МЕТАЛЛУРГИЯ ЖЕЛЕЗА – Часть 56

Деформация гранул может характеризоваться диаметром перешейка между гранулами х

Х4 = nDVFx/kTu-, (179)

‘ IV

**«+» = 4 (л + \) R1P(FZn)nX, (180)

Где V— атомный объем вещества; к — постоянная Больцмана; T — абсолютная температура; F — прикладываемое усилие; 124

Коэффициент диффузии диффундирующего вещества; г — время контакта; R – размер гранулы; /Зил— коэффициенты, связанные со свойствами и структурой кристаллического ве­щества.

На процесс спекания гранул влияет ряд технологических факторов. На рис. 32 приведена связь температуры спекания с пористостью гранул. По-видимому, положительное влияние роста пористости гранул на увеличение температуры спека­ния и уменьшение склонности гранул к слипанию объясняется тем, что поры являются концентраторами напряжений и уве­личение их количества способствует повышению предела те­кучести кусков. Кроме того, с ростом пористости умень­шается число точечных контактов между веществом различных кусков.

Пористость,% Пористость, %

Рас. 32. Влияние пористости и иагруэк! на окатыши на температуру слипания при напряжении, МПа: . ,

1 – 0,1; 2 – 0,2; 3 – 0,3

Рас. 33. Зависимость температуры слиштя от пористости и диаметра металл*- эованных окатышей: 1 – 20 мм; 2 – 15 мм; 3 – 10 мм

Склонность гранул к слипанию снижает и увеличение их размера (рис. 33). Во-первых, с ростом размера гранул уменьшается протяженность контактов между кусками. Во вторых, как показало изучение микроструктуры спеков, с ростом размера гранул в приконтактной области растет ко­личество невосстановленных оксидов, препятствующих дефор­мации гранул.

Изучение влияния на процесс слипания нагрузки и соста­ва окатышей (содержание пустой породы и флюса) показало, 410 увеличение нагрузки приводит к снижению температуры спекания, так как процесс спекания начинает преимущест­венно протекать по второму механизму при более низких температурах.

1,15 2,3 3,45 Кб 5,75 6,9 Содержание флюса % по массе

Ввод флюса оказывает обратное действие, позволяя су­щественно повысить температуру спекания. Причем уменьше­ние склонность гранул к спеканию наблюдается только при вводе соединений кальция и магния (рис. 34).

Рмс. 34. Зависимость температуры слипания т состава пустой породы:

1 — CaCO3, диаметр окатыша 20 мм; 2 — то же, 15 мм; 3- то же, 10 мм; 4 – MgCO3, 20 мм; S – то же, 15 мм; б — то же, 10 мм

Аналогичного явления для соединений бария не обнаруже­но. Как показал рентгеноструктурный анализ, эффект от ввода флюса обусловлен образованием после восстановления гетерогенной структуры из металлического железа и оксидов : кальция или магния, которые являются концентраторами напряжений и повышают предел текучести. Источником появ­ления такой структуры служат ферриты кальция и магния, образующиеся в ходе окислительного обжига при окусковании концентрата. Кроме этого, надо учитывать, что в случае использования в качестве флюса карбонатов образуются до­полнительные поры, которые также повышают предел текучес­ти. Необходимо подчеркнуть, что эффект от ввода флюса оп­ределяется не степенью офлюсования, а его общим содержа­нием.

Наиболее эффективен ввод флюса в количестве до 5—6% (в пересчете на CaO или MgO) вне зависимости от содержа­ния SiO2. Эффект от ввода различных флюсов падает в ряду CaCO3; CaO; MgCO3; MgO. Положительный эффект влияния флю­са на рост температуры слипания открывает новые возмож­ности для интенсификации процесса восстановления окатышей в шахтных печах. Использование офлюсованных окатышей позволяет поднять температуру газа-восстановителя и, сле­довательно, обеспечивает более высокую производительность печей, без изменения конечных свойств получаемого продук – 126