Способ спекания двухслойной шихты

 

СПОСОБ СПЕКАНИЯ ДВУХСЛОЙНОЙ ШИХТЫ, включающий подачу и:звести в шихту, двухслойную загрузку шихты с различными видами флюсов и с разной основностью и просос воздуха, отличающийся тем, что, с целью иовьшения прочности агломерата и увеличения удельной производительности агломашин, в нижний слой загружают шихту в количестве 0,35-0,45 от всей массы и крупностью 2,23 ,2 мм, а в верхний слой - крупностью ,8-2,2 мм, при этом основность агломерата регулируют путем дозирования сырых флюсов в шихту нижнего слоя и изменением соотношения шихты по слоям при загрузке на агло (Л машину.

союз СОВетских

- социалистических

РЕСПУВЛИК, SU„„1 104177

А,„„С 22 В 1/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABT0PCHOMV СВИДЕТЕЛВСТВУ (21) 3581594/22-02 (22) 22.04.83 (46) 23.07.84. Бюл. Ф 27

ГОсудАРстВенный кОмитет СССР по делАМ изоВРетений и ОТНРытий (72) Г.В.Коршиков, М.А.Хайков, В.В.Капорулин, Е.В.Невмержицкий, С.Л.Зевин, В.Г.Власов, Н.С.Антипов и А.П.Пухов (7 1) Липецкий политехнический институт и Новолипецкий металлургический завод (53) 622..785.5(088.8) (56) 1. Бюллетень ЦНИИИЧМ, 1970, У 13, с. 23-26.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 487121, кл. С 22 В 1/20, 1970.

3. Авторское свидетельство СССР

Ф 242195, кл. С 22 В 1/20, 1969. (54) (57) СПОСОБ СПЕКАНИЯ ДВУХСЛОЙНОЙ

ШИХТЫ, включающий подачу извести в шихту, двухслойную загрузку шихты с различными видами флюсов и с разной основностью и просос воздуха, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения прочности агломерата и увеличения удельной производительности агломашин, в нижний слой загружают шихту в количестве 0,35- 0,45 от всей массы и крупностью d =2,23,2 мм, а в верхний слой — крупностью с „в =1,8-2,2 мм, при этом основность агломерата регулируют путем дозирования сырых флюсов в шихту нижнего слоя и изменением соотношения Е шихты по слоям при загрузке на агломашину.

1 110/1

Изобретение относится к металлургическай1 промышленности с преимущественным использованием при окусковаиии материалов.

Применяемая на агламашииах большой мощности двухслойная загрузка

5 шихты обеспечивает повышение прочнасю ти агломерата и снижение расхода твердого топлива на спекание за счет загрузки шихты с разпичиым содержанием l 0 топлива по слоям.

Известен способ спекания двухслойной шихты, в котором в шихте верхнего слоя топлива содержится на 1,0-1 5/ больше, чем в шихте нижнего слоя.

Эта обеспечивает выравнивание температурно-теплового режима спекания по высоте слоя, приближая его к оптимальным условиям (1 1.

Известен способ спекания шихты с

20 различиbIM содержанием по слоям флюсов.

3а счет перераспределения флюсов по слоям шихты представляется возможI ность искл1очить те значения основности при которых агломерат имеет миниР

2S мальную прочность, сохраняя однавре-!

1p ННо средневзвешенную ос новность агломерата иа общепринятом уровне

СаО: 3 02 =1, 10-1,/10 (2 3.

Однако известные способы не позволяют получить достаточно прочный агломерат заданной основности при высокой производительности агломашин.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ двухслой- З5 ного спекания агламерационнай шихты, включающий подачу извести в шихту, двухслойную загрузку с различными видами флюсов и с разной осиовностью и просос воздуха. Спекание па извест-<0 ному способу создает благоприятные условия для перекристаллизации стекла у- высокоосновнога агломерата за счет тепла верхнего слоя (31.

