Способ производства извести

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А 1 (58 4

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3834739/29-33 (22) 03.01.85 (46) 23.06.86. Бюл. Р 23 (7i) Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени металлургический институт им.Л.И.Брежнева и Днепропетровский ордена Ленина металлургический завод им.Г.И.Петровского .(72) Ю.А.Гичев, Ю.И.Розенгарт, E.Ô.Æäàí, К.Н.Перевязко, В.И.Деревянко,. В.Д.Кабак, И.И.Коркодола, Г.Ф.Кулагин и В.Н.Сулима (53) 666.92 (088.8) (56) Монастырев А.В. и др, Печи для производства извести, Изд-во литературы по строительству, М., 1979, с,102.

„,ЯУ„, 2 910 (54) (57) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ИЗВЕСТИ в шахтной печи путем сжигания топлива в выносной топке и термообработки известняка продуктами его сгорания, отличающийся тем, что, с целью повышения качества извести, в зону горения топлива подают пылевидную добавку, содержащую 21

81 мас.% оксидов железа, в количестве 25 — 265 r на 1 м продуктов сгорания, 12391О тового продукта. !

Изоаретение относится к подготовке сырья для черной металлургии, а именно к производству металлур ической извести в шахтных печах, Целью изобретения является повышение качества извести.

Подача в зону горения в процессе получения продуктов сгорания пылевидной добавки с окислами железа и последующая транспортировка этих окислов с продуктами сгорания в слойобжигаемого известняка стала возможной благодаря зависимости повышения качества извести путем увеличения ее степени обжига и активности от количества окислОв железа в пыли и количества пыли, подаваемой в продукты сгорания. При этом подача. пылевидной добавки именна в зону горе.— ния топлива, где продукты сгорания имеют наиболее высокую температуру, обеспечивает термическое,циспергиравание пыли, которое способствует равномерному насыщению потока про дуктов сгорания окислами железа.

Пылевидные окислы железа в процессе обжига, попадая на куски известняка, вступают с ними в контакт и образуют на поверхности кусков пленку из легкоплавких соединений

7 в виде ферритов кальция, которые путем налипания к ним способствуют дальнейше накоплению пылевидных окислов и увеличению толщины их поверхностного слоя на обжигаемых кусках.

Окислы железа, покрывающие поверхность кусков известняка, предохраняют поверхностные слои кусков от быстрого нагрева и пережега, поддерживают и обеспечивают высокую газопраницаемасть поверхности кусков, обеспечивая беспрепятственное удаление газообразных продуктов реакции разложения. При палидисперснам составе обжигаемого известняка поверхностный слой окислов железа предохраняет также ат пережега мелкие частицы. Все это способству.ет уменьшению образования твердообожженной малоактивной извести и повышению средней степени обжига гоСуммарное количество окислов железа в пыли, подаваемой в зону горения, должно составлять 22

81 мас.%. от массы пыли. Эти прецелы, установленные на основании ис1

ЗО

3= ,еб

Д» у) 2 †:.ытаний, соответствуют качественным изм=-нениям получаемой извести. При концентрации окислов железа в пыли менее 22% способность пыли образовывать легкоплавкие соединения на поверхности кусков известняка резко и: †.дает. Интенсивному и равномерно рассредоточенному образованию на поверхности кусков легкоплавких ферритав кальция мешает присутствие большого количества балласта в пыли. В результате период наведения на поверхности известняка пленки из легкоплавких соединений затягивается, тормозится также образование защитного поверхностного слоя пыли, предохраняющего ат пережага мелкие .частицы известняка и наружные слои-крупных кусков.

При концентрации окислов железа более 81% интенсивность образования легкоплавких соединений черезмерно велика, что приводит к проникновенито реакции образования ферритов кальция вглубь куска. При этом процесс образования легкоплавких соединений на поверхности кусков носит язвенный характер с преимущественйым появлением очагов процесса в местах паверхностнога контакта кусков "лая. Все эта приводит к слиланию куског обжигаемого известняка, их деформации и нарушению газодинамики слоя, сопровождающейся перераспределением потоков продуктов сгорания в слое.

В результате обжиг известняка идет неравномерна. В местах слипания кусков, куда продуктов сгорания проникает нецастаточна, известняк остается с большим недопалом. В та время, как в других местах, где наблюдает=я особенно йнтенсивное поступление продуктов сгорания, имеет места переабжиг известняка с образованием твердообажженного продукта.

