» » Общие сведения о процессе агломерации
02.06.2015

Агломерацией в металлургии называют процесс спекания мелких руд и концентратов в твердые пористые куски путем просасывания или продувания необходимого для горения воздуха или горячих газов через слой спекаемой шихты.
Сущность процесса агломерации сводится к разогреву расположенного на колосниках слоя шихты до температуры размягчения и частичного расплавления, а затем охлаждению этого слоя до затвердевания. Образовавшаяся жидкая фаза цементирует всю шихту, превращая ее в относительно прочный монолит; комковатость шихты и непрерывное прохождение через нее воздуха обеспечивают сохранение пористой структуры агломерата.
Под влиянием развивающейся высокой температуры в процессе спекания происходят коренные преобразования в природе компонентов шихты — меняется минералогический и структурный состав твердых компонентов, идут окислительные и восстановительные реакции, сульфиды взаимодействуют с окислами, происходит образование первичного шлака, перекристаллизация и т. п.
При агломерации окисленных руд топливом в процессе спекания служат вводимые в шихту коксик или уголь; в качестве источника тепла иногда применяют жидкое или газообразное топливо, сжигаемое над слоем шихты. При агломерации сульфидных материалов тепло получают за счет горения серы, причем наряду со спеканием происходит окислительный обжиг; в отдельных случаях в шихту вводят дополнительно коксик для улучшения теплового баланса спекания или для предохранения серы от окисления. При агломерации вторичных цветных металлов требуемая для спекания температура иногда достигается за счет сгорания цинка или латуни, содержащихся в шихте.
Способы агломерации известны в металлургии около 100 лет. Широкое распространение агломерация получила с начала XX века в связи с введением флотационного обогащения руд цветных металлов, а также по мере роста доли добываемых пылеватых железных руд, которые без окускования невыгодно плавить в доменных печах. Благодаря получению прочного агломерата, высокой производительности агрегатов и возможности полной механизации процесса, агломерация и значительной степени вытеснила другие методы окускования руд.
Общие сведения о процессе агломерации

На рис. 40 приведен схематический разрез агломерационной машины с указанием зон протекания основных процессов, происходящих в шихте при агломерации. После зажигания с поверхности и вплоть до сброса готового агломерата в конце машины в шихте можно различить пять различных зон.
Нижний слой шихты у колосниковых тележек (паллет) в начале процесса отличается повышенной влажностью. Переувлажение слоя объясняется конденсацией влаги из вышележащих слоев, так как горячие газы, поступающие сверху и насыщенные парами воды, в нижних слоях охлаждаются ниже точки росы и выделяют избыточную влагу. По мере горения вышележащие слои высыхают и приток влаги в нижний слой уменьшается; происходит постепенный прогрев нижнего слоя, а с ним и повышение температуры отходящих газов, ускоряющее сушку нижнего слоя.
Над зоной переувлажнения располагается зона сушки, в которой идет интенсивное выделение гигроскопической влаги шихты. Вслед за высыханием под действием горячих газов из зоны горения шихта нагревается до температуры загорания содержащегося в ней топлива.
В зоне горения температура поднимается до 1100° и выше; здесь происходит не только сгорание углерода, серы и других видов топлива, но и идут основные физико-химические превращения компонентов шихты. Как будет показано ниже, условия спекания в этой зоне определяют основные показатели всего процесса агломерации.
После окончания горения сформированный и спеченный агломерат охлаждается просасываемым воздухом и отдает свое тепло нижележащим слоям; при этом могут протекать реакции окисления и идти перекристаллизация остывающей массы. Полное охлаждение агломерата воздухом можно производить непосредственно на агломерационной машине или на отдельном агрегате.
В промышленных условиях на агломерационных машинах зоны выражены достаточно отчетливо, однако в связи с неоднородностью шихты расположение их по высоте слоя не вполне постоянно.