Способ подготовки шихты к спеканию

 

СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ШИХТЫ К СПЕКАНИЮ, включающий раздельное дозирование компонентов двух слоев, смешивание, увлажнение, окомкование и двухслойную загрузку для спекания с введением различного количества твердого топлива в верхний и нижний слйи при общем топлива 5-7% от общей массы шихты, отличающ и и СИ тем, что, с целью получения агломерата с повышенной степенью металлизации и улучшения качества агломерационного опека, в верхний слой загружают шихту в количестве 20-30% от общейвысоты слоев с удельным содержанием твердого топлива в нем 15-20%, а в нижнем слое - 1-2%, при этом возврат в количестве 5-15% „ от общего расхода вводят в шихту § верхнего слоя. (Л « Я К .л я

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbITHA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3221521/22-02 (22) 17 12.80 (46) 15.09.83. Бюл. 9 34 (72) И.К.Борискин, В.И.Губанов,.

В.В.Даньшин, Б.И.Ашпин, Б.И.Колокольцов, В.Н.Пятницкий, М.И.Карпенко и В.В.Дябин ч (71) Сибирский ордена Трудового Красного Знамени металлургический инсти-: тут им. Серго Орджоникидзе (53) 669;1-622.785(088.8) (56) 1. Вегман E.Ô. Окускование руд и концентратов, М., Металлургия, 1976, с 71-7 3 .

2. Авторское свидетельство СССР.

9. 610875, кл. С 22 В 1/20, 1974. (54) (57) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ lQHXTH К

СПЕКАНИЕ, включающий раздельное до б

Ф, 5 е 4

Ю Ф

ЫР«,ание mE

<*

С0103 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ ф,,,.ф - ::-- РЕСПУБЛИН

Ю

% ф

gN

w OP ю ,с

„„SU„„ 1041591 А (51) С 22 В 1 16 . (- " 1 . М

1.. ъ 1 4 y " ° зиров ание компонентов двух слоев, смешивание, увлажнение, окомкав ание и двухслойную загрузку для спекания с введением различного количества тнердого топлина н верхний и нижний слби при общем расходе топлина 5-7% от общей массы шихты, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью получения агломерата с повышенной степенью металлизации и улучшения качества агломерационного спека, в верхний слой загружают шихту н количестве

20-30% от общей высоты слоев с удельным содержанием твердого топлива н нем 15-20%, а в нижнем слое — 1-2%, при этом возврат в количестве 5-15% от общего расхода вводят в шихту верхнего слоя.

1041591

Изобретение относится к металлургической промышленности, а именно к производству агломерата на агломерационных фабриках, и может использоваться при подготовке шихты к спеканию рудных концентратов.

Известен способ подготовки шихты к спеканию, включающий дозирование компонентов шихты с подачей большого количестна твердого топлива, смешивание, увлажнение, окомкование и укладку шихты для спекания. Расход большого количества твердого топлива

10 при спекании железорудной шихты ведет мелочи) до 20-25Ъ степень металлиэации агломерата составляет 40% (11.

Недостатком такого способа подготовки шихты к спеканию является низкая производительность агломерационных установок при спекании. При спекании в обычном вакуумном режиме она достигает 0,6 т/м ч.

Я

Низкая производительность аглоустановок вызвана тем, что при спека20

25 нии слоя с высоким содержанием топлива образуется широкая зона расплава тестообразного и жидкого состояния, вследствие чего спекаемый слой имеет пониженную гаэопроницаемость ° При

30 этом количество просасываемого воэдуха низкое и кислорода для правильного протекания нормального процесса горения топлива не хватает. Это снижает производительность агломерационных установок.

