физическую структуру

Для выявления общих закономерностей процесса спекания исследовали влияние температуры на изменение прочности окатышей. При этом окатыши получали из шихт обычных и с ферритной смесью.

Резальтаты исследования прочности окатышей, полученных из концентратов с различным содержанием кремнезема и основностью приведены на рис. 8.18.

При повышении температуры обжига прочность окатышей возрастает независимо от качества концентрата и способа подготовки шихты для получения окатышей. Общей закономерностью изменения прочности обожженных окатышей является их разупрочнение в интервале температур 1220-1250°С. Снижение прочности окатышей, несмотря на повышение температуры обжига, связано с появлением расплава из продуктов твердофазных реакций. В связи с этим происходит нарушение структуры, образовавшейся в твёрдой фазе, объем пор увеличивается в этом интервале температур, а прочность окатышей снижается. Дальнейшее повышение температуры увеличивает прочность окатышей.

Закономерное изменение прочности окатышей позволяет построить теоретическую кривую изменения прочности окатышей в зависимости от температуры обжига (рис. 8.19).

В интервале температур tA - лежит область твердофазного спекания окатышей с максимальной прочностью в точке В. Участок спекания в интервале температур /в - tc с минимумом прочности в точке С - переходный, где происходит некоторое разупрочнение окатышей. Интервал температур tc - tp соответствует жидкофазному спеканию, где происходит наиболее интенсивное уплотнение и окатыши достигают максимальной прочности в точке Д. Дальнейнее увеличение температуры приводит к диссоциации гематита и в связи с этим, увеличению пористости, что снижает прочность окатышей.

Методом ртутной порометрии исследовали распределение объема пор по радиусам в окатышах подвергнутых окислительному обжигу при температуре 1160-1270°С. Основные результаты исследования отражены интегральными и дифференциальными порограммами (рис. 8.20, 8.21) и в таблице 8.8.

220 ЮТ 72 58 40 22 11 4.7 2ДГЗ 0ДЗ(Ц№В&26 470'3

Рис. 8.20 Распределение объема пор по величине радиуса в зависимости от
температуры обжига. Температура обжига: 1 - 1160°С: 2 - 1200°С: 3 - 1220°С:
4 - 1240°С: 5 - 1250°С; 6 - 1270°С

А‘/0*

Рис. 8.21 Изменение суммарного объема пор окатыша в зависимости
от температуры обжига. Температура обжига:

1 - 1160°С; 2 - 1200°С; 3 - 1220°С; 4- 1240°С; 5 - 1250°С; 6- 1270°С

Приведенные экспериментальные данные подтверждают, что с уменьшением объема пор прочность окатышей возрастает. Интенсивное

уплотнение наступает при появлении жидких фаз (около 1230°С), что соответствует началу интенсивного образования жидких фаз.

Зная распределение объемов пор по радиусам, можно оценить неравномерность физической структуры окатышей с помощью показателя:

(8.27)

где Vj3oo - объем пор радиусом 1300 А;

1 'max ~ объем пор другого радиуса, имеющего наибольшую частоту в распределении.

Этот показатель утверждает, что чем больше неравномерность структуры, тем меньше отличаются объемы пор разных радиусов и тем меньше объем пор большего радиуса.

На рис. 8.22 показано изменение прочности окатышей Р от уменьшения объема пор zl К по сравнению с объемом пор при температуре обжига 1160°С и от коэффициента неравномерности структуры п при различной температуре обжига. Коэффициенты корреляции для зависимостей прочности от температуры обжига, уменьшения общего объема пор и от показателя неравномерности структуры составляют соответственно: 0,25; 0,38 и 0.92, т. е. прочность окатышей связана, главным образом, с показателем п.

Очевидно, для повышения прочности окатышей наиболее целесообразно улучшать их стуруктуру, т. е. добиваться уменьшения объема крупных пор и более равномерного распределения объема пор по величине их радиуса.

Ввод в шихту известняка, более крупного, чем концентрат, для получения офлюсованных окатышей способствует формированию неравномерной пористости, зависящей также и от несовершенства технологий смешивания исходной шихты. Более тонкое измельчение известняка приводит к образованию агрегатов из мелких частичек, которые уже существуют самостоятельно. Причем внутри этих агрегатов каких-либо физико-химических процессов кроме декарбонизации не происходит. Агрегат, как правило, крупнее частички. Совместное измельчение известняка в сочетании с оксидом железа приводит также к образованию агрегатов. Однако в этих агрегатах протекают твердофазовые реакции ферритообразования. Полученные твердофазовые соединения и равномерно распределенные по объему окатыша интенсифицируют жидкофазное спекание и равномерную усадку окатыша.