Способ окускования руд и концентратов

 

СПОСОБ ОКУСКОВАНИЯ РУД и КОНЦЕНТРАТОВ, включающий смешивание и горячее окомкование шихты со смачиванием твердых частиц шихты жиц- КИМ расплавом компонентов шихты, отличающийся тем, что, с целью повЕЛнения производительности процесса путем снижения вязкости расплава и повышения смачиваемости расплавом частиц твердой шихты, улучшения металлургических свойств подготовленного материала и снижения энергетических затрат, компоненты шихты разделяют на две части и из одной готовят расплав в отдельном аппарате с перегревом его до температуры , лежаш.ей в интервале ниже темпер&туры кипения на Ю-ЗО С и вьш1е тем- , пературы плавления шихты на 50-10Ос.

ССЮЭ СОВЕТСНИХ

СПИЦ

PECflVSJNH у<я) С 22 В 1/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВТОРСНОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПС ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ И (ЛНРЫТИЙ (21) 3374440/22-02 (22) 29.12.81 (46) 15.07.83. Бюл. Ж 26 (72) Н. Н. Бережной, С. А. Федоров, В. Я. Бойковец, А. А. Паталах, Т. С. Мо ва и В. Н. Билоус (53) 669.1:622.785 (088.8) (56) 1. Парфенов А. М. Основы агломе рации руд. М., Металлургиздат, 1961, с. 43 49.

2. Авторское свидетельство СССР

34 250928, кл. С 22 В 1/24, 1965. (54)(57) СПОСОБ ОКУСКОВАНИЯ РУД и КОНЦЕНТРАТОВ, включающий смешивание и горячее окомкование шихты со

„SU„„1028731 A смачиванием твердых частиц шихты жицкнм расплавом компонентов шихты, о тл и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения производительности процесса путем снижения вязкости расплава и повьипения смачиваемости расплавом частиц твердой шихты, улучшения металлургических свойств подготовленного материала и снижения энергетических затрат, компоненты шихты разцеляют на цве час ти и из одной готовят расплав в отдель ном аппарате с перегревом его цо температуры, лежащей в интервале ниже температуры кипения на 10-30 С и выше тем-, пературы плавления шихты на 50-100 С. о

1028731

Изобретение относится к поцготовке сырья к металлургическому перецелу, в частности к окускованию руц и концентратов, и может быть использовано s металлургической отрасли промышленности.

Известен способ спекания руд во вращающихся трубчатых печах, включающий смешивание компонентов шихты, загрузку и окускование окатыванием размяг ченной нагревом руды в комки сфери- 1О ческой формы, Температура материала в печи не должна превышать точки плавления руцы во избежание появления настылей на стенках печи 11) .

Образование настылей на внутренней 35 футеровке печей является недостатком процесса спекания руд во вращающихся печах, вецушим к снижению качества готового процукта и низкой производительности агрегата. 20

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ окускования руц и концентратов, включающий смешивание и горячее окомкование шихты со 25 смачиванием тверцых частиц шихты жидким расплавом KOMIIQHeHTOB шихты, полученным при местном перегереве ее жестким факелом в чашевом окомкователе $2J .

Известный способ окускования характерен невысокими показателями процесса и качества готового процукта. Они лимитируются скоростью размягчения шихты и вязкостью полученного расплава. Расп35 лав образуется в цвижушемся слое окус» ковываемой шихты и сразу же по мере образования его реагирует с твердой фазой. Поэтому перегреть жицкую фазу выше температуры ее плавления для сни- ., жения ее вязкости и повышения смачиваемости и растворимости в ней твердой фазы, а также увеличить количество жидкой фазы с цепью повышения производительности процесса в известном способе невозможно. Особенно эамецляют расплавление шихты ее компоненты, на разложение которых требуются затраты тепла {гидраты, карбонаты или необхоцима выдержка для уцаления вредных веществ

50 (серы, мышьяка, цинка и др.).

