Способ обжига окатышей

 

С1ЮСОВ ОВЖИГА ОКАтаЩЕЙ, включаюпшй сжигание газа над слоем и сжигание твердого топлива в слое при подаче его в тонкоизмельченном виде вместе с теплоносителем,.о т л и ч аю щ и и с я тем, что, с целью использования В:гокузд х свойств золы топлива и улучшения К94 ества готовой продукции , в слой О1сашдаей подают твердое топливо крупнос1п 1б 0,8-4,0 мм и с содержанием htyC- в золе 20-30%, при ёток его сжкганиё осуществляют дО полного выгоранкя летучих и 4-10%-ного выгорания углерод, а возврат, содержащий твевяое тшишво и его золу, напргшляют на окомкрвание.

, SU.„387 А

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

ОЯЭВФ

РЕСПУБЛИК

О ДИЛЛЫ ЗОИ%тЕНИЙ И ОТКРЬИМЙ

ОПИСАНИЕ М305РЕ

Н *ВТОУСНОМУ ЙИИДВТВЪСТВУ

3(Д)С 22 В 1/20 (21)3293669/22-02 (22)22.05.81

-.(46)07.05.83. Бюл. В 17 (72)А. П . Буткарев, Р. Ф. Кузнецов, .С. В, Шаврин и Е..С. Сквирский (71)Всесоюзный научно-исследовательский институт металлургической теплотехники (53)669.1tá22.782. 42(088..8) (56)1. Юсфин Ю. C. Обжиг окатаивей. И., "Иеталлургия", 1973, а. 41. ,2. Авторское свидетелъство СССР

Р 840164, кл. С 22 Ь 1/02, 12. 06. 78.

Г54) (57) СПОСОБ ОБЖИГА ОКАХЫШЕИ, включающий сжигание газа над слоем и сжигание твердого топлива в слое при подаче его s тонкоизмелъченном виде вместе с теплоносителем,.о т л и ч а-. ю Ia, и и с я тему чтоg. с целью исцоль зования вяжузвюх свойств эолы оплива и улучшения качества готовой продукции, в слой окатизей подают твердое топливо крупностие 0,8-4,0 мм и с содержанием АЙ С в эоле 20-30%, при этом его сжигание осуществляют до полного выгорании латучих и 4-10%-ного выгорании углерода, а возврат, содерюаций твердое топливо и его золу, направляют иа окомкование. е

1016387

Изобретение относится к производству железорудного сырья в черной металлургии, а именно к производству окатышей, для доменного передела.

Известен способ обжига окатышей, включающий предварительную подготовку топлива, включение его в шихту окатышей и сжигание топлива непосредственно в объеме куска 1) .

Недостатками данного способа являются: использование только химической энергии топлива, отсутствие сжигания топлива в межкусковых объемах слоя, что обуславливает недостаточно интенсивное развитие процессов тепломассопереноса в слое и понижение 15 удельной производительности обжигового оборудования, значительный перепад температур по высоте слоя и недообжиг нижних горизонтов окатышей, снижение качества готовой продукции, 20 а также включение в шихту окатышей твердого топлива со значительным содержанием внешней и гидратной влаги, что приводит к увеличению расхода тепла на процесс. 25

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ обжига окатышей, включающий сжига.ние газа над слоем и сжигание твердого топлива в слое при подаче его в тонкоиэмельченном виде совместно с теплоносителем, расход углерода твердого топлива составляет 4-20 кг/т окатышей, а его удельная поверхность - 2000-5500 см /г 2).

Недостатками известного способа являются преимущественное сжигание твердого топлива в горне обжиговой машины, что40 обуславливает значительную неравномерность распределения температур по высоте слоя и, следовательно, ухудшение качества готовой продукции; 45 отсутствие частиц твердого восстановителя непосредственно в объеме куска. В результате становится практически невозможным даже частичное восстановление железорудного материала, что существенно понижает его ценность50 при доменном переделе; значительные потери тепла горном обжиговой машины в окружающую среду, что заметно увеличивает удельный расход тепла на процесс, 55 использование только химической теплоты топлива и отсутствие возможности использования -других положительных элементов физической характеристики топлива в процессе. В ре- . 60 зультате эффективность его применения при обжиге окатышей существенно снижается, Низкая скорость протекания теплои массообменных процессов и, как 65 следствие, понижение удельной производительности обжигового оборудования, необходимость использования углей со значительным содержанием внешней и гидратной влаги.

Целью изобретения является использование вяжущих свойств золы топлива и улучшение качества готовой продукции °

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу обжига окатышей, включающему сжигание газа над слоем и сжигание твердого топлива в слое при подаче его в тонкоиэмельченном виде вместе с теплоносителем, в слой окатышей подают твердое топливо крупностью 0,8-4,0 мм и с содержанием A@03 в золе 20-30%, при этом его сжигание осуществляется до полного выгорания летучих и

4-10%-ного выгораыия углерода, а возврат, содержащий твердое топливо и его золу, направляют на окомкование.