Пределы количества подаваемой пылевидной добавки 25-265 г/м продуктов сгорания также устанавливают в результате испытания способа. При расходе пыли менее 25 г/м продуктов сгорания скорость образования пленки из легкоплавких соединений и слоя окислов железа на поверхности кусков известняка недостаточна для предохранения наружных слоев крупных кусков и мелких частиц известняка от пережега. При расходе пыли

1239109

3 более 265 г/м продуктов сгорания наблюдается выпадение пыли в газо— ходах, а также скопление ее большего количества в первых по ходу продуктов сгорания участках слоя обжигаемого известняка,что приводит к существенному нарушению его газодинамики. Большое скопление пыли между кусками в пустотах слоя также способствует слипанию кусков, которое fa ведет к дополнительному нарушению газодинамики слоя и затрудняет операцию выгрузки готового продукта из печи. Кроме того, накопление пыли в пустотах и слипание кусков резко повышает тепловое сопротивление слоя и затрудняет его прогрев. В результате процесс диссоциации известняка протекает медленно, а средняя степень обжига готового продукта существенно снижается.

Способ осуществляют следующим образом.

В экспериментальную шахтную печь реакционным объемом 0,0375 м за- д гружают 53 кг.известняка с размером кусков 20 — 80 мм. Обжиг производят предварительно полученными в выносной топочной камере продуктами сгорания природного газа, которые подают в слой известняка с температурой 1260 С. Расход природного гао за 4,5 м . ч.

В качестве источников пылевидных окислов железа, подаваемых в зону

3S горения топлива, используют конвертерную пыль, суммарное количество окислов железа FeO + Fe О, в которой составляет 84Х. Варьирование

1 суммарным количеством окислов железа в пыли, подаваемой в зону горения, достигается путем смешивания конвертерной пыли с пылевидной известью.

Возможны также добавки к пылевидным окислам железа и других веществ в пылевидном состоянии (например, минералы или продукты их обработки), подача которых в слой обжигаемого известняка обеспечивает высокое качество получаемой металлургической

50 извести.

Гранулометрические составы конвертерной и известковой пыли, используемых при испытаниях, приведены в табл.1. 55

Испытания способа проводят в два этапа.

На первом этапе испытаний определяют оптимальный интервал количества пыли, подаваемой на 1 м продуктов сгорания. Суммарное количество окислов железа в пыли на этом этапе испытаний составляет 52% от массы подаваемой пыли.

Результаты испытаний обжига известняка в экспериментальной шахтной печи с различным количеством пылевидной добавки, подаваемой в продукты сгорания, даны в табл.2.

Качество извести оценивают по степени обработанности материала, которая характеризуется степенью обжига и содержанием свободной извести в готовом продукте, и по активности получаемой извести, определяемой ростом температуры реагирующей смеси за первые 5 с гашения и временем гашения извести.

Как видно из табл.2, при подаче пыли менее 25 г/м продуктов сгора" ния степень обжига готового продукта и активность извести резко падают. Показатели качества получаемой извести при подаче пыли более

265 г/м продуктов сгорания также снижаются. Кроме того, при подаче пыли в количестве более 265 г на м продуктов сгорания наблюдают большое скопление пыли в пустотах слоя и слипание кусков известняка в отдельных участках слоя.

Таким образом, наиболее приемлемым для реализации- предлагаемого способа является интервал количества подаваемой пыли 25-265 г/м продуктов сгорания.

Во втором этапе испытаний определяют минимальное суммарное количество окислов железа в пыли. Для этого в отдельных опытах на 1 м продуктов сгорания подают 145 г пыли ,с различным суммарным количеством в ней окислов железа.

Результаты испытания обжига известняка в экспериментальной шахтной печи с подачей на каждый t мз продуктов сгорания 145 r пыли, содержащей различные суммарные количества окислов железа даны в табл.3 .

Как видно из табл.3, присутствие окислов железа в пыли приводит к улучшению показателей качества получаемой извести. Однако при суммарном содержании окислов железа менее 22 мас.7 и более 81 мас.Ж от

1239109

Таблица 1

Содержание пыли, 7 при ра.змере частичек пыли, мкм

Вид пыли

50 50-100 100-250 250-500

3,2

28 2

19,1

Конвертерная

18,1

Известковая

Таблица 2

Характеристи- Показатели при количестве подаваемой пыки левидной добавки, г/м продуктов сгорания

270

Без подачи пыли (известный способ) Степень обжиra готового продукта,X

72, 3 79,8 92,3 81,4 74,5

72,3

Содержание свободной извести (