11ель изобретения - повышение произ воцительности процесса окускования путем снижения вязкости расплава и повышения смачиваемости расплавом частиц тверцой шихты, улучшение металлургических свойств поцготовленного материала и снижение энергетических затрат.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу окускования pyg u концентратов, включающему смешивание и горячее окомкование шихты со смачиванием тверцых частиц шихты жидким расплавом компонентов шихты, послецние разделяют на две части и из одной готовят расплав в отдельном аппарате с" перегревом его до температуры, лежащей в интервале ниже температуры кипения о на 10-30 С и выше температуры плавления шихты íà 50-100 С, Отдозированная и смешанная часть шихты, прецнаэначенная быть жицкой фазой в окусковываемом материале, расплавляется, расплав перегревается и равномерно добавляется к оставшейся тверцофазной части шихты. При соприкосновении жицкой фазы с тверцой происхоцит растворение и пропитка зерен твердой фазы и окускование их с оцновременным снижением температуры шихты вследствие перераспределения тепла между жицкой и твердой фазами и теплопотерь в окружающую срецу. Приготовление расплава в отцельном аппарате нозволяет регулировать соотношение масс жидкой и твердой фаэ шихты перец их .объединением и количество тепла в перегретом расплаве, Они должны быть такими, чтобы после остывания до твердого состояния всего материала еше оставалось цостаточное количество неокускованной твердой шихты, раэобщаюшей куски, в которых первоначальная жидкая фаза связала, растворила и пропитала часть первбначальной тверцой фазы. При этом часть шихты, прецназначенная быть жидкой фазой в окусковываемом материале, может быть составлена иэ одного, двух или нескольких компонентов шихты любого заданного состава, обеспечивающего низкую вязкость расплаву и большую смачиваемость им оставшейся твердофаэной части шихты.

Экспериментально установлено, что нагрев расплава в рекомендуемом интервале температур придает ему жицкопоцвижность, достаточную для смачивания твердой части шихты и ее окускования.

Причем, чем больше количество расплава, тем меньше его можно перегревать, чтобы растворить, связать тверцую фазу шкхты и окусковать ее после затверцения. Нагрев расплава цо температуры кипения нецелесообразен вслецствие больших гаэовьшелений. При нагреве расплава выше температуры плавления менее, 3, 1028731

4 чем на 50ЯС, его вязкость и смачивае- Приготовляют три шихты, состоящие из мость им тверцой части шнхты не обес- цвух частей кажцая (табл. 1). Первая печивают интенсивное протекание процес часть шихты предназначается цля приго са окускования. товления перегретого расплава, вторая

Для провецения опытов используют 5 часть - высушивается и соециняется с концентраты СевГОКа крупностью ми- . перегретым расплавом цля получения нус 0,1 мм, известняк Комсомольского окускованного процукта. месторожцения (Донбасс), цробленый до 0 2 мм, и донецкий антрацит такой В табл. 1 цривецены составы частей же крупности, как и известняк.. 1О шихт„,, %.

Таблица 1

К онцентрат 17

Известняк 80

Антрацит 3

90

50

Соде ржание в шихте, % 12

70

88

Температуры расплавов и качество го тового продукта привецены в табл. 2.

Таблица 2

Температура распла,ОС

1650-1680 1570-1600 1420-1480

Выхоц возврата от всей шкхты, %

23-36

10-20

Прочность готового продукта аробимость, %+5 мм, 74-83,5

90-92,4

94-97,6 истираемость, %-0,5 мм

1 4,6-19,3

4, 1-6,5

2,2-4,6

Части шихт, прецназначенные для образования жицкой фазы, расплавляют, и расплав перегревают в огнеупорном тит ле открытым пламенем горелки газосварочного аппарата, замеряя температуру расплава оптическим пирометром.

Из огнеупорного тигля расплав струей направляют на твердую фазу, находяшуюся во врашаюшемся чашевом окомкователе диаметром 1 м. Охлаждение окус» кованного материала и неокускован.: ной твердой фазы производят на воз35 пухе

1028731

Продолжение табл. 2 дробимость, %+5 мм

38,4-44,3 истираемость, %-0,5 мм

8,5-13,7

12,6-18,3

6,5-11 „3

23«26

32-41

Пористость, %

Анализ полученных результатов по- казывает, что предлагаемым способом можно получить окускованный продукт, превосходящий по прочности большинство агломератов и окатышей. Опыты по иэу чению воэможности окускования таким способом различных руд и концентратов необходимо продолжить, обратив внимание на содержание углерода в готовом npogjjKTeå

Способ окускования руд и концентратов может быть осуществлен следующим образом.

Приготавливают высокоофлюсованную легкоплавкую шихту, как было указано, в количестве 10 - 90% от всей массы шихты и расплавляют в трубчатой вращающейся печи с соотношением диаметра и длины 1:3(4} во избежание настылеобразования. Печь должна футероваться для первого пуска. В дальнейшем футеровка печи будет состоять иэ гарнисажа расплавляемой шихты. Возможно охлаждение печи снаружи водой или воздухом.

