Metallurgiya

1.2 Pech ichidagi avtogen jarayonlar
Boshlang‘ich mahsulotning tarkibi va uning qayta ishlanishidan keyingi yakuniy natijalarga bog‘liq holda jarayonning texnologik va apparatura rasmiylashtirilishi bo‘yicha bir nechta variantlar taklif etildi. Biz sulfidli mis konsentratlarini avtogen va yarim avtogen eritgan holda boy tarkibli shteynlar olish ta’minlanadigan eritish pechlari ishini ko‘rib chiqamiz.
Sanoat pechlarining optimal uzunligi agregatning birlamchi talab ehtiyoj quvvatlariga asosan belgilanadi, ya’ni uning bir sutkalik absalyut ishlab chiqarish quvvatlari asosida va 10 dan 30 m va undan ortig‘iga o‘zgarishi mumkin. Bu holda pechlarning eni puflantirib berish xo‘jaligining imkoniyatlari va eritiluvchi mahsulotlarning xususiyatlaridan kelib chiqib 2,5 – 3 m ni. SHaxtasining balandligi 6 - 6,5 m ni tashkil qiladi. Pech konstruksiyasining alohida o‘ziga xos xususiyati purkash furmalarining podlar ustida (1,5—2 m) yuqori joylashuvidir.
Namligi 1—2% dan kam bo‘lgan quruq shixtani eritishda avtogen rejimni ta’minlash uchun purkashda kislorodning miqdori 40—45%, ni namligida (6—8% namlik) 55—65% ni tashkil qiladi. Pechda mayda materiallarni, shuningdek bo‘lakli shixtalarni ham eritish mumkin. Zaruriyat talab qilganida quruq mayda va changsimon materiallar furmalar orqali purkash mumkin. Shunday qilib shixtani eritish va suyuq vannada eritish jarayonida sulfidlarni oksidlash bevosita eritilayotgan qavatda amalga oshiriladi.
Shlak va shteyn vannaning quyi qismidan alohida sifonlar yordamida chiqariladi.
Suyuq vannada eritish jarayonining avval ko‘rib chiqilgan jarayonlardan ajralib turuvchi o‘ziga xos xususiyati shundaki, eritish va sulfidlarning oksidlanishi shteynda emas, shlak vannasida kechadi va barcha eritish jarayonlarida bo‘lgani kabi shlak gorizontal yo‘nalishda emas balki, vertikal yo‘nalishda yuqoridan pastga qarab harakatlanadi.
Furmalar o‘zaklari gorizontal yuzalari bo‘ylab pechda eritma ikkita zonaga bo‘linadi:yuqori furma usti (barbotajlanadigan) va eritma muayyan holatda bo‘ladigan furma ostizonasi.
Furma usti zonasida shixta asosini tashkil etuvchi qiyin eruvchilarning erishi, suyuqlanishi amalga oshadi, sulfidlar oksidlanadi mayda sulfid zarralari yiriklashuvi yuz beradi. Sulfidlarning yirik tomchilari furma osti zonasida yuqoridan pastga qarab harakatlanishda shlakni ko‘p bora yuvib borib shlak qavatiga o‘rnashib joylashadi. Jarayon to‘xtovsiz olib borilganida yuklanishda kelib qo‘shiluvchi mayda sulfid zaralari orasida dinamik muvozanat ularning yiriklashish tezligi va shlakdan ajralishi hisobiga o‘rnatiladi. Ushbu jarayonlar bir vaqtning o‘zida kechishi natijasida sulfid (tomchi)larning shlakda doimiy miqdorda eritma og‘irligining 5-10% miqdorida bo‘lishi ta’minlanadi. Shunday qilib, furma ustidagi barcha jarayonlar shlak nisbatan yuqori darajada bo‘ladigan shlak-shteyn emulsiyasida kechadi.
Sulfidlarning oksidlanishi ma’lumki, nihoyatda yuqori tezlikdagi jarayon hisoblanadi va agregatlarning yakuniy ishlab chiqarish quvvatlarini chegaralamaydi. Ishlab chiqarish jarayonlarida sulfidlarning oksidlanishini nafaqat tezlashtirish balki, sekinlashtirish ham muhim talabdir. Haqiqatdan ham suyuq sulfidlarni kislorod bilan purkashda sulfidlarning oksidlanishi tezligi yuqori bo‘lishi furmalar cohasida haroratning haddan ziyod ortib ketishiga olib keladi.
