Изучение металлургических свойств нового типа железорудного сырья (маггемитовых руд) для подготовки к доменной плавке

При этом оценивается не расхождение средних х —у , а разность пар наблюдений ∆i = xi - yi. Вариационный ряд ∆ рассматривается как самостоятельный со средним ∆, дисперсией S2∆ и числом степеней свободы f = n – 1, где n – число сопряженных пар наблюдений.

Последовательный анализ Валъда

'Гак как внедрение нового метода в промышленность требует определенных затрат, ч

асто возникает условие повышения эффективности процесса не менее, чем на определенную величину ∆, при которой данное внедрение становится оправданным. Если при этом каждый эксперимент достаточно сложен и трудоемок, возникает задача сведения к минимуму количества таких экспериментов при условии статистического подтверждения гипотезы y ≥ x + ∆ с заданной вероятностью Р.

При использовании метода последовательного анализа математическая обработка результатов производится не после завершения серии опытов, а после каждого опыта. В результате этой обработки выясняется, можно ли принять одну из конкурирующих гипотез (и какую именно) или же следует продолжить испытания. Число требующихся при этом наблюдений оказывается в среднем примерно вдвое меньше, чем при классическом анализе. Вальд показал, что, задав вероятность ошибки первого рода α и ошибки второго рода β, можно получить в координатах ∑ yi - ni три области, как это показано на рисунке 1.

Рисунок 1 – Сравнение вариантов при последовательном анализе Вальда

Парное сравнение дисперсий. Критерий Фишера

Две выборочные совокупности, не различаясь значимо по своим средним значениям, могут различаться по стандартным отклонениям (или дисперсиям). Задача сопоставления дисперсий возникает при сравнении точности различных приборов или методов измерения, а также в рассмотренных выше применениях t-критерия, когда приходится предварительно проверять равенство дисперсий.

Если разница между S1 и S2 лежит в границах возможных случайных колебаний, то оба распределения относятся к одной и той же генеральной совокупности. Нуль-гипотеза состоит в предположении, что σ21 = σ22 = σ2.

Для решения вопроса о случайном или неслучайном расхождении дисперсий рассматривают отношение большей эмпирической дисперсии к меньшей. Затем задают желаемую надежность вывода Р = 0,95 или Р = 0,99 и по таблице находят критическое значение отношения F, соответствующее данным числам степеней свободы f1 и f2 (число степеней свободы f1 относится к большей эмпирической дисперсии).

Если отношение, подсчитанное по результатам измерений, оказывется больше критического значения, то расхождение дисперсий считают неслучайным (значимым) с надежностью Р.

Па рисунке 2 показана схема использования критерия Фишера и дана номограмма для проверки гипотезы о различии дисперсий для случая f1= f2.

Рисунок 2 - Номограмма для проверки гипотезы по F-критерию при равном числе степеней свободы

5. Изучение металлургических свойств маггемитовых руд

5.1 Оценка металлургического сырья

Железные руды в большинстве своем являются комплексными и кроме железа содержат целый ряд сопутствующих элементов (медь, цинк, свинец, кобальт, германий, бор, титан, ванадий, золото, платина и др.), извлечение и использование которых улучшает технико-экономические показатели предприятий по добыче железных руд.

Оценка сырья осуществляется по следующим основным параметрам:

1 Содержание основного элемента (железа);

2. Наличие полезных компонентов;

3 Содержание вредных примесей;

4 Содержание в пустой породе оксидов максимально приближающих её к самоплавкой;

5 Постоянство химического состава (колебание содержания железа в руде Fe ≤ 0,2 %);

6 Восстановимость;

7 Физические свойствами, влияющие на газопронициемость ( кусковатость, прочность, отсутствие мелочи менее 3 мм);

8 Влажность W не более 4-6 %, так как при транспортировке руда смерзается.

Качественная характеристика железной руды зависит, прежде всего, от содержания в ней железа, что оказывает большое влияние на себестоимость чугуна.

Химический состав железных руд, применяемых в доменном процессе, оказывает влияние на показатели доменной плавки, сталеплавильного передела, на свойства чугуна и стали.

Маггемитовая руда содержит железа до 39,47 %, так как содержание является не очень высоким, то для данной руды необходимо найти оптимальный вид обогащения /3/.

Также руда содержит полезные примеси, такие как никель до 0,28 %, хром до 1,35 %, окись кальция – до 21 % , магния – до 24 % и марганца до 0,16 %. Присутствие таких оксидов как оксиды кремния (23,57 %-50,38 %), ванадия (до 0,06 %) и титана (до 0,41 %) также является положительным.

Присутствие вредных примесей в рудах является не желательным, так как они отрицательно влияют на качество чугуна, разрушающе действуют на футеровку доменной печи.

Вредных примесей в руде минимальное количество. Серы содержится до 0,06 %, фосфора – до 0,03 %.

Пустая порода состоит из примесей: SiO2, Al2O3, MgO, CaO, MnO, Cr2O3, TiO, TiO2 и т.д. Пустая парода оценивается основностью.

Пустая порода, для которой основность = 1,0 называется самоплавкой, т.е. в процессе плавки вносится минимум флюсующих добавок.

По физической характеристике руды характеризуются незначительной крепостью (в пределах 1,5 по шкале проф. Протодъяконова), высокой влажностью и гигроскопичностью.

Влажность руды составляет в среднем 19,8 %, нижнего – 27,8 %. В забое руды эти представляют собой плотную массу, однако, при высыхании разрушаются, образуя большое количество мелочи и пыли.

Объемный вес руд изменяется, в зависимости от типов руды, от 1,55 до 2,95 т/м3, составляя в среднем 2,19 т/м3 при естественной влажности руды, сухой руды 1,76 т/м3. Коэффициент разрыхления руд изменяется от 0,98 до 2,09 при среднем значении 1,54.

5.2 Технологическая характеристика металлургического сырья

По гранулометрическому составу руда после её дробления до 30 мм характеризуется преобладанием мелкозернистого материала. Содержание кусков более 25 мм незначительное Фракция мельче 3 мм составляет 71,7 %. Наибольшее содержание железа связано с фракцией 3,0 ÷ 1,0 мм (53 % железа от общего содержания). Исходя из вещественного состава руды, основными эффективными методами их обогащения является гравитационные и магнитная сепарация в слабом магнитном поле.

Гранулометрический состав пробы маггемитовой руды приведен в таблице 10, химический состав руды по месторождению показан в таблице 11.

Кроме железа, руда содержит легирующие элементы: никель и хром. Она чиста от вредных примесей серы (от сл. до 0,06) и фосфора (от сл. до 0,08). Благоприятным фактором является повышенное содержание окиси магния и кальция.

Из приведенных таблиц видно, что основное значение в руде имеют кремнезем, окись магния и кальция, железо и потери при прокаливании.

Железо связано с маггемитом, гетитом, гидрогетитом и лимонитом. Максимальное содержание его в руде 39,47 %. Закономерности распределения железа по вертикали и в плане не отмечается. Пробы были подвергнуты рациональному анализу. В результате установлено, что 80,8 - 86,6 % железа находится в форме окислов и гидроокислов железа. 13,4 - 19,2 % железа приходится на долю силикатов. Никель и хром содержатся в малом количестве. Никеля 0,2 - 0,3 %, хрома 0,1 - 1,3 %. Эти элементы связаны с обломками природно-легированных руд, серпентинита и обломками зерен хромита. Никель представлен силикатными минералами, входящими в состав природно-легированных руд. Кальций и магний входят в состав доломитового цемента и обломков известняка и магнезита.

 Скачать реферат