Такой способ подготовки шихты к спеканию не получил распространения на агломерационных фабриках несмотря

40 на то, что предварительная металлизация железорудных материалов перед доменной плавкой позволяет повысить производительность доменных печей в среднем на 6Ъ и снизить удельный рас-Д5 ход кокса в доменной печи на 5-6Ъ в расчете на каждые 10Ъ металлиэации

Наиболее близким по технической сущности является способ подготовки шихты к спеканию, включающий доэирование компонентов, смешивание, оком50 кование и двухслойную загрузку шихты этом в верхний слой вводят весь кон-55 центрат в смеси с топливом, а в нижний — возврат и топливо, причем в в врхнем слое количество топлив à составляетт 60-85% (2) .

Этот способ предназначен для спе- 60 кания некомкующихся желеэорудных-ма" териалон., причем достаточно крупных концентратов (0,60-0,25 мм-72,3% и

0,25-1,0 мм — 16,4%). При введении возврата в шихту иэ такого концентс перераспределением ее ингредиентов между нижним и верхними слоями, при к увеличению содержания металлического железа в агломерате (предвари- 15 тельная металлизация). При спекании с расходом твердого топлива (коксовой рата с добавкой крупной кусковой руды (0-8 мм) гаэопроницаемость слоя шихты изменяется мало, поэтому в дан ном случае в есь в Оэв рат можно ввести в нижний слой, который по высоте составляет (40Ъ общей высоты слоя шихты, и это не отражается на показателях процесса спекания.

В нас тоящее в ремя в металлургический передел вовлекаются .бедные по содержанию железа руды, требующие глубокого обогащения с целью получения концентрата с высоким содержанием железа, что требует тонкого измельчения железных руд перед обогащением.

Спекание тонкоизмельченных концент. ратов указанным способом вести нельзя, так как вывод вознрата из шихты и подача его отдельно в смеси с топливом в нижний слой ведет к ухудшению качества окомкованной шихты верхнего слоя, а следовательно, к сниже-, нию производительности агломерационных установбк вследствие снижения газопроницаемости спекаемого слоя шихты.

Указанным способом нельзя получить агломерат с повышенной степенью металлизации (например более 1,0Ъ), а поверхностный слой аглопирога будет также низкого качестна, так как высота верхнего слоя шихты составляет

>60% общей высоты слоев, а удельное содержание твердого топлива в нем составляет не более ).0%, а в нижнем слое нв менее 2,5% при общем расходе топлива 7Ъ (5-7%) и расходе возврата 40Ъ.

Цель изобретения — получение агло* мерата с повышенной степенью металлизации и улучшение качества агломерационного спека.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу подготовки шихты к спеканию, включающему раздельное доэирование компонентов двух слоев, смешинание, увлажнение, окомкование и двухслойную загрузку для спекания с введением различного количества твердого топлина в нврхний и нижний слои при общвм расходе топлина

5-7% от общей массы шихты, в верхний слой загружают шихту в количестве

20=30Ъ от общей высоты с удельным содержанием твврдого топлива в нем

i5-20%, а в нижнем слое - 1,2Ъ, при этом возврат н количестне 5-15% от общего расхода вводят в шихту верхнего слоя

Выбор пределов по составу слоев шихты и их высоте произнодят íà основе экспериментальных данных двухслойного спекания шихты предлагаемым способом с получением агломерата с максимально возможным содержанием металлического железа при расходе топлива 5-7Ъ от общвй массы шихты и

104) 591 поддержанию производительности агломерационной установки на уровне спекания агломерационных шихт известными способами в вакуумном режиме спекания.

Для этих условий содержание топлива в нижнем слое шихты составляет

1-2Ъ от общей массы нижнего слоя.

Уменьшение содержания топлива в слое с.1% ведет к ухудшению качества агломерационного спеха нижнего слоя и увеличению количества расплава при спекании в верхнем слое иэ-эа высокого содержания в нем твердого топлива, а увеличение содержания )2% ведет к снижению содержания топлива в 15 верхнем слое и возрастанию коли4ест на расплава при спекании н нижнем слое из-за избытка от горения топлина в нижнем слое и регенерируемого тепла из верхнего слоя, а также при- 2р водит к уменьшению содержания металлического железа в аглоМерационном спеке, особенно в верхнем слое.

