Реферат: Производство спеченных периклазовых порошков

Фракция >8 мм идет на дробление в конусной дробилке, затем рассеивается по фракциям и поступает в бункеры отдельных фракций (заправочные порошки). Заправочные порошки (металлургические) применяют для изготовления и заправки (ремонта) подин и откосов мартеновских и электросталеплавильных печей. Металлургические порошки классифицируют по химическому и зерновому составам. Для уменьшения пылеобразования при транспортировании и особенно при заправке печей порошок обмасливают.

Фракция 0-8 мм рассеивается на грохоты и поступает в бункера фракций (крупной, средней и мелкой). Эти фракции идут на дозирование и упаковку. Часть мелкой фракции поступает на домол в трубную мельницу, где измельчается до фракции <0,063 мм. Затем пневмотранспортом подается в бункер тонкого помола и далее на дозирование и упаковку.

2.1 Технология обжига

Из сырого магнезита ввиду его большой (до 25 %) усадки при обжиге -изделия не изготовляют. Первоначально из сырого магнезита путем обжига получают спеченные периклазовые порошки. Обжиг магнезитов осуществляют в шахтных или вращающихся печах.

При обжиге магнезита происходит разложение карбоната магния с выделением углекислого газа по реакции

МдСО₃ MgО + СO₂ - q

Реакция идет с поглощением тепла q = 2753кДж/кг МgО. Карбонат кальция СаСО₃ , присутствующий в виде известняка или доломита, при нагревании также разлагается:

СаСO₃ СаО + СO₂ - q

а расход тепла составляет q = 2828 кДж/кг СаО.

В расчете на 1 кг исходных карбонатов затраты тепла составляют 1584 и 1316кДж/кг соответственно для СаСO₃ и МgСO₃ . При полном разложении 1 кг СаСO₃ образуется 0,56 кг СаО и 0,44 кг СO₂ , а 1 кг МgС0₃ соответственно 0,478 кг МgО и 0,522 кг СO₂ .

При нагревании МgСO₃ и СаСO₃ в печи процесс их разложения начинается с поверхности, и по мере прогрева граница реакции перемещается к центру куска карбоната. Сама реакция разложения карбонатов протекает лишь на границе двух твердых фаз: карбонатоксид.

Важно отметить, что температура на границе реакции диссоциации в момент разложения остается постоянной до тех пор, пока не завершится реакция декарбонизации. Поэтому время, необходимое на разложение куска карбоната, прямо пропорционально его линейным размерам и для повышения производительности печей по обжигу магнезита необходимо уменьшить размеры кусков материала, подаваемых в печь.

Вращающиеся печи являются более высокопроизводительными агрегатами для обжига магнезита. Для обжига применяют печи длиной от 50 до 170 и диаметром от 3 до 5 м. Их производительность колеблется от 4,5 до 24 т/ч обожженного периклазового порошка.

Температура обжига магнезита составляет 1500-1650 °С. Пористость обожженного порошка колеблется от 10 (для плотных зерен) до 30 % (для пористых зерен). Критерием степени обжига магнезита является истинная плотность, которая зависит от температуры обжига. У спекшегося периклазового порошка истинная плотность составляет 3,55-3,56, а у каустического - 3,20-3,25 г/см³ .

Условно всю длину вращающихся печей делят на зоны подогрева и декарбонизации, спекания и охлаждения Распределение зон по длине вращающихся печей приведено в таблице 1.

Таблица 1 – распределение зон по длине вращающихся печей

Длина печи, м Длина зоны	75	90	170
Подогрева и декарбонизации	57	65	115
Спекания	13	16	20
Охлаждения	5	9	35

В процессе обжига происходит значительное измельчение магнезита в результате растрескивания и механического измельчения при перемешивании во вращающейся печи. Скорость движения материала в печи определяется свойствами магнезита в результате физико-химических процессов, происходящих при обжиге. Продолжительность движения магнезита зависит от колебаний зернового состава сырья и состояния футеровки.

Удельный расход условного топлива на 1 т обожженного периклазового порошка составляет во вращающихся - 360-460 кг. В качестве топлива используют природный газ.

Примеси в магнезите и особенно легкоплавкие образуют в обжиге расплав, который способствует образованию сваров окатышей. Свары дробят, измельчают и складируют отдельно вследствие более низкого содержания в них оксида магния и повышенного содержания примесей.

Магнезит, обогащенный флотационным методом и полученный химическим путем, рекомендуют предварительно брикетировать, а затем в виде брикетов обжигать в печи.

Основной недостаток при обжиге магнезита во вращающихся печах по сухому способу заключается в большом уносе пыли, достигающем 20-25 %. Также недостатком считается высокая температура отходящих газов (до 900 °С). Отходящее тепло утилизируют в котлах-утилизаторах, а очистку газов от пыли осуществляют в газоочистных устройствах. Эффективная работа этих устройств зависит от параметров газового потока: его температуры, состава и влажности, концентрации пыли в газовом потоке и удельного электрического сопротивления пыли перед электрофильтром.

Пыль, уловленная в системе газоочистки, имеет различную степень обжига и является тонкодисперсной. Она содержит до 80 % частиц размером < 0,06 мм. Эта пыль называется каустической. Каустическая пыль плохо спекается, поэтому перед повторным ее обжигом рекомендуют часть пыли измельчать в трубной мельнице, а затем брикетировать на плоских пресс-вальцах с немолотым порошком.

2.3 Используемое оборудование

Изучив технологическую схему производства, установили, что для производства спеченных периклазовых порошков используют следующее основное оборудование: вращающиеся или шахтные печи, холодильники, сита, грохоты, конусные дробилки, трубные мельницы. А так же вспомогательное оборудование: ленточные конвейеры, бункеры готовой продукции и бункеры сырья, дозаторы, пневмотранспорт.

3. Готовая продукция и ее свойства

Порошки классифицируют по химическому и зерновому составам, чем и объясняется значительное количество марок периклазового порошка. По ГОСТ 70360-85 предусмотрен выпуск 15 марок спеченных периклазовых порошков для производства изделий, которые разбиты на две группы: высшей (ППИ-92, ППИУ-91 и ППТИ-92) и первой категории качества (ППИ-91, ППИ-90, ППИ-89, ППИ-88, ППТИ-90, ППТИ-88, ПМИ-1, ПМИ-2, ПМИ-3, ПМИ-4, ПМИ-5 и ПМИ-6). Требованиями ГОСТа ограничивается содержание оксидов кальция, кремния и железа, а также содержание зерен отдельных фракций.

По ГОСТ 24862-81 для изготовления и ремонта подин и стен электропечей выпускается 16 марок периклазовых и периклазоизвестковых порошков высшей (ППЭ-88, ППП-86 и ПП03-86) и первой категории качества (ППК-88, ППЭК-87, ППК-87, ППК-85, ППМ-85, ППП-85, ППОЗ-85, ППИК-78, ППИМ-78, ПМС-1, ПМС-2, ПМС-3, ПМС-4, ПМС-5). Требованиями ГОСТа установлены пределы содержания примесных оксидов кальция и кремния и размеры зерен отдельных фракций.