С одной стороны в печь загружается шихта, с другой стороны выливается перегретый расплав и устанавливаются горелки. Отходящие из печи газы могут быть использованы для сушки и нагрева шихты или подогрева воздуха, подаваемого на горение в.горелки. После очист« ки от пыли они выбрасываются в атмосФ РУ.

Выливающийся расплав из трубчатой печи подается на слой остальной части приготовленной шихты, расположенной на движущемся металлическом конвейе ре.

Скорость етого конвейера должна обеспечить смачивание шихты расплавом не на всю высоту слоя, чтобы не было прилипания окускованного материала х конвейеру. Затве рдевший окускованный про дукт дробят при выгрузке с конвейера и

45,1-53,3 48,1»56,5 направляют на охлаждение в трубчатый смеситель, куда на него подают часть исходной шихты- твердофазную часть. (Ълажденный материал рассеивают íà два класса: +5 мм » «готовый продукт, 5-Оммвозврат, который направляется в шихту.

За базовый объект для сравнения принят способ окускования руд концентратов методом агломерации.

При агломерации спекание зерен ших« ты осуществляют путем сжигания в ее слое кусочков твердого топлива, в результате чего из части шихты образуется расплав (жидкая фаза), в котором растворяется остальная твердая часть шихты, а после охлаждения получается пористый прочный спек, Растворимость твердой фазы в ее жидкой фазе в значительной мере зависит от степени нагрева, т.е. от температуры, которая создается сжиганием топлива. Изменением расхода топлива обычно и управляют количеством жидкой фазы, а следовательно, производительностью и качеством готового продукТ9 В

Управлять составом жидкой фазы с целью снижения температуры ее плавления и вязкости, повышения смачиваемости и растворимости в ней твердой фазы, т.е. для увеличения производительности агрегата, по етому способу нельзя, так как жидкая фаза образуется из той же твердой фазы.

Получаемый по предлагаемой техноJIoFHH окускованный продукт имеет более высокую плотность, чем агломерат, так как при расплавлении шихты иэ нее удаляются газы, а пропитка ею твердой фазы осуществляется без прохождения газов . череэраэмягченный материал.Пористость "

roroaoro окускованньго продукта моь жет регулироваться содерканием иэвест« ника в первоначальной твердой части шж

1028.7 ты, добавкой s ней твердого топлива раэ личной .крупности и с различным содержанием. летучих веществ. При взаимоцействии твердой фазы с жидкой летучие вешества выделяются и образуют органи 5 эованную пористость (прочность) готово го продукта.

Окускованный процукт, полученный по предлагаемому способу, обладает высшей прочностью, чем агломерат. Агломерат характеризуется прочностью на дроби» мость 65-75% фракций +5 мм и истира емостью 7-10% фракции ..-О,5 мм, пористостью 3550%. Содержание возврата . при агломерации составляет более 30%, !5 а выход годного в предлагаемом спосо бе 80-90% и возврата 3-36% в зависимости от количества применяемого расп лава. При агломерации на образование расплава в слое аглошихты требуются 20 затраты самого высококачественного це фицитного твердого топлива какса или антрацита 300-500 тыс. ккал на 1 т агломерата, 35-45 кВтч электроэнергии на просос воздуха через слой сжигания 25

s нем твердого топлива и охлажцення спека.

31 8

В прецложенном способе окускования руд и концентратов может быть исполь зован любой вид топлива, имеюший цоотаточную теплотвориую способность, moбое теплотехническое оборуцование с достаточным тепловым коэффициентом полезного действия и нацежностью ра боты. Отходяшие газы из печи для расплавления шихты могут быть использова« ны для сушки шихты, ее поцогрева или подогрева воздуха, поцаваемого на горение. Кроме того, компоненты шихты, соцержашие летучие и вредные примеси (воцу, цвуокись углерода, серу, мышьяк, цинк, свинец и т.п.) могут быть включены в состав части шихты, прецназначенной для образования расплава. При расп лавлении летучие и врецнью вешества удаляются в нужной степени. Для охлаждения окускованного продукта используе ся исходная шихта. 9то позволяет исключить энергоэатраты на охлаждение воэ» духом, расхоцуемью в процессе агломерации, а подогретую шихту вернуть в процесс. Предложенный способ может быть применен цля окускования переувлажненных концентратов.. Составитель Л. Шашенков

Редактор H. Воловик Техред К.Мыпьо Корректор В. Гирняк

Заказ 4896/24. Тираж 627 Подписное

ВНИИПИ Госуцарственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., ц. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4