При введении в верхний слой твердого топлива более 20Ъ, аглоспек верхнего слоя становится очень рых" лым и непрочным, так как на единИцу объема твердого топлива приходится менее единицы объема -рудного нещества спекаемой шихты. При содержании твердого топлива в верхнем слое менее 15Ъ содержание металлического железа в агломерате резко уменьшается.

Высота верхнего слоя шихты должна находиться в пределах 20-30% от об1 щей высоты слоя спекаемой шихты; снижение высоты верхнего слоя z 20% нецелесообразно,так как это приводит к черезмерному уменьшению высоты слоя с высоким содержанием твердого топли"40 на, что снижает содержание металлического железа в аглоспеке. При yseличении высоты слоя ) 30Ъ общее содержание металлического железа н аглоспеке также снижается и ухудшается ка-. 45 честно агломерационного спека, так как содержание твердого топлива s слоях выходит за границы допустимых пределов,.которые определяют экономическую эффективность как по качест-5О ву спека, так и по содержанию в нем металлического железа.

С уменьшением содержания твердого топлива в нижнем слое шихты в допустимых пределах необходимо увеличить высоту верхнего слоя шихты н допустимых пределах для поддержания ныхода,годного агломерата на высоком уровне.

Содержание возврата в верхнем 60 слое шихты должно состанлять 5-15% от общего его расхода. Снижение его содержания менее 5% ведет g ухудшению качества окомкованной шихты веРхнего слоя и снижению газопроницае- 65 мости спекаемого слоя. Увеличение же его содержания в верхнем слое шихты с высоким содержанием топлива сверх укаэанного предела (15Ъ) ведет к образованию большого количества расплава при спекании н нерхнем слое шихты, что снижает скорость спекания, а также снижает качество аглоспека нижнего слоя, шихта для спекания которого содержит низкое количество твердого топлива. Предлагаемый способ спекания шихты осущестнляется следующим образом.

Компоненты шихты, например железорудные материалы, (КЬршуновский концентрат фр, 0-0,1 мм — 44%> 0,10,2 мм — 53Ъ), флюс (известняк крупностью 0-3 мм) и возврат (крупностьк

0-6 мм) раздельно доэируются для верхнего и нижнего слоев шихты. Общая высота слоя ссекаемой шихты, например, принимается равной 300 мм, а высота верхнего слоя принимается равной 75 мм (25Ъ общей высоты слоя шихты), а нижнего слоя 225 мм (75Ъ).

Расход твердого топлива равен 5% на всю массу шихты, Содержание топлива в нижнем .слое принимаем равным

1,5%, а содержание топлива в верхнем . слое составляет 15,5%. Расход возврата ранен 40Ъ ой общей массы шихты, при этом в верхний слой вводится 15Ъ, а и нижний слоИ 85В от его общего расхода. Таким образом, содержание возврата в верхнем слое составляет 8% а в нижнем 50,7Ъ.

Таким образом, исходя из содержания твердого топлива и возврата в верхнем и нижнем слоях шихт содержание концентрата и известняка в шихте верхнего слоя составляет 76,5Ъ, а в шихте нижнего слоя - 47,8Ъ.

После раздельного смешинания, увлажнения и окомконания компонентов верхнего и нижнего слоев шихт производят загрузку их на решетку агломе-. рационной установки для спекания..

Аналогично проводят опыты с различным содержанием топлива и вознрата в шихте, а также базовый опыт с содержанием в шихте 40Ъ возврата, 5Ъ топлива и подачей в верхний слой топлива на

15Ъ больше, чем в нижний. Результаты опытов приведены в таблице.

На чертеже представлен график изменения содержания металлического железа и выхода годного в агломератах верхнего и нижнего слоя от содержания твердого топлива в шихте верхне- го слоя, где кривая 1 — содержание металлического железа н агломерате верхнего слоя, кривая 2 — выход годного агломерата верхнего слоя, Вр кривая 3 — содержание металлического железа в агломерате нижнего слоя, % кривая 4 — выход годного агломерата нижнего слоя, Ъ.

