Вапно для агломераційного виробництва

Вапно для агломераційного виробництва застосовують у шихті для агломерації концентратів і дрібних залізних руд з метою інтенсифікації процесу спікання. Для сталеплавильного виробництва використовують звичайне вапно ВС, вапно доломітизоване – ВСД, вапно для феросплавного виробництва – ВФ.

У залежності від розміру вапно розділяють на дві групи: дрібне (до 3 мм) і велике (до 12 мм). Дрібне вапно одержують шляхом поділу обпаленого вапна на класи за розміром, або шляхом здрібнювання в дробарках і млинах, а також пилоуловлюючих пристроях випалювальних агрегатів. Велике вапно рекомендується застосовувати для добавки в концентрат перед закладкою останнього в штабель для усереднення, дрібне вапно – для добавки в шихту перед подачею її в змішувальні пристрої.

Вапно для агломераційного виробництва повинно відповідати ОСТ 1435 – 78.

Технічні вимоги передбачають вміст у вапні окису магнію не більш 5%, фосфору не більш 0,02%. При визначенні розміру вапна допускається вміст фракції понад зазначені межі розміру не більш 10%.

Ступінь випалу для свіжообпаленого вапна визначають за формулою

,

де ВПП вапняку – вміст втрат при прожарюванні у

вихідному вапняку, %;

ВПП вапна – вміст втрат при прожарюванні у

свіжо обпаленому вапні, %.

Час гасіння вапна для агломераційного виробництва повинен складати для 1-го та 2-го сортів не менш 5 і не більш 8 хвилин.

Вапно для сталеплавильного і ферросплавного виробництва повинне відповідати ОСТ 14–16–165–85.

У таблиці 2.1 приведені способи виробництва й область переважного застосування вапна.

По хімічному складу вапно виготовляють двох сортів, які повинні задовольняти вимогам, зазначеним у таблиці 2.2.

По гранулометричному складу вапно повинне задовольняти вимогам, зазначеним у таблиці 2.3.

Для вапна марок ВС-1, ВС-2, ВСД-1, які одержуються у печах киплячого шару, для конвертерного виробництва допускається нижня межа розміру 8 мм. Для конвертерного процесу з донною продувкою, а також для продувки зверху й обробки сталі в ковші розмір вапна повинен бути менш 1 мм, при цьому наявність фракції менш 0,1 мм не менш 90%.

Реакційна здатність вапна для конвертерного виробництва сталі повинна відповідати вимогам для марок ВС-1 і ВСД-1. Час гасіння не більш 2 хвилин, для ВС-2 – не більш 5 хвилин.

Визначення реакційної здатності вапна

У результаті досліджень з'ясовано, що при тому самому вмісті CaO_заг і однаковому гранулометричному складі швидкість розчинення вапна в шлаку може бути різною. Головну роль при розчиненні грає реакційна здатність вапна, пов'язана з його кристалічною структурою й обумовлена кількістю молекул вапна, що знаходяться в активному стані.

Процес випалу вапняку являє собою кристалохімічне перетворення, при якому ромбоедричні ґрати СаСО₃ перетворюються в кубічні СаО.

Таблиця 2.1  Спосіб виробництва та застосування вапна

Марка	Область переважного застосування	Спосіб виробництва
ВС-1	Конвертерне і сталеплавильне виробництво, виплавка синтетичних шлаків, готування сумішей для рафінування.	Обертові печі киплячого шару
ВС-2	Мартенівське та ектросталеплавильне виробництво, виплавка синтетичних шлаків, готування сумішей для рафінування.	Шахтні печі
ВСД-1	Конвертерне виробництво, виплавка синтетичних шлаків, готування сумішей для рафінування.	Обертові печі, печі киплячого шару
ВФ-0	Виробництво особливих видів феросплавів (у тому числі алюмотермічним способом) і низьовуглецевого ферохрому	Обертові печі, шахтні печі
ВФ-1	Виробництво високоякісних феросплавів	Обертові печі
ВФ-2	Виробництво рядових феросплавів	Шахтні печі

Таблиця 2.2  Вимоги до вапна по хімічному складу

Марка	Сорт	Масова доля, %
		СаОзаг	CaO+MgO	MgО	SiO2	S	P	Втрати при прожарюванні
		не менше		не більше
ВС-1	1	-	92	3	1,8	0,06	0,10	5
	2	-	90	3	2,0	0,06	0,10	7
ВС-2	1	-	88	3	2,0	0,08	0,10	8
	2	-	85	3	2,5	0,08	0,10	12
ВСД-1	1	-	92	20	2,0	0,06	0,10	4
	2	-	90	20	2,5	0,06	0,10	6
ВФ-01	1	95	-	-	1,8	0,03	0,02	3
ВФ-1	1	93	-	-	1,8	0,05	0,02	5
	2	90	-	-	2,0	0,05	0,02	7
ВФ-2	1	90	-	-	2,0	0,08	0,03	7
	2	85	-	-	2,5	0,08	0,03	11

Таблиця 2.3  Вимоги до гранулометричного складу вапна

Марка	Призначення	Розмір	Припустиме відхилення по розміру
			нижче нижньої межі	вище верхньої межі
ВС-1 ВСД-1	Конвертерне виробництво	10-40	10	10
ВС-2	Конвертерне виробництво	10-80	10	10
ВС-1,2	Електросталеплавильне виробництво	10-80	15	10
ВС-2	Мартенівський процес	10-100	10	15
ВС-1 ВСД-1	Для готування рафінуючих домішок	0-15	-	15
ВС-1 ВСД-1	Конвертерний процес із вдмухуванням вапна, продувка сталі в ковші	0-0,1	-	10
ВФ-0,1,2	Феросплавне виробництво	5-70	15	-

Ідеальний випал вапняку характеризується утворенням мілкокристалічного вапна з великою кількістю дефектів у кристалічних ґратах (розривами, перекручуваннями, що є зосередженням активних молекул СаО).

Мілкокристалічна структура вапна з розривами і перекручуваннями кристалічних ґрат виходить при швидкому нагріванні і випалі вапняку без тривалої витримки при високих температурах. Це м'якообпалене вапно. Тривала витримка вапна при високих температурах приводить до рекристалізації вапна, укрупненню кристалів і виправленню дефектів кристалічних ґрат. При цьому виходить твердообпалене вапно.

Існуючі способи оцінки реакційної здатності вапна засновані на інтенсивності проникнення рідини (води або кислоти) у пори вапна і на реакціях, що відбуваються при цьому. Показником реакційної здатності вапна вважається час, протягом якого досягається максимальна температура при гідратації. Для різних сортів вапна час гасіння складає від 0,5 до 32 хвилин.

Для визначення вмісту незгашених зерен 1 кг незгашеного вапна, попередньо здрібненого до 3 – 0 мм, піддають гасінню протягом 5 хвилин і промивають у проточній воді на ситі з вічками 0,5 мм протягом 3 хвилин.

Залишок на ситі висушують при температурі 105 – 110 °С до постійної маси. Отриманий залишок у грамах, ділений на 10, є вмістом незгашених зерен у відсотках.