Способ получения огнеупорного порошка из каустической магнезитовой пыли

 

tnOCOB ПОЛУЧЕНИЯ ОГНЕУПОРЦОГО ПОРОШКА ИЗ КАУСТИЧЕСКОЙ МАГНЕЗИТОВОЙ ПЫЛИ, улавливаемой из отходящих дымовых газов и содержащей сульфаты и фториды, путем обжига смеси пыли или брикета из нее и .сырого магнезита во вращающейся печи с котлами-утилизаторами , отличающийся тем, что, с целью уменьшения зарастания пылевыми отлржени ми поверхности нагрева котлов-утилизаторов , увеличения количества зернистых порошков для изделий и повышения производительности печи, о(жиг смеси пыли с сырым магнезитом в соатношении от 0,1 до 1,5 периодически чередуют с обжигом пыли, причем обжиг смеси начинают с момента снижения раз- ( режения в. газоходе на 2-Э мм вод.ст., a обжиг пыли .- с момента восстановления разрежения до номинальной величины .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН, SU „„1038321

3459

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЯАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЪЙ (21) 3418873/29-33 (22) 04.02.82 (46) 30.08.83. Бюл. Ь 32 (72) К.В. Симонов, Я.Г. Гапонов, F.Ï. Мезенцев, В.Н. Коптелов, Т.Н. Борисова .и IO.Â. Бельтюков (71) Саткинский ордена Ленина комбинат "Магнезит". (53) 666.97(088.8) (56) 1. Кайпарский И.С., Дегтярква Э.В.

Основные огнеупоры, М., "Металлургия", 1974, с. 34-46.

2. Авторское свидетельство СССР

М 833832, кл. С 04 В 35/00, 1981.

3. Симонов К.В. Технология поАучения порошка из улавливаемой каустической магнезитовой пыли с утилизацией сульфатных солей. - "Огнеупоры", 1981, М 4, с. 11-16 (прототип). (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОГНЕХПОРljOC0 ПОРОШКА ИЗ КАУСТИЧЕСКОЙ МАГНЕЗИТОВОЙ ПИЛИ, улавливаемой из отходящих дымовых газов и содержащей сульфаты и фториды, путем обжига смеси пыли или брикета из нее и .сырого магнезита во вращающейся печи с котлами-утилизаторами, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью умень-. шения зарастания пылевыми отложЕниями поверхности нагрева котлов-утилизаторов, увеличения количества зернистых порошков для изделий и повышения производительности печи, обжиг смеси пили с сырым магнезитом в соотношении от 0,1 до 1,5 периодически чередуют с обжигом пыли, причем обжиг смеси начинают с момента снижения разрежения в газоходе на 2-9 мм вод.ст ., Е а обжиг пыли .- с момента восстановления разрежения до номинальйой величины.

4 10383

Изобретение относи1ся к огнеупор ному производству, а именно к изготов пению магнезитового порошка обжигом каустической магнезитовой пыли, улавливаемой из отходящих дымовых газов., и сырого магнезита во вращающихся печах с котлами-утилизаторами.

Известны способы обжига во враща" ющихся печах как непосредственно исходной каустической пыли, улавливае- 1О мой из отходящих газов циклонами и электрофильтрами, так и с предварительной" ее обработкой термоактивацией, помолом, гранулированием, брикетированием и с введением спекающих до6авок (1 ).

Однако способы обжига, включающие дополнительную подготовку каустичес". кой пыли термоактивацией, помолом, гранулированием, брикетированием, вве. дение добавок сложны, трудо- и энергоемки, требуют строительства специальных переделов, больших затрат топливно-энергетических ресурсов. Но главный недостаток всех известных способов обжига, в том числе и без предварительной подготовки рыли в том, что они не учитывают наличия в пыли, особенно улавливаемой электрофильтрами, значительного количества сульфатов щелочных и щелочно-.земельных ме. таллов и фторида магния, обуславливающих образование пылевых отложений на поверхностй нагрева котлов-утилизаторов и их забивание (эарастание ) этими отложениями и остановку печи, в35 результате чего резко снижаются тех-— нико-экономические показатели производства порошков из,каустической пыли. В частности снижается КПД котлов" утилизаторов, уменьшается производи- 40 тельность печи и продолжительность

1 ее кампании, уменьшается количество выпускаемых порошков.

Известен способ получения огне- 4> упорного порошка из каустической пыли путем увлажнения, перемешивания, фильтрования на вакуум-фильтрах, брикетирования и последующего обжига.

Увлажнение ведут водой, нагретой до 50 о.