Современные отечественные окомковательные фабрики производят окатыши в основном для доменного. производства. Вместе с тем качество большинства производимых окатышей не всегда отвечает современным требованиям доменного передела. Так, железорудная составляющая окисленных окатышей почти полностью состоит из гематита (содержание Fe0 в окатышах находится в пределах 2-4%). Такие окатыши в верхней части доменных печей (в восстановительной атмосФере) обладают склонностью к разбуханию и разрушению, что существенно понижа- ет экономические показатели доменного передела и в ряде случаев исключает возможность ведения плавки иэ шихты со 100%-ным содержанием окатышей. Для доменного передела значительно более экономическим является использование в рудной части шихты окатышей с содержанием FeO в готовой продукции не ниже 5»8%. Такие окатыши не разбухают и не разрушаются при восстановительной обработке в верхней части доменных печей.

Получение окатышей с повышенным содержанием FeO становится возможным при включении в исходную ших ту твердого восстановителя (коксика, каменного угля и др.) .

При этом твердый восстновитель распределяют равномерно по всему объему куска (в отдельных случаях, при обжиге многослойных окатышей возможна подача топлива в заданный участок объема куска) . Закатанный внутрь куска твердый восстановитель в условиях высоких температур обеспечивает развитие процессов прямого восстановления окислов железа и, тем самым, су1016387 щественно повышает металлургическую ценность готовой продукции. В этом процессе используется только химическое тепло твердого топлива. Остальные его характеристики (вязкость, зольность, содержание флюсующих добавок и др.) для улучшения показателей процесса обжига практически не используется. Вместе с тем, углеродсодержащая зола топлив с высоким содержанием глинозема обладает хормаимн вяжущими свойстваии и может быть испольэоваыа как связующая добавка исходной шихты окатышей. В отдельных случаях для доменного процесса является целесообраэньаа регулирование в шихте 15 . количества кремнезема, извести и других составляющих посредством включения вольного остатка непосредственно в обожженные окатьзаи. При использовании твердого топлива для производ- 20 ства окатьааей необходимо наряду с химической теплотой топлива учитывать

1для улучшения процесса) и другие его физические характеристики. В изобретении предложен способ испольэова- 2 ния твердого топлива для обжига и частичного восстановления железорудного материала, получение вольного остатка со значительньвю содержанием углерода и включение вольного остатка в шыхты З0 окатышей в качестве как углеродсодержащего материала, так и связующих добавок. Наличие такой сухой добавки обеспечивает как снижение удельного расхода тепла на процесс (ликвидируется процесс удаления из добавок внешней и гндратыой влаги), так и дополнительный метод регулирования суммарной влажности комкуемой железорудной шихты.

Измельченное твердое топливо следу-40 ет подавать в зону обжига и рекупе-. рации прн температуре в горне 7001300 С. Поток твердого топлива перемешивается и взвешивается с потоком газа теплоносителя, sarpesaeTca до 4$ температуры ые ниже 700 С и воспламеняется. Вдувание топлива в горн при температурах ниже 700 С нецелесобраэно, так как пры этом воспламенение топлива не происходит, в слой окаты- 0 шей попадают холодные частицы и снижается интенсивность процессов тепло- и массообиена в слое. Эксплуатация обжиговых машин C температурами в горне, превышающими 1300 С, в настоящее время практически не производится.

Вдуваемое в горн твердое топливо должно иметь среднюю крупность в пределах 0,8-4,0 мм и содержание А9 0Э б0 в золе 20-30%. При средней крупности топлива ниже 0,8 мм становится возможным и пронос через слой и потери качественного минерального сырья с уходящими газами. При средней кру г

I ности топлива выше 4,0 им значительная часть его частиц задерживается на поверхности слоя, что увеличивает потери тепла в .окружающую среду и яв ляется нецелесообразным. lips содержании А8 О> в золе топлива менее 20% существенно понижаются ее вяжущие свойства (вязкость) и усложняется процесс окомкования сырых окатышей при использовании золы топлива в качестве связующего вещества. Использование твердых топлив с содержанием в золе более 30 % А В О з при производстве окатышей является нецелесообразным, т.е. тецлотвориая способность. такого топлива является недостаточной для качественного н равномерного прогрева всех горизонтов слоя окатышей.

Количество твердого топлива, вдуваемого в горн, должно составлять 420% от веса сырых окатьзаей. При мень-. шей подаче топлива в горн (менее

4%) происходит недообжиг нижних горизонтов слоя, получение возврата для шихты окатышей в недостаточном количестве. При большей подаче топлива в горн более 20%) процесс производства окатышей уже не улучшается, а удельный расход топлива ыа передел возрастает, что нежелательно.

Полученную смесь топлива н газатеплоносителя фильтруют через слой и сжигают в-нем до полного выгораыия летучих и 4-10%-ного выгорания углерода. Полное выгорание летучих необходимо производить для исключения возможности их попадания в возврат, а затем ы в тело окатыией, так как дополнительная фильтрация летучих нэ. объема куска к их поверхности приводит к дополнительному парообразоваиию, а следовательно, снижению прочности железорудных окатыаей.углерод твердого топлива необходимо сжигать не менее, чем на 4Ф. При сжигании углерода в иеньшем количестве не обеспечивается равномерный прогрев всех горизонтов слоя ы ухудшается качество готовой продукции. При сжигании- большего количества углерода {более, чеи на 10%у существенно падает содержание углерода в возврате и его использование в шихте окатизей становится нерентабельньи.