Однако указание только параметров 5

1ш1хты по асиовиости не обеспечивает

1 77/ 2 тается его основиасть. Требование нового способа - сохранение минимальной осиовнасти верхнего слоя исклю .нет возможность ее регулирования. Следовательно, общая (средняя) основность агломерата должна регулироваться путем изменения осиовиости шихты нижнего слоя. Эта особенность является характерным признаком нового способа спекания.

Целью изобретения является повышение прочности агломерата и увеличение удельной производительности агломашии.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу спекаиия двухслойной шихты, включающему пода.чу извести в шихту, двухслойную загрузку шихты с различными видами флюсов и с разнай аснавностью и просос воздуха, в нижний слой загружают шихту и количестве 0,35-0,ч5 от всей массы и крупность1о d =7,2-3,2 мм, а в верхний слой — крупностью d зкв

=1,8-2„2 мм, при этом асновнасть аг- ломерата регулируют путем дозироваиия сырых флюсов в шихту нижнего слоя и измсиением соотношения шихты по слоям при загрузке на агламашину

Способ осуществляют следу1ощим образом.

Сырые флюсы (известняк, доломит и даламитизираваниый известняк) дозируются только в шихтовый поток нижнего слоя. Их количество определяется обычным расчетным путем, исходя из условия получения требуемой средней основиости агломерата. Осиовиость пихты нижнего слоя составляет 1,8—

2,/. Шихтовый поток, предназначенный для загрузки на агломашииу в верхний слой, по количеству cocтавляет 0,55—

0,65 от всей массы шихты, загружаемой на агламашину. В качестве флюсов в шихте верхнего слоя используется только известь. Осиавиость шихты его реализацию, так как спекание шихты с различной основностью по слоям требует принципиального изменения важнейших параметров технологии. К их числу относятся соотношение шихты по слоям, крупность окомкованной шихты каждого слоя, распределение флюсов по слоям и, наконец, регулирова— нпе основности агломерата. Действи- 55 тельно, при спекании шихты с различной основиостью важнейшим параметром качества агломерата по-прежнему асверхнего слоя не регулируется, а только контролируется для дозирования сырых флюсов в нижний слой с цепью достижения требуемой средней основности агломерата. Осиовность шихты верхнего слоя определяется количествам используемой извести и смешанного (среднего) возврата, по отношени1о

СаО: Si0 она равняется 0,7-1,1. Введение извести в шихту осуществляется обычным способам путем ее присадки в потоки концентрата и руды при их за110 17 )

Известно, что предельная величина крупности окомкованной шихты ограничивается процессами массообмена (pocT e THU UIHxTbl сокращает поверхность контактирования их между

Këëäxå в штаб "JIE, ппи llpH бункеровании в шихтовом отделении.

Топливо дозируется обычным образом, принятым при двухслойной загрузке шихты на агломашину; 20-807 в ших- 5 товом отделении, остальное в аглокорпусе путем его подачи до или после окомкования. В шихтовый поток верхнего слоя топлива вводится на 0,51,5 . больше, чем в шихтовый поток нижнего слоя.

При окомковании расход воды на увлажнение поддерживают таким, чтобы крупность окомкованной шихты нижнего слоя, определяемая rro d, была равной 2,2-3,2 мм, а крупность окомкованной шихты верхнего слоя 1,8-2,2 мм.

Влажность шихты нижнего слоя на 0,51,0 больше влажности шихты верхнего слоя. Абсолютные значения влажностей окомкованной шихты обоих потоков подбираются опытным путем, как зто делается на практике. Критерием оптималь— ной влажности является крупность оком кованной шихты, как наиболее достоверный входной параметр технологического режима спекания.

Загрузка шихты на агломашину осуществляется в два приема. В нижний слой загружается высокоосновная шихта, содержащая, кроме извести, сырые флюсы, в верхний слой загружается низкоосновная шихта, содержащая в качестве флюсов только обожженную известь.

Соотношение шихты по слоям выдерживается на уровне 0,55-0,65:0,45-0,35, соответственно верхний и нижний слои по массе.