40-70 С при соотношении т: ж =

1:(13-17).Полученный после обезвоживания порошок с влажностью не более 40 смешивают с сухой акустической пылью до получения смеси влажностью 6-1ЙФ. 55

Брикетирование смеси проводят при давлении 300-1000 кгс/см, а о6жиг 6рикетов - при 1650-1850 C (2 ) 21 3

Этот способ хотя и устраняет образование пылевых отложений на поверхности нагрева КУ, однако он сложен, трудо" и энергоемок, так как требует дополнительных переделов по обработке пыли перед обжигом (растворение сульфатных солей, гидратацию окиси магния, сгущение и фильтрацию шлама, смешение кека с сухой каустической пылью, брикетирование ) и следователь" но больших капитальнных вложений на его реализацию. Кроме того, увеличивается расход топлива на испарение влаги из брикета.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения огнеупорного порошка из каустической магнитной пыли, содержащий сульфаты и фториды, путем обжига смеси пыли с сырым магнезитом с постоянным соотношением 1,9 или смеси брикета из пыли с сирым магнезитом в том же соотношении (3 )

По сравнению с обжигом пыли 6ез добавок сырого магнезита, этим споспбом достигается только некоторое снижение скорости роста отложений на поверхности нагрева котлов-утилиэаторов, что не решает проблемы частых остановок печи на чистку котлов-утилиэаторов. Из практики известно, что при обжиге одной только пыли остановку печи на чистку котлов-утилизаторов необходимо делать через 2 недели, а при обжиге смеси пыли и сырого магнезита в соотношении 1,9:1 - через 3 недели. В эти сравнительно короткие периоды времени работы печи по известному спо собу котлы-утилизаторы зарастают настолько сильно, что практически не обеспечивают утилизацию тепла отходя- щих газов и создают такое сопротивление их движению, что полностью наруша.ется гидравлический режим работы печи, резко снижается ее производительность, в результате вынуЖдены останав- ливать ее на чистку поверхностей нагрева котлов.

1, Эти частые остановки печи на чистку котлов-утилизаторов и снижение производительности приводят к значительному уменьшению количества выпус" каемых порошков. Кроме того, при обжиге только смеси пыли и сырого магнезита при их соотношении 1,9 иэ обожженого валового порошка высеивается без его дробления небольшое количество (154 ) фракции 3-0,5 мм, т.е. той дефицитной части его, которая по химическому составу необходима

3, 10383 и пригодна как зернистая составляющая для производства огнеупорных .иэделий. Фракции порошка крупнее 3 мм непригодны по химическому составу (особенно по содержанию кальция ) для производства изделий и используются как рядовые металлургические заправочные порошки для ремонта подин и откосов мартеновских и электросталеплавильных печей. Следует также отметить, что при обжиге смеси пыли и сырого магнезита в соотношении 1,9 производительность печи недостаточно высока из-за частых остановок печи на чистки котлов. Постоянное добавлеЛ5 ние сырого магнезита также отрицатель- но влияет на производительность печи.

Цель изобретения - уменьшение эарастания пылевыми отложениями поверхности нагрева котлов-утилизаторов, увеличение количества зернистых порошков для изделий и повышение производительности печи °

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения огнеупорного порошка из каустической магнезитовой пыли, улавливаемой из отходящих дымовых газов и содержащей сульфиты и Фториди, путем обжига смеси пили или брикета из нее и сы" рого магнезита во вращающейся печи с котлами-утилизаторами обжиг сме.си пыли с сырым магнезитом в соотношении от 0,1 до 1,5 периодически чередуют с обжигом пыли, причем обжиг смеси начинают с момента снижения 35 разрежения в газоходе на ?-9 мм водяного столба, а обжиг пили - с момента восстановления разрежения до номинальной величины. .40

Рост отложений прекращается и на4 чинается их разрушение при обжиге смеси пыли и сырья с соотношением от

0,1 до l,5 вследствие ослабления о-.едания связывающих тонких частиц (мельче 30 мкм ) при снижении их количества

45 в отходящих газах и усиления процесса абразивного износа более крупными () 50 мкм ) инертными частицами пыли, количество которых в отходящих газах возрастает по мере увеличения в обжи" гаемой смеси количества зернистого сырого магнезита. В результате разрушения пылевых отложений разрежение возрастает до номинального беэ остановки печи на чистку котлов, и печь переводят на обжиг п лы. При таком чередовании обжига пыли и смеси пыли:.

1 с сырьем обеспечивается длительная

?1 4 стабильная работа печи без остановки ее на чистку котлов-утилизаторов и повышается производительность печи .как за счет увеличения в целом количества утилизируемой обжигаемой пыли, содержащей меньше летучих чем сырье, так и стабилизации гидравлического и теплового режима работы печи.

