ПРИЧИНЫ НАБУХАНИЯ (ИЗМЕНЕНИЯ РАЗМЕРОВ) ОКАТЫШЕЙ И БРИКЕТОВ ПРИ ОКИСЛИТЕЛЬНЫХ ИЛИ ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССАХ

Аннотация

В статье рассмотрены причины изменения размеров железорудных окатышей и брикетов при окислительном или восстановительном обжиге (данный процесс также именуется набуханием). Набухание может оказывать влияние как на газопроницаемость шихты, так и на эффективность металлургических агрегатов. Процесс изменения объема может приводить к разрушению окускованной шихты, а также влиять на весь технологический процесс. В работе проанализированы основные механизмы, лежащие в основе процессов изменения объема материалов. К ним относятся: образование железных нитевидных кристаллов («волосовин») при восстановлении железа из вюстита, разрушение формирующейся при восстановлении металлической корки давлением газовой фазы на границе раздела фаз, а также возникновение внутренних напряжений, обусловленных разницей в кристаллической структуре и удельных объемах оксидов железа (гематита, магнетита и вюстита) на различных стадиях фазовых превращений. Особое внимание уделено основным факторам, определяющим интенсивность и характер набухания. Систематизировано влияние условий, среди которых предварительный обжиг (температура, и время), параметры восстановительного газа (химический состав, температура, скорость потока), наличие и природа примесей, а также исходная пористость материала. Понимание этих закономерностей является важным для разработки стратегии управления процессом восстановления и создания высококачественного железорудного сырья, устойчивого к набуханию. На основе анализа экспериментальных данных, полученных различными исследовательскими группами, показано, что введение определенных добавок и оптимизация параметров процесса позволяют эффективно контролировать и подавлять нежелательное расширение сырьевых материалов при окислительном или восстановительном обжиге. Анализ данных демонстрирует, что проявление и интенсивность набухания определяются сложным взаимосвязанным влиянием минералогического состава сырья и технологических параметров.