Перераспределение необожженньтх флюсов в нижний слой компенсирует избыточное количество тепла в этой части спекаемого слоя, обусловливаемое явлением регенерации тепла. Перераспределение флюсов по высоте слоя позволяет избежать критическую ос45 новность агломерата 1,1 — 1,3, при которой он имеет минимальную прочность.

Повьппение основности шихты вьппе СаО:

: 02=1,7 увеличивает количество расплава и повышает его жидкотекучесть. Это явление целесообразно ис50 пользовать для увеличения крупности окомкованной шихты сверх оптимума. с.обой). Это сдерживает возможflocTH повьш ения интенсивности спекания на пути увеличения степени окомкования шихтьr. Увеличение количества расплава и высокая его смачивающая способность позволяют увеличить абсолютные значения оптимальных величин крупности окомкованной шихты. Границы интервала d =2,?-3,2 мм учитывают колебания химико-минералогического состава рудной части шихты.

Перераспределение шляхты по слоям обратно тому, что имеет место при обычной технологии, обусловливается изменением потребления тепла по высоте спекаемого слоя, вызванного сосредоточением сырых флюсов в одном слое.

При увеличении доли шихты нижнего слоя до 0,50-0,65, как при обычной технологии, регенерируемого тепла не хватает на всю высоту этого слоя.

В результате в нижних горизонтах остаются непрореагировавшие карбонаты.

Это снижает выход годного продукта.

Пример 1. Базовый вариант (обычная технология спекания двухслойной шихты). Шихта состояла из материалов, используемых на аглофабрике Новолипецкого металлургического завода,Железосодержащие комцоненты шихты: руды лебединская 21% и стойленская 32, концентраты (ГОКи) Лебединский 12,5%, Михайловский 9,0%, Губкинский 10,5, Ковдорский 15,0 .

В качестве флюсов использован обычный и доломитизированный известняк Студеновского и Данковского мес торождений и обожженную известь производства НЛМЗ. Топливом служил коксик. Возврат готовили путем дробления спеков.

Методика приготовления шихты имитировала условия ее подготовки на аглофабрике: железорудная часть шихты вместе с марганцевой рудой и известью (2 ) закладывалась в штабель (300500 кг), который выдерживали 4-5 сут.

Спекание вели при начальном разрежении 11,77 кПа (1200 мм вод.ст.) .

Оценку эффективности предлагаемого способа проводили по трем показателям удельной производительности: по бункерному, скиповому и стабилизированному. Два первых из них соответ-. ствуют аналогичным показателям в производственных условиях (сходство достигнуто путем приложения одинаковой работы разрушения, испытываемой спеком на стадии образования годного

1104177 бункерного и годного скипового агломератов).

Выход годного стабилизированного агломерата позволяет оценить возможности совершенствования схемы обработки спека с целью снижения мелочи в скиповом агломерате до лучших показателей зарубежной практики 2,5-5,0%.

Апробировалось четыре варианта распределения топлива по слоям, %:

Нижний слой

13

4,3 5,0 5,5 6,0

Крупность окомкованной шихты изменялась в пределах 1,8-2,6 мм (по д„к ).

Высота слоя 280-400 мм с шагом 40 мм.

В результате опытов определены максимальные значения удельной производительности по бункерному

1, 687 т/м ч, по скиповому 1,413 т/м2 ч, по стабилизированному 1,161 т/м -ч, и технологические параметры, при которых. были достигнуты эти показатели

8biCOWa C:ЛОЯ, l iM 320

Соотношение

Варианты

Доля пихты верхнего

СЛОЯ 0,5 О,б 0,7

30 ДОля шихты нижнеГО слоя 0,5 0,4 0,3

Крупность Окомкованной шихты верхнего слоя варьировалась в пределах

1,7-2,2 мм, а нижнего слоя — 2.,1—

3,3 мм.