В период обжига только пыли получается однородный по химическому со" ставу валовый магнеэитовый порошок, который не содержит свободной окиси кальция и после дробления до Фракции 3-0,5 и 0,5-0 мм без вылеживания весь (100 )пригоден для производства огнеупорных изделий без брака .от гидратации с повышенными теплоизоляционными свойствами и меньшей материалоемкостью. При обжиге пыли количество дефицитных зернистых порошков фрак" ции 3-0,5 мм увеличивается в 3-5 раз по сравнению с обжигом смеси пыли и сырого магнезита.

-Обжиг смеси каустической пыли с сырым магнезитом в соотношении более

1,5 приводит к не6братимому эарастанию пылевыми отложениями поверхностей нагрева котлов-утилизаторов и к . преждевременной вынужденной остановке печи на их чистку.

Обжиг смеси пили с сырым магнези- том в соотношении менее 0,1 не обес-. печивает полной утилизации всей каустической пыли и обуславливает длительную работу печи с .максимальным разрежением в газоходе печи, s ре" зультате чего увеличиваются пылевынос из печи и потери тепла с отходящими дымовыми газами. Установлено, что.перевод с обжига пыли на обжиг смеси пыли и сырого магнезита нужно начинать при падении разрежения в газоходе печи не менее чем на 2 мм в вод.ст., так как при меньших значе" ниях общая производительность печи падает. Не следует также допускать падения разрежения более чем на

9 мм вод.ст., так как при этом за непродолжительный период работы печи произойдет нарушение гидравлического и теплового режима работы печи, понизится ее производительность и в конечном итоге возникнет необходимость остановки печи на чистку котлов"утилизаторов

П р и и е р 1. В первым период обжигают только каустическую пыль.

Загрузка печи пылью колебалась от

5 1038321

15,8 до 25,3 т/ч (ср. 21 т/ч). При содержании Фракции 0,063 мм 95-9М ная каустическая пыль имеет следующий химический состав, 3: 5102 0,8;

F8/031,8; А1203 0,4; СаО 1,8; HQO

2 51 SO 0 51 R20 0 61

F 0,2.

Обожженный магнеэитовый порошок однородный по химическому составу и не содержит свободной окиси каль- ция (химсостав порошка, ьз 510 1,8);, Fe,2() 2,5; А12.()3 0,8; СаО 2,3; HgO

92,3; п.п.п. 0,3; открытая пористость 28,1, кажущая плотность

2,58 г/см4 Весь порошок используют для производства изделий. После снижения разрежения в гаэоходе печи на

2 мм вод.ст. с 12 мм вод.ст. (номинальная величина ) до 1О мм вод.ст. (после семи суток работы 1переводят 20 печь на обжиг пыли с зернистым сырым магнезитом Фракции 40-0 мм в соотношении 1,5. Сырой магнезит, подаваемый на обжиг so время второго периода, характеризуется сравнительным посто- 25 янством зернового, химического состава и влажности (содержит, 4: SiO> 1,7 °

2,2, и Са() 4,2-6,0 на прокаленное вещество ).

Иагнезитовнй порошок фракции 3- зр

0,5 мм, внсеянннй иэ обожженного вала используют для производства иэде" лии, а Фракцию порошка крупнее 3 мм используют для получения рядовых металлургических порошков.

После работы печи на смеси в течение трех дней разрежение в гаэоходе печи повысилось до номинальной величины. Затем вновь проводят об:жиг пыли (/ дней ) и далее периодич- 40 ность обжига повторялась. В заданном режиме печь работала в течение месяца без остановок, котел-утилизатор. находился в удовлетворительном состоянии, прогревов футеровки не было.

Пример 2. В первый период 45 обжига подают в печь каустическую пыль, которая содержит, Ф: SO> 0,4° 0,9, R>O 0,5-0,8;F 0,3"0,4. Валовая апроба порошка содержит, 3: 5102 1,7;

Ее О 2;2, А120 0,8-, СаО 2,7; ИдО

92,4 и п.п.п. 0,2, причем весь поро шок однородный по химическому составу и используется для производства изделий ° После семи дней работы печи

Разрежение в газоходе снизилось на 55

4 мм вод.ст., что свидетельствует о появлении пылевых отложений на поверхности нагрева КУ. Печь переводят на обжиг смеси пыли с зернистым сырым магнезитом фракции 40-0 мм в соотношении 0,8 и после работы печи в течение семи дней раэряжение повысилось до номинальной величины. Данную цикличность повторяют в течение месяца.

Пример 3. В первый период оожигают каустическую пыль, содержащую, а: в|О 1,2; )(20 0,9; Г 0,3.