1 041591

Показатели спекания и характеристика агломерата

Серии опытов

Выход годного,средний % влит%

Степень металли зации, %

Средняя вертикальная скорость спекания, мм/мин верхне- .нижнего среднего слоя массослоя все

Ъ

1-я серия шихтг

5% возврата в верхнем слое, 20% общей высоты, 21% топлива (абс) в верхнем слое, 1% в нижнем слое

St0

4,1

1,0 2,4

20,0

2-я серия шихтг

15% возврата в верхнем слое, 30% общей высоты верхнего слоя, топлива

12% в верхнем слое и 2% в нижнем

20 5

0,6 1,4

2,7

3,5

При спекании шихты, подготовленной предлагаемым способом, образуется избыток тепла в верхнем слое шихты, содержащем высокое количество топлива. При этом эа счет неполностью сгораемого углерода топлива создается восстановительная атмосфера, обеспечивающая восстановление части окислов железа до железа металлического. Низкое содержание возврата в верхнем слое значительно уменьшает количество расплава в зоне горения топлива и тем самым сохраняет повышенную гавоприницаемость этого слоя во время епекання, что обеспечивает . зысокую линейную скорость спекания 15 верхнего слоя шихты с высоким содержанием тодлива ° При дальнейшем продвижении эоны горения происходит интенсивное зажигание топлива нижнего спекаемого слоя шихты за счет тепла аглоспека., и догорания остаточного углерода верхнего слоя. В этом случае процесс спекания нижнего слоя шихты идет очень интенсивно при низком содержании топлива в самом слое.

При этом углерод, догорающий в верхней слое, повышает содержание СО в газе, поступающем в нижний слой, и восстанавливает часть окислов жедеза до железа металлического.

Процесс спекания позволяет повысить степень использования тепла твердого топлива и увеличить степень восстановления окислов железа. до железа металлического, а за счет высокого содержания твердого топлива в верхнем слое улучшается и качество поверхностного слоя аглопирога.

Степень металлизации агломерата при спекании аглошихты, подготовленной предложенным способом, составляет 7-10%, в то время как степень металлиэации агломерата при подготовке аглошихты по прототипу не превышает 0,6% при расходе топлива 5-7%.

Выход годного алгомерата увеличивается на 3-5% по отношению к прототипу.

Металлизационный агломерат со степенью металлиэации, примерно, 10% может быть получен известными способами спекания шихты с содержанием твердого топлива в шихте 12% ° В этом случае производительность аглоустановки по сравнению с предлагаемой снижается на 30%, а расход твердого топлива для спекания увеличивается в среднем в 2 раза.

Реализация предлагаемого способа подготовки шихты к спеканию обеспечивает по сравнению с известными способами увеличение степени металлизации при практическом сохранении расхода твердого топлива и удельной производительности агломерационных установок на уровне обычного процесса спекания желеэорудных концентратов. При этом повышается выход годного агломерата за счет улучшения качества поверхностного слоя аглопирога.

1041591

Продолжение таблицы Серии опытов лит

Выход годного средний, В тепень еталлиэации, Ъ верхне- . нижнего средне

ro слоя массовое

° Ф «Ф » Ю

7,6

3,2 4,35

8,2

4-я серия ыихт базовая (обычная) 60,5 0 2

0 31

0,15 0,17

Шихта, подготовленная по прототипу

0,2 0,5 1,0

60 о,а

Составитель Л.Шаюенков

Редактор А.Долннич Техред T,Ìàòî÷êà Корректор А.Дзятко

Заказ 7070/28 Тирах 627 Нодп ис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, X-35, Рауюская наб. ° д. 4/5

Филиал ППП Патент . г.ужгород, ул.Проектная, 4

3-я серия шихт (среднее значение) 10% возврата в слое, 25% высота верхнего слоя от общей высоты шихты, 16,5% топлива.;в верхнем слое 1,5% топлива в нижнем слое

Показатели спекания н характеристика агломерата

Средняя вертикальная скорость спе кания, мм/мин г