Обладнання та матеріали

1. Установка для визначення здатності до розм'якшення залізорудного матеріалу у відновлювальній атмосфері (рис. 5.1), яка має силітову електричну піч 1, всередині якої розташовується реакційний стакан 2. Зверху печі на стійці шарнірно закріплений важіль 3 з переміщуваним вантажем 4. До важеля прикріплений шток 5 з плунжером 6, який входить у реакційний стакан. Положення важеля у вертикальній площині може фіксуватися шкалою 7.

2. Балон із воднем.

3. Секундомір.

4. Проби матеріалів.

Рис. 5.1. Прилад для визна-чення здатності до розм’якшен-ня у відновлювальній атмо-сфері: 1 – нагрівальна піч з силітовими стержнями; 2 – реакційний стакан; 3 – важіль; 4 – вантаж; 5 – шток; 6 – плунжер; 7 – шкала

Порядок проведення роботи

1. Пробу матеріалу крупністю 6–10 мм масою 200–400 г засипають у реакційний стакан шаром товщиною 50–70 мм.

2. На пробу в стакані встановлюють плунжер, на який штоком подають навантаження, що змінюється в ході досліду в межах 0–60 кПа (для плунжера діаметром 60 мм це відповідає навантаженню на шток до 17 кг) [можна одразу ж встановити максимальне навантаження].

3. Подають знизу в реакційний стакан водень кількістю 1,5 л/хв. та нагрівають піч до температури десь 1200 °С. При цьому в перші 45 хв. нагрівають зі швидкістю 14 °С/хв. (до 630 °С ), а потім 5–6 °С/хв. (тобто ~ 100–120 хв.). Одночасно за шкалою записують положення стрілки важеля з інтервалом 1 хвилина.

Результати досліду зображують у вигляді графіку в координатах «висота шару матеріалу»–«температура», які мають характерний вигляд (рис. 5.2).

а) Агломерат та магнетитові руди:

1–2 – термічне розширення;

2–3 – усадка через втрату міцності при нагріванні та відновленні, поява вюститу та металічного заліза під плунжером (400–1100 °С);

3–4 – різка усадка внаслідок утворення розплаву;

т.3 – початок розм’якшення;

т.4 – умовне закінчення розм'якшення (40% втрати початкової висоти проби). Різниця температур Δt = tп – tк називається інтервалом розм'якшення сировини.

t п офлюс. аглом. = 1100 — 1200 оС Δt =50 – 150 °С.

б) Обкотиші та гематитова руда

Після термічного розширення (1–2) проба починає спучуватись, тобто збільшуватись в об'ємі в результаті перебудови тригональної кристалічної ґратки гематиту (δ = 5,26 г/см3) а = b = c; α = β = γ ≠ 90° у тетрагональну гратку маггеміту (δ = 4,4 – 4,85 г/см3) а = b ≠ c; α = β = γ = 90о.

t п слабкоофлюс. обкот. = 950 –1050 оС Δt =150 -250 °С.

─ це обмежує частку обкотишів у шихті без зниження продуктивності доменної плавки.

а б Рис. 5.2. Криві розм’якшення залізорудних матеріалів у відновлювальному середовищі: а – агломерат (і магнетитова руда); б – обкотиші (і гематитова руда)