После четырех дней обжига разрежение в гаэоходе упало на 9 мм вод.ст. В этот момент переводят печь на обжиг смеси пыли с зернистым сырым магнезитом в соотношении 0,5 и после ра" боты печи в течение семи дней разрежение поднялось на 5 мм вод.ст. Далее продолжают обжиг смеси пыли и сырого магнезита в соотношении равном

0,1 и так обжигают в течение четырех дней при стабильном подъеме разрежения в гаэоходе печи до близкого к номинальному. Далее процесс обжига пыли и ее смеси повторяют в заданной цикличности. Спеченный. магнезитовый порошок (вал )содержит, i: Si02 2,9;

R2O 3,3; СаО 5,4, NgO 87,7.

Пример 4. При обжиге каустической пыли содержащей, 4: 5iO 2,1;

Fe Oз1,0 ; А)Рз 0,9, Саа 2,6 ; до

75,6 n.n.й, 14,2; 5() 1,5; R О 0,8, F 0,3, через 2 сут. Разрежение упало на 4 мм вод.ст. Переводят печь на обжиг смеси пыли и сырого магнезита в соотношении 1,7, разрежение в газоходе печи (за 3 сут.) понизилось еще на 6 мм водт.ст. (суммарное падение разрежения 10 мм вод.ст.), что свидетельствует об увеличении образования пылевых отложений. Постепенное увеличение в смеси количества сырого магнезита до соотношения

0,09 в течение 5 сут не привело к износу пылевых отложений. Печь останавливают на чистку котлов-утилизаторов.

Пример 5. После чистки котлов-утилизаторов обжигают каустическую пыль, содержащую, В: SO Э 1,2-1,5, К () 0,6"1,0, F 0,4, через 5 сут разрежение в газоходе печи упало на

8 мм вод.ст. Переводят печь на обжиг смеси.s соотношении 0,05. При работе печи на материалах в заданном соотношении (в течение 10 дней ) повышения разряжения в газоходе печи на наблюдалось и в связи с и экой производительностью печи (9,2 т/ч ) и неудовлетворительным сжиганием топлива печь останавливают на чистку КУ, 1038321

Среднечасовая производительность печи, т/ч

Пример

КоЛичество зернистых порошков фракции

3-0,5 ми для изделий, Ф от вала

Время простоев печи (эа месяц ) на чистку КУ, ч.

14,8

75 нет

14,6

60-65

30-45 нет

13,8

11,6

9-12

10,8

7-12

6 ,(прототип ) 11,5

7-10

Составитель Jl. Булгакова

Редактор И. Ковальчук Техред И,Надь Корректор Ю. Макаренко

Заказ 6136/2" Тираж 522 * Подписное

ВНИИНИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11303 Москва М-)5 Раушская наб. g. 4/$

Филиал ПЙП "Патент", r, Ужгород, ул. Проектная, Й

Пример .6 прототип . Обжигают смесь пыли с зернистым сырым магнеэитои в соотношении 1,9. Каусти.ческая пыль содержит, 3: Si02 0,6-1,2, Fey0 З 1,4-2,2; А1 0 Э 0,1-0,4; СаО 1,6-$

50З 0,4-0,8 К20 Ою3-1,0, Р 0,1-0,5 при содержании фракции 0,063 мм 70-953.

Сырой магнезит Фракции 40-0 ми имеет сравнительно постоянный химический со-10 став во время проведения всей работы.

Разрежение в газоходе в течение 2 сут

Как видно из таблицы, средняя про- 35 изводительность по предлагаеиому способу в. сравнении с прототипом увеличивается, количество зернистых порош ков Фракции 3-0,5 мм, пригодных для производства изделий, возрастает в 4Q

3-5 раз, печь не требуется останавливать на чистку котлов после каждого цикла обжига пыль-смесь, так как в результате обжига смеси восстанавливается номинальное разрежение. 45

Кроме того, предлагаемый способ позволяет обжигать мелкодисперсную пыль с высоким содержанием сульфатов, Фторидов, которая не утилизируется в прототипе, так как не требуется .очень частая остановка на чистку котлов. упало на 1 мм вод.ст., в слвдующие

2 .сут на 1,5 ми вод.ст. и на 12 сутки . работы в связи с низкии разрежением в газоходе печи (на 9 мм вод.ст. ниже номинального ) неудовлетворительныи сжиганием топлива и увеличением содержания углерода в дисперсной каустической пыли печь останавливают на чистку КУ.

Основные технико"экономические показатели работы печи по вышеприведенным примерам представлены в таблице, I

Предлагаемый способ позволяет более полно утилизировать каустическую пыль, уменьшить эарастание пылевыми отложениями поверхностей нагрева котлов-утилизаторов, увеличить продолжительность кампании печи и количество зернистых порошков Фракции 3-0,5 ми для изделий и повысить производитель-. ность печей, что обеспечивает высокую технико-экономическую эффективность производства. !

Экономический эффект за счет увеличения производительности, утилизации пыли и продолжительности непрерывной работы печей составит около

700 тыс.руб.