Aglomerado (metalurgia)

Aglomerado  - concentrado de mineral aglomerado obtenido en el proceso de aglomeración [1] [2] [3] . Mineral pequeño (a menudo pulverizado) sinterizado en pedazos, de 5 a 100 mm de tamaño, con un pequeño contenido de finos [4] . El aglomerado se obtiene tostando minerales de hierro y plomo , concentrados de zinc y otros. En la metalurgia ferrosa, es la principal materia prima de mineral de hierro para producir arrabio en un alto horno .

Lugar en tecnología metalúrgica

Los minerales se dividen en ricos y pobres, y el mineral rico se denomina tal que se justifica económicamente usarlo directamente en la industria metalúrgica, por ejemplo, como materia prima en un alto horno . La fundición directa de metal a partir de minerales pobres no es práctica, ya que para obtener metal suficientemente puro de ellos, será necesario utilizar un refinado demasiado costoso . Más barato para enriquecer el mineral . Para ello, se tritura y, según una determinada tecnología, se separan aquellas partículas que contienen muchos compuestos metálicos. Por ejemplo, los minerales de hierro a menudo se someten a una separación magnética : las partículas ricas en hierro se separan del resto mediante un campo magnético. Pero el concentrado resultante tiene una fracción demasiado pequeña, no se puede cargar en el horno: simplemente será sacado del horno por una corriente de gas [5] .

Descripción del proceso

En la producción de sinterizado, los principales componentes de la carga son concentrados de mineral de hierro, mineral de hierro , lodos , incrustaciones , fundentes y combustibles sólidos. Se mezclan en una relación de masa predeterminada que cumple con los requisitos para obtener un aglomerado con ciertos parámetros tecnológicos [6] .

El concentrado se sinteriza en máquinas de sinterización , mientras que la parte de aleación ligera de la mezcla se funde y retiene las partículas más duras. Para ello, se mezcla con polvo de coque , fundentes (normalmente caliza o dolomita ) y se peletiza . Luego, la mezcla resultante se carga en una máquina de sinterización en una capa uniforme . La ignición y el calentamiento externo de la carga se realizan mediante los productos de la combustión del gas natural en el hogar. La sinterización de la carga preparada es la etapa principal en la tecnología de obtención de sinterización. Este proceso se lleva a cabo en la parrilla de la máquina de sinterización cuando se aspira aire como resultado del desarrollo de altas temperaturas durante la combustión del carbón combustible en la capa de carga.

El proceso de aglomeración tiene un carácter estratificado. La altura de la capa de carga sinterizada se puede dividir condicionalmente en las siguientes zonas:

1. La zona de sobrehumectación de la carga.
2. Zona de secado y calentamiento intensivo de la mezcla.
3. Zona de quema y temperaturas máximas.
4. Zona de cristalización y aglomerado acabado.

Desde el momento de la ignición de la mezcla, la humedad contenida en ella se evapora y pasa a los gases de escape. Al pasar por las partes frías de la capa de carga, el gas se enfría a una temperatura por debajo del punto de rocío, es decir, a una temperatura en la que el vapor de agua se condensa y la carga se satura de agua. En la zona de secado y calentamiento, la humedad se evapora y la carga se calienta intensamente a la temperatura de ignición de la brisa de coque con descomposición de carbonatos, oxidación de sulfuros y parcialmente magnetita . En la zona de combustión y temperaturas máximas, además de la combustión de carbono y la formación de una fase líquida, se desarrollan y completan procesos complejos de disociación de carbonato, interacción de fase sólida, oxidación de sulfuros y magnetitas, y reducción de óxidos de hierro superiores. En la zona de cristalización y enfriamiento del aglomerado, simultáneamente con el final del proceso de combustión, comienza una disminución gradual de la temperatura del sinterizado, acompañada de una transición del estado fundido al estado sólido, y luego ocurren los procesos de cristalización con la precipitación de nuevos minerales, cuyo desarrollo está determinado por la velocidad de enfriamiento.

Los productos de combustión, al pasar a través de la capa de carga, la calientan y conducen a la formación de una estructura porosa característica del aglomerado. El vacío creado en las cámaras de vacío situadas debajo de la rejilla de los carros de sinterización permite evitar la entrada de productos de combustión en el espacio de aire de las instalaciones del taller.

A medida que los carros de sinterización se mueven hacia la sección trasera de la máquina de sinterización, la combustión de la capa superior se propaga a las capas inferiores. Durante la combustión del coque , se forma en la carga una zona de combustión de 15-30 mm de altura con una temperatura de 1400-1600 °C, que desciende hasta la parrilla con una velocidad de sinterización vertical de 0,2-0,6 mm/s. En tales condiciones, la zona de combustión adopta la forma de un plano inclinado. La temperatura máxima del gas indica el final del proceso de sinterización. El final del proceso de sinterización también está determinado por la fractura del sinterizado al final de la cinta de sinterización. Además de la zona de sinterización, la máquina de sinterización también tiene una zona de enfriamiento de sinterización.

El sinter enfriado se tritura y tamiza para separar el retorno (demasiado fino para ser utilizado para la fundición de metales) y el lecho (que, a su vez, se puede dividir en varias fracciones por tamaño ). Una característica del proceso de aglomeración es la presencia de un retorno (un aglomerado fino tamizado después de su trituración), cuyo contenido en la carga tiene un impacto significativo en todo el proceso [7] .