Кроме того, пр едс тавле ьпляе йрпмеры выполнения предлагаемого способа охватывают варианты различной высоты

cITc .KBc Ioi o c Ioÿ . Это c>>,елаllo jl,ля То го, чтобы наиболее достоверно определить эффективность изобретения. шихты по слоям (верхнии:

:нижниЙ)

Содержание. топлива, % среднее в верхнем

0,4-0,6

5,9

6,5 слое в нижнем

5,5 слое

Крупность

IIIH> Tbl с1, ММ верхний

СЯОй нижний

2,2 слой

Основность шихты (Ca0: 5 02) 400 слоя мм

Соотношение

Верхний 5 3 6,0 6,5 7,0 слой

Пример 2. Примеры выполнения предлагаемого способа приведены в табл.2-4. Рудная часть шихты того же состава, что и в базовом варианте.

Шихта для каждого слоя готовилась отдельно: известняк и доломит (соответственно 60 и 40%) добавлялись только в шнхту нижнего слоя. Известь добавлялась к смеси железорудных материалов и ее содержание в шихте каждого слоя определялось долей рудной части шихты. При установленной норме расхода извести (2% к рудной части шихты, как и в базовом варианте) и содер>кании 25% возврата с основностью. 1,3 основность шихты верхнего слоя составляла 0,7.

Основнос rb шихты нижнего слоя равна трем значениям: 1,9 (>), 2,2 (й) и 2,7 (ill ).

Соотношение шихты по слоям определялось в соответствии с требованием получения агломерата средней основности 1,3:

Ниже приводятся технологические параметры, при котopbrx достигнуты максимальные значения показателей спекания:

Высота верхний слой

0,6: 0,4 нижний слой

1,3 нижний слой

2,2

Представленные показатели спекания и технологические параметры, обеспечи-5 вающие достижение максимальных значений по удельной производительности, являются базовым вариантом. шихты по

СЛОЯМ (ВЕРХ ний:нижний)

Основность шихты (СаО:

:б О ) верхний слой

1104177

Содержание топлива, %: среднее верхний слой нижний слой

Крупность

" з мм

5,6

6,0

5 0

Таблица 1

Изменение, %

Способ

Базо- Предла1 вый гаемый

Удельная производительность, т/м ° ч по бункерному

1,687 1,858

+10, 1

1 по скиповому

+24,1 верхний слой 2,2 нижний слой 2,6

Абсолютные значения показателей спекания составляют (удельная производительность по трем видам годногб продукта): по бункерному 1 858 по скиповому 1,627, по стабилизированному 1,440 т/м - ч.

Сравнение технологических параметров двух сравниваемых способов спекания (базовый вариант и предлагаемый способ) показывает, что спекание двухслойной шихты с различной основностью по слоям требует .принципиально новых технологических параметров.

Например: масса шихты нижнего слоя меньше массы шихты верхнего слоя, крупность шихты нижнего слоя больше крупности шихты верхнего слоя. Несоблюдение этих требований снижает эффективность предлагаемого способа спекания до уровня обычного способа спекания или даже еще ниже.

Распределение топлива по слоям при новом способе спекания остается таким же, как и при обычной технологии. В верхнем слое топлива содержится на 1,0-1,5% больше, чем в нижнем. 4, Эффективность предлагаемого способа спекания двухслойной шихты приведена в табл.1.

В табл.2-4 — основные технологи- ческие параметры и показатели спекания двухслойной шихты с различной основностью по слоям при высоте слоя 300, 400 и 500 мм соответственно.

Данные показывают, что предлагае-. мый способ спекания обеспечивает прирост удельной производительности аглбмашины и возможность усовершенствования схемы обработки спека путем увеличения чиспа стадий грохочения до образования стабилизированного агломерата. При этом, производство агломерата не только не снизится, но даже увеличится.

Удельная производительность по стабилизированному агломерату лов предлагаемому способу 1,440 т/м ч, что превышает удельную производительность по скиповому в базовом варианте

1,413 т/м < ч.

Внедрение предлагаемого способа спекания в производство позволит реально подойти к решению задачи снижения мелочи в скиповом агломерате до уровня лучших примеров зарубежной практики 2,5-5,0% или на 12-15%.