Окатьиаи, разгружаеиые с обжиговой машины, подвергают грохочению и выделяют возврат с содержанием углеродсодержащих частиц 40-80%.Возврат состоит иэ образовавшихся в процессе териообработки железорудыой мелочи и углеродсодержащых частиц.

Содержание углеродсодержащих частиц в возврате должно быть не менее 40% °

В противном случае заметно ухудшаются его вяжущие свойства и уиень1016387

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная,4 шается механическая прочность сырых окатышей, что нежелательно. Получение количества углеродсодержащих частиц в возврате более 80% на серийных обжиговых машинах, как правило, не представляется возможным вследствие наличия железосодержащей пыли в обожженных окатышах.

Полученный возврат при необходимости доизмельчают и используют в качестве углеродсодержащего материала, для этого включают в шихту окатьааи в- количестве 5-183 от веса шихты, перемешивают с остальными компонентами шихты и при окомковании равномерно распределяют по всему объе- 15 му куска. При подаче возврата в количестве менее 5% содержание углерода внутри окатышей становится недостаточным для требуемого развития процессов восстановления окислов же- 20 леза. При подаче воздуха в количестве более 20% качество готовой продукции уже не улучшается, а расход топлива на процесс возрастает, что нежелательно. 25

Сущность изобретения заключается в комплексном использовании непосредственно на обжиговой конвейерной машине физико-химических свойств твердого топлива: химического тепла - для повышения равномерности разогрева всех горизонтов слоя окатышей, углерода - для осуществления процессов частичного восстановления с кислов железа, вяжущих добавок золы — для повышения прочности сырых окатышей и исключения бентонитов из процесса, эндотермических реакций восстановления — для интенсификации процесса охлаждения окатышей, железа золы — для повышения содержания желе-4

sa и готовой продукции, флюсующих элементов золы - для регулирования основности и других показателей доменной шихты, влажности возвратадля регулирования процесса окомко- 45 вания и снижения удельного расхода топлива на процесс. Все перечисленные операции производятся на серийных обжиговых машинах (при их незначительной реконструкции) . Причем для данно-50 го способа может быть использовано большинство типов каменного угля, :т.е. относительно недефицитные виды . топлива.

Пример. На колосниковые тележ-55 ки обжиговых конвейерных машин загружают сырые железорудные. окатыши и последовательно подвергают сушке до 500 С, подготовке к упрочняющему обжигу, высокотемпературному обжигу и рекуперации тепла.по слою сверху вниз. В зону обжига и рекуперации при температурах в горне соответВНИИПИ Заказ 3324/28 ственно 850 и 1250" С подают измельченное твердое топливо со средней крупностью 1,2 мм и содержанием А8<ОЗ в золе 26%. Крупность угля контролируют контрольными рассевками и регулируют изменением режима работы дробильного оборудования. Уголь выбирают по содержанию А8<О в эоле и контролируют по ее химсоставу. Измельченное топливо в горн подают в ко-, личестве 5% от веса окатышей. Так, для машины типа OK-108 с производительностью по сырым окатышам 100 т/ч каменный уголь на машину подают в количестве 0,05 ° 100 = 5 т/ч. Количество угля контролируют стандартными измерителями и регулируют дозирующими устройствами.

В горне твердое топливо перемешивают с потоком газа-теплоносителя, полученную смесь фильтруют через слой и сжигают в нем до полного выгорания летучих и 5%-ного выгорания углерода.

Степень выгорания летучих и углерода контролируют по химсоставу отходящих газов (в вакуум-камерах) и регулирунмг изменением скорости фильтрации теплоносителя (т.е. изменением интенсивности теплообмена в слое) посредством задвижек тягоотводящих трактов.

После эоны рекуперации окатыши охлаждают. Обожженные окатыши подвергают грохочению, выделяют из них воз-. врат с содержанием 60% углеродсодержащих частиц. Содержание углерода и остальных компонентов шихты регулируют изменением количества подаваемого в горн твердого топлива и степенью, выжигания из него .углерода и контролируют по химсоставу возвРата, °

Полученный возврат при необходимости доизмельчают и используют в качестве углеродсодержащего и связующего,мате- риала, для этого включают шихту окатышей в количестве 6% от веса шихты, т.е. 0,06 100 б т/ч. Количество возврата контролируют стандартными весоизмерителями и регулируют дозирующими устройствами.Далее возврат пе:ремешивают с остальными компонентами шихты, направляют на окомкователь и равномерно распределяют по всему объему куска. Полученные сырые окатыши загружают на колосниковые тележки, и процесс повторяют.

Применение предлагаемого изобре-. тения обеспечивает увеличение производительности обжиговой машины на 12-17%, снижение удельного расхода топлива на процесс на 7-10%, получение окатышей с содержанием

Fe0 в готовой продукции 5-8% и выше, т.е. существенное улучшение качества металлургического сырья.

Тираж 627 Подписное