Shlak-shteyn emulsiyasida sulfidlarning oksidlanishi sulfidli eritishlarga qaraganda kamroq intensivlikda kechadi, yonish fokusi uzoq cho‘ziladi, bu toza kislorod qo‘llanilgan holda ham furmalar cohasida haroratning lokal darajada oshishiga barham beradi. Bu o‘z navbatida apparaturaning ishonchliligi va uzoq vaqt ishlab berish vazifasi oson hal etilishiga xizmat qiladi.Bunda oksidlanish tezligi yuqori holda qoladi va sulfidlarni oksidlash uchun har qanday zarur miqdorda eritmaga yuborilayotgan kisloroddan foydalanish 100% ga teng bo‘ladi. Shunday qilib shlak-shteyn emulsiyasida sulfidlarning oksidlanishida ularning oksidlanish tezligi agregatning ishlab chiqarish quvvatlarini limitlamaydi. Furmalar cohasida haroratni lokal ravishda oshirmasdan turib shlak-shteyn emulsiyasida sulfidlarning intensiv ravishda oksidlanish imkoniyati suyuq vannada eritishning eng muhim yutug‘i hisoblanadi.
Sulfidlarning shlak-shteyn emulsiyasida oksidlanishi shteyn tomchilarining oksidlanishi, shlakda erigan sulfidlarning suyuqlanishi, FeO shlakining magnetit holatigacha oksidlanishi va sulfidlarning magnetit bilan oksidlanishidan tashkil topgan murakab ko‘p bosqichli jarayonni o‘zida mujasam etadi. Shunday qilib shlak shu bilan birga kislorodni uzatuvchi hamdir. So‘ngi ma’lumotlarga ko‘ra shlakda erigan oksidlangan sulfidlar muhim ahamiyat kasb etuvchi bosqichga ham egadir.
Shlak-shteyn emulsiyasida sulfidlarning oksidlanishining o‘ziga xos xususiyati shundan iboratki, u birlamchi temir shlaklari vujudga kelishi va mayda sulfidli zarralar tushishi bilan kechmaydi. Sulfid tomchilari yuzalarida vujudga keluvchi oksidlar so‘ngi tarkibli shlakda zudlik bilan eriydi (suyuqlanadi).
Qambag‘al chiqindi shlaklari olinishiga omillarni yaratadigan,mayda tortilgan sulfidlar etarli miqdorlarda yuzaga kelishi uchun sharoitlarning mavjud emasligi suyuq vannada eritishning muhim yutug‘i hisoblanadi.
Kisloroddan foydalanishning yuqori darajasi shteyn tarkibini va konsentratlar bilan ayni bir vaqtda furmalar orqali beriladigan kislorodning miqdor nisbatlarini oddiy ravishda boshqarishni ta’minlaydi. Shteynning tarkibini oq mat yoki hatto xomaki mis olishgacha bo‘lgan diapazonda muvofiqlashtirish mumkin. Eslatib o‘tamiz, misning shlaklar bilan birga yo‘qotilishi uning shteyndagi miqdori 60% dan ortib ketganida keskin ko‘tarilib boradi. Shu sababli ham shteynga eritishda, agar texnologik chizmada shlaklarning maxsus birlashuvi ko‘zda tutilmagan bo‘lsa, shteynda misning tarkibini 50—55% gacha oshirish maqsadga muvofiq emas.Oq mat yoki xomaki mis olishda texnologik chizmaga shlaklarni birlashtirish operatsiyasi albatta qo‘shilishi kerak.
Shixta tarkibini tashkil etadigan qiyin eruvchilarning suyuqlanishi ancha sekin kechuvchi jarayonlardan biri hisoblanadi. Vannaning energetik barbotaji kvarsning va boshqa bo‘sh jins komponentlari, hattoki nisbatan yirik flyuslarning erish jarayonlarini tezlashtiradi. Sanoat sinovlari ko‘rsatishicha, kvarsning yirikligi 50 mm atrofida bo‘lganida uning erishi pechning ishlab chiqarish quvvatlariga ta’sir qilmaydi, eng chorasiz holatlarda solishtirma eritish 80 t/(m² • sut). bo‘lganida ham. Shixta tarkibini tashkil etadigan qiyin eruvchilarning yuqlori erish tezligi suyuq vannada eritishning muhim ahamiyatli jihatlaridan hisoblanadi.
Magnetitning shlakda minimal tarkib miqdorida bo‘lishi-etuklik darajasiga etkazilgan eritish jarayonining majburiy shartidir. Yuqorida aytib o‘tilganidek, magnetit tarkib miqdorining ortishi bilan shlaklarda erigan misning tarkib miqdori ortishiga olib keladi. Bundan tashqari magnetit miqdori oshishi (tizimning oksidlanish darajasi) shteyn va shlak ajralishi chegaralarida fazalararo tortishuv kamayishiga, bu esa o‘z navbatida koaliessensiya jarayonida erkin energiya kamayishi va shlakda shteynning barqaror hosilasi pasayishiga olib keladi.
Suyuq vannada eritish jarayoni shunday quriladiki, magnetitning parchalanishi uchun eng maqbul sharoitlar ta’minlanishi kerak.