в США в 1911. CCCP занимает 1-е место в мире по производству агломерата для доменных печей (152 млн. т в 1980).