Tipos de aglomerados

• Sinterizado dolomitizado - sinterizado de mineral de hierro, fundente con dolomita .
• El sinterizado de mineral de hierro es un sinterizado de mineral de hierro. Es la materia prima para el alto horno.
• El sinterizado de manganeso es un sinterizado de mineral de hierro de una carga con la introducción de mineral de manganeso.
• El sinterizado de ferromanganeso es un sinterizado de mineral de manganeso que se utiliza para fundir ferromanganeso en altos hornos y ferroaleaciones . En comparación con el sinterizado de mineral de hierro, se caracteriza por una mayor fusión, menor porosidad (39–45%) y reducibilidad .
• El sinterizado metalizado es un sinterizado de mineral de hierro en el que parte de los óxidos de hierro se reducen a hierro durante la sinterización de la carga con un mayor consumo de combustible sólido. El método fue propuesto por W. Davis (EE. UU.) en 1958.
• El aglomerado de óxido es un aglomerado de mineral de hierro con un contenido bajo (3–4 %) de FeO. Tiene propiedades de alta resistencia.
• El sinterizado sin fundir es un sinterizado de mineral de hierro obtenido sin introducir caliza en la carga.
• El sinterizado de bajo flujo es un aglomerado de mineral de hierro obtenido a partir de una carga, en el que se introduce caliza en una cantidad inferior a la necesaria para fundir el SiO 2 y el Al 2 O 3 contenidos en los materiales de la carga .
• El sinterizado altamente fundente es un sinterizado de mineral de hierro obtenido a partir de una carga, para mejorar las propiedades metalúrgicas del cual se introduce caliza en una cantidad superior a la necesaria para fundir el SiO 2 y el Al 2 O 3 contenidos en el sinterizado .
• El sinterizado fundente es un sinterizado de mineral de hierro. La piedra caliza se introdujo para fundir en materiales de carga SiO 2 y Al 2 O 3 .
• El sinterizado de manganeso fundente es un aglomerado para la fundición de ferromanganeso con alto contenido de carbono por el método del fundente, obtenido mediante la sinterización de concentrado de óxido (carbonato) de manganeso con fundente (piedra caliza o dolomita) y combustible (coque, antracita , coque de petróleo y otros). Como componentes-estabilizadores de la estructura del sinter fundente se utilizan óxidos de magnesio , hierro, bario y otros.
• El sinter autofundible es un sinter de mineral de hierro obtenido a partir de la carga (CaO + MgO) / (SiO 2 + Al 2 O 3 ).
• Aglomerado estabilizado ("calibrado") - aglomerado, procesado mecánicamente inmediatamente después de la sinterización. En el curso de la estabilización, se destruyen grandes piezas de aglomerado a lo largo de inclusiones no sinterizadas de la carga, acumulaciones de vidrio quebradizo y a lo largo de áreas de concentración de tensiones internas. El sinterizado de alta calidad resultante proporciona un aumento significativo en la productividad del alto horno. Obtenido por primera vez por L. R. Migutsky en tambores giratorios hechos de varillas en 1964-1965 en YuGOK (Ucrania). En la mayoría de los casos, hay una disminución en el rendimiento y la productividad de la planta de sinterización .
• El aglomerado de fósforo es un producto de la aglomeración de fosforitas polvorientas para la fundición de minerales en hornos térmicos de minerales. Las fosforitas se someten a secado , deshidratación y descarbonización . A una temperatura de 1400–1600 °C, los silicatos y, en parte, los granos de fluorapita se funden en la zona de combustión de combustibles sólidos . Esto hace posible obtener una cantidad suficiente de un aglutinante de silicato-fosfato vítreo que mantiene unidos los granos de apatito primario en el aglomerado acabado.
• El aglomerado de cromita es un derivado de los minerales de cromo y sus concentrados, que consta de cromita (FeO-Cr 2 O 3 ) y serpentina Mg 3 Si 2 O 5 (OH) 4 .

Véase también

• aglomeración
• gránulos
• Briquetas (metalurgia)
• Concentrado metalúrgico
• planta de extracción y procesamiento

Notas

1. ↑ 1 2 Korotich, 2005 .
2. ↑ Aglomerado . Diccionario metalúrgico. Archivado desde el original el 3 de septiembre de 2012. (indefinido)
3. ↑ Bazilevich S. V., Vegman E. F. Aglomeración. - Moscú: Metalurgia, 1967. - 368 p.
4. ↑ Aglomerado / Gran Enciclopedia Soviética // Gran Enciclopedia Soviética  : [en 30 volúmenes]  / cap. edición A. M. Projorov . - 3ra ed. - M.  : Enciclopedia soviética, 1969-1978.
5. ↑ Shumakov, 2007 , pág. 226.
6. ↑ Klein, 2004 , pág. quince.
7. ↑ Korotich, 2005 , pág. 28-32.

Literatura

• Frolov Yu. A. Aglomeración. Tecnología. Ingeniería térmica. Control. Ecología. Moscú: Metallurgizdat. 2016. 672 págs.
• Korotich V. I. , Frolov Yu. A., Kaplun L. I. Fundamentos teóricos de tecnologías para la aglomeración de materias primas metalúrgicas. Aglomeración. - Ekaterimburgo: GOU VPO USTU-UPI, 2005.
• Klein , VI. - Ekaterimburgo: GOU VPO USTU-UPI, 2004. - 227 p. - ISBN 5-321-00419-6 .
• Shumakov N. S., Dmitriev A. N., Garaeva O. G. Materias primas y combustible para altos hornos. - Ekaterimburgo: Instituto de Metalurgia, Rama Ural de la Academia Rusa de Ciencias, 2007. - 392 p. — ISBN 5-7691-1833-4 .

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