- міцність;
- руйнування при нагріванні і відновленні в доменній печі;
- восстановимость;
- температура початку розм'якшення і коротким інтервалом розм'якшення.
Міцність агломерату визначається будовою його шматків (їх текстурою) і мінералогічним складом. Е. Ф. Вегманн в 1965 р встановлено, що шматок агломерату не є однорідним і являє собою систему блоків (згустків речовини), розділених великими порами неправильної форми. Блоки зварені один з одним по поверхні, і текстура шматка в цілому нагадує будову виноградного грона. На малюнку показана текстура виробничого агломерату на одній з ділянок шматка. Видно три блоки, розділені великими порами.
Малюнок 1. Об'ємна картина блочного будови агломерату
Незалежно від особливостей форми і розмірів блоки мають однакове концентрично-зональна будова. Периферійна зона блоку складається головним чином з кристалів магнетиту, між якими знаходиться невелика (5-10%) кількість силікатної зв'язки і скла. Ближче до центру розташована проміжна зона з підвищеним (10-30%) кількістю зв'язки. Нарешті, в центрі блоку завжди є одне або кілька силікатних «озер», які на 60-80% складаються з Са-олівіну. Тут серед маси силікатів і скла розташовані дендрити магнетиту, його скелетні кристали, евтектики Са-олівін-магнетит, силікати кальцію. Залишки руди зустрічаються тільки в периферійній зоні блоку, а залишки коксового дріб'язку тільки в його центральній частині.
Пористість в межах блоку тонка. Форма перетину пір близька до круглої. Абсолютні розміри блоків збільшуються в міру укрупнення коксового дріб'язку, використовуваної для спікання.
Теорія формування блоків, запропонована Е.Ф. Вегманн, пов'язує їх походження з утворенням згустків розплаву навколо палаючих частинок коксового дріб'язку.
На рісукне приведена схема формування системи з трьох блоків. Після займання часток коксового дріб'язку навколо них утворюються згустки розплаву. Розміри згустків ростуть і, нарешті, вони починають торкатися один одного. Після вигоряння частинок палива розплав охолоджується і кристалізується в першу чергу в найбільш холодної, периферійній зоні блоку (див. Рис. Г). Першим виділяється з рідкої фази магнетит, і розплав відтісняється в найбільш гарячу центральну частину блоку.
Силікатний розплав, збіднений оксидами заліза, кристалізується останнім, утворюючи центральне силікатне озеро. Дрібні пори всередині блоків є результатом проходження повітря і газів, що відходять через розплав. Проходження великих пір між блоками інше. При найбільш щільною упаковці частинок шихти обсяг пір між ними становить 25-30%. В ході спікання з шихти вигорає коксовий дріб'язок (15-20 об.%).
Малюнок 1. Схема формування блоків агломерату
а - агломераційна шихта (в рудної частини шихти показані частки коксового дріб'язку); б - початок горіння частинок коксового дріб'язку і плавлення шихти навколо них; в - зростання крапель розплаву і утворення усадочних раковин; г - утворення єдиної системи дотичних блоків; д - початок кристалізації блоків, виділення кристалів магнетиту з розплаву на периферії блоків; е - остаточний вигляд текстури агломерату
Отже, обсяг розплаву на 25-40% менше обсягу шихти. При утворенні литих блоків між ними неминуче виникають великі усадочні раковини. Для агломератів з руд і концентратів КМА обсяг міжблочних пір складає 22-38%, що підтверджує висловлену вище гіпотезу.
У пирозі агломерату блокова текстура шматків найбільш чітко проявляється у верхній і особливо в середній його частинах. Поблизу колосникових грат теплової рівень процесу зростає, тому тут утворюється монолітний литий шматок агломерату. Однак під мікроскопом помітні контури утворилися до пеFeOплавленія цієї зони блоків, які зберігають свою індивідуальність, хоча міжблочні великі пори і були залиті розплавом. При перевантаженнях і транспортування агломерату, як показали дослідження Е. Ф. Вегмана, Е. Г. Бушиній і Н. К. Корнілової, в першу чергу руйнуються зв'язку між блоками.
При цьому шматок агломерату розсипається на окремі блоки або на їх групи (процес «індивідуалізації»). Що стосується самих блоків, то вони є міцними утвореннями з литою концентрично-зональної структурою. Для їх руйнування потрібні витрати значної кількості енергії. Оскільки блоки формуються навколо палаючих частинок твердого палива, їх розмір визначається розміром паливних частинок. Тонкі частинки коксового дріб'язку (8 мм і частинок вапняку> 3 мм. Шкідливий вплив на міцність агломерату надає також присутність в його структурі крихкого скла, особливо Двухкальціевий силікату. Останній при охолодженні шматка агломерату (675 ° С) зазнає поліморфний перетворення В-Ca2 SiO4 -> Y-Ca2 SiO4. в ході якого обсяг цієї фази зростає на 11-12%. Це створює величезну внутрішню напругу в шматку агломерату, його міцність різко знижується. на малюнку 3 відображено вплив основності на міцність агломерату (вихід фракції> 10 мм по сле барабанного випробування).
Міцність спека починає різко знижуватися з основності 0,4-0,5, при якій в структурі агломерату з'являється Ca2 SiO4. Мінімальна міцність агломерату відповідає основності 1,3-1,5. Подальше збільшення основності приводить до появи Ca3 SiO5. який не піддається поліморфним перетворенням. Зменшується кількість крихкого скла, з'являється нова міцна зв'язка - ферити кальцію; структура агломерату (всередині блоків) стає більш однорідною. Все це сприяє підвищенню міцності агломерату. Таким чином, високоосновних агломерат (железофлюс) виявляється таким же міцним, як марганцевий агломерат.
Розглянемо способи поліпшення якості агломерату. Збільшення витрати твердого палива на спікання покращує міцність агломерату але при цьому знижуються вертикальна швидкість спікання і продуктивність установки. Доцільно тому встановлювати газові пальники додаткового обігріву спікається шару за запальним горном. В результаті значно поліпшується якість агломерату у верхній частині пирога.
Малюнок 1. Вплив основності агломерату на міцність в залежності від якості сировини
1-3 - тонкоподрібненому концентрат відповідно багатий, середній і бідний залізом); 4 - суміш руд; 5 - суміш тонкого концентрату і пилуватих руд; 6 - магнетитові руда; 7 - гематитових руда; 8, 9 - суміш руд
Добавки в агломераційної шихті руд з Глиноземисті порожньою породою, як уже вказувалося, дозволяють підвищити основність, при якій в структурі агломерату з'являються силікати кальцію, т. Е. Зменшити їх кількість в агломерате, підвищити міцність спека. Н. М. Якубцінер в 1940 р встановив, що на міцність спека сприятливо впливає присутність доломітизованого вапняку (Са, Mg) (СO3) в шихті. Магній при кристалізації входить в грати Ca2 SiO4 і запобігає полиморфное перетворення B-Ca2 SiO4 -> Y-Ca2 SiO4. При спіканні криворізьких руд з витратою коксового дріб'язку (5-6%) введення в агломерат 3% MgO знижує вихід дрібниці (2) підвищилася на 8%.