1,413 1,627 +15, 1 по стабилйзированному 1,161 1,440

10, 1i 04177 Таблица 2

Соотношение верхнего и нижнего слоев по массе, доли единицы

Показатели

0,5:0,5

0,6:0,4

Содержание топлива по слоям (верхний/

/нижний), %

7,0/4,0 7,0/5,0 7,0/6,0 5,0/5,0 6,0/5,0

Среднее содержание топлива, %

Крупность окомкованной шихты, мм:

5,50 6,00

6,50

5,00

5,60

2,1 верхний слой

1,9

1,9

2,0

2,2

2,6

2,7 ниж н ий слой

2,5

Скорость спекания, мм/мин

26,0 26,5

25,4

26,4

28,3

Выход годного, %:

73,7 . 75,7

77,7 бункерного

72,6

75,6

61,6

63,6

65,6

61,9

65,0 скипового

56,5

52,5

54,5

53, 1 стабилизир.

Удельная производительность, т/м2 ° ч

56,0

1,722 по бункерному 1 568 1,682

1,271 1,391 по скиповому по стабилизир. 1, 111 1,200

Продолжение табл.2

Соотношение верхнего и нижнего слоев по массе, доли единицы

Показатели

0i72О,3

О,б:0,4

6,0/6,0 6, 5/б, 0 5, О/5, О 6,0/5, О 6, О/б, О 6, 5/6, 0

6,35

6,00

5,70

5,00

6,30

6,00

Содержание топлива по слоям (верхний/нижний), %

Среднее содержание топлива, %

1, 602

1,349

1,151

1,549

1,322

1,151

1,471

1, 249

1104 777

12

Продолжение табл. 2

Показатели

0,6:0,4

0,7:0,3 верхний слой

1,8

1,8

1,9

1 9

1,9

2,0 нижний слой

2,4.

2,4

2,5

2,2

2,5

2,5

Скорость спекания, мм/мин 26,1

26,6

27,5

27,8

28,8

22,2

Выход годного, Же

78,0

67,1

74,7

79,1

81,8 бункерного 77,6 скипового 67,0 стабилизир. 57,9

56,3

67,2

68,5, 63,9

71,0

58,9 с

62,7

48,0

55,6

59,5 по бункерному

1,642 1,750 1,498

1,780 1,706 1,529 по скиповому

1,539 1,473

1,273

1, 261

1,401

1,489 по стабилизир.

1, 139

1,072 1,188 1,303

1,346 i 303

Таблица 3

Показатели

0 5:0,5

0,6:0,4

7,0/4,0 6,0/5,5 7у0/5 0 5э0/5у0

6,0/5,0

Среднее содержание топлива, Ж

5 00

5,50 5,75

6,00

5,60

Крупность оком" кованной шихты, MM Удельная производительность, т/м2 ч

Содержание топлива по слоям (верхний/

/нижний), Е

Соотношение верхнего н нижнего слоев по массе,, доли единицы

Соотношение верхнего и нижнего слоев по массе, доли единицы

1104177

13

Продолжение табл. 3

Соотношение верхнего и нижнего слоев по массе, доли единицы

Показатели

0,5:0,5.

0,6:0,4

2,2

2,1

2,1

1,9 верхний слой

2,2

2,6

2,4

2,3 нижний слой

Скорость спекания, мм/мин 25,7

26,8

26,6

29,5

29,8

Выход годного, Е:

78,4

73,0

75,6

75,0

72,7 бункерного

68,4

63,0

65,6

64,8

62,7 скипового

61,3

55,0

57,5

57,0

54,6 стабилизир. по бункерному 1,598 по скиповому 1,383 по стабилиэир. .1,222

1, 204

Продолжение табл.3

Показатели

Соотношение верхнего и нижнего слоев по массе, доли. единицы

0,6:0,4

0,7:0,3

6,5/6,0

6,0/S,О 6,0/6,0

6,5/6,0 5,0/5,0

6,35

6,00

S,70

5,00

6,30

Крупность окомкованной шихты мм:

Крупность окомкованной шихты, мм:

Удельная производительность, т/м ° ч

Содержание топлива по слоям (верхний/нижний), Х

Среднее содержание топлива, %

1,822

1,572

1,390

1,628

1,392

1,215

1,634

1,390

1,858

1,627

1,440

1104177

Продолжение табл. 3

Показатели

0163094

0,7:0,3

& » «° верхний слой

1,8

1,7

1,9

1э8

2,2 нижний слой

2,4

2,3

2,5

3,3

2,7

24, 1

24,9

23,0

25,9

27,0

Выход годного, 7.:

80,0

77,8

76,0 бункерного 80,8 скипового 70,7 стабилизир. 62,9

70,0

65,9

67,8

61,4

62,4, 60,1. 58,1

53,4 по бункерному

1,483

1,608 1, 553

1, 714 1,458 по скиповому

1,271

i,388 1,334

1, 508 1, 254 по стабилизир.

1, 122

1,224 1,170

1, 350 1,086 Габлица 4

Показатели

0,5:0,5

0,6:0,4

6,0/4,0 6,0/4,5 7,0/4,0 7,0/5,0 5,0/4,5 5,0/5,0

5 00

4,80

6,00

5,50

5,25

5,00

Скорость спекания, мм/мин

Удельная производительность, Т/М ° Ч

Содержание топлива по слоям (верхний/нижний), 7

Среднее содержание топлива, 7

Соотношение верхнего и нижнего слоев по массе, доли единицы

Соотношение верхнего и нижнего слоев по массе, доли единицы

1104177

Родолжение табл, Показатели

0,6:0,4

0,5:0,5 шихты, мм:

2,1

2,0

2,1

2,1

2,0

2,2

2,6

2,8

2,5

3,2

2,5

2,6

25, 1

25,0

20,8

21,8

22,4

83,0 бункерный 76,9

86, 1

79,6

81,0

80,6

73,3

75,8

69,2

67,0

71,5

70,2 с киповья<

62,0

66,4

69,0

<-.таби. (и зпр . 59, 6

6l 0

65,5

У,пе.чг ная про1,671 1,422

1,487 1,531

1, 639

1, 59-

1,428

1,479 1, 253

1,268 1,335

1,390

1,369 i, 122

1, 118 1, 186

1,237 1,320

Продолжение табл.4

Показатели

О,б:0,4

0,7:0,3

Содержанис топ6,0/4,5 6, 5/5,5

Круп нос т ь окомкованной

BcpõHöé слой нижний слой

Скорость спекания, мм/мин 24,3

Выход годн ого, .: и з води гел biioc 1 ь, т/и ч по бункерному по скппо— вому по стабп— лизпр. лива по слоям (верхний/нижний), Соотношение верхнего и нижнего слоев по массе, доли единицы

Соотношение верхнего и нижнего слоев по массе, доли единицы

5,0/5,0 5,5/5,5 6,0/5,0 6,0/6,0

1104! 77

Продолжение табл. 4

Показатели

0,6:0,4

0,7:0,3

6,10

5,70 6,00

5,40

5 00

5,50

Крупность окомкованной шихты, мм: верхний слой

2,2

2,1

2,1

2,0

2,1

2,1 нижний слой

2,6

2,6

2,6

2,1

2,7

3,3

16,3

23,1

23,6

24,4

22,8

21,9

Выход годного, 7.:

80,2

78,6

79,2 бункерный 82,6

86,1

77,7

67,6

69,4

67,0

68,0

75,6 скиповый 72,0

60,4 61,5

59,2 стабилизир. 64,0

67,4

59,8 по бункерному

1,473 1,038

1,473 1,541

1,662 1,548 по скиповому

1, 270 0,894

1,274 1,346

1,463 1,352 по стабилизир.

1,310 1,191

1, 122 1, 174

1, 125 0,792

Составитель Л.Шашенков

Редактор Н,Джуган Техред,Ж.Кастелевич Корректор И.Эрдейи

Ф

Заказ 5169/19 Тираж 603 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4. реднее содержание топлива, Ж

Скорость спе кания, MM/мин

Удельная производительность, т/M2 н

Соотношение верхнего и нижнего слоев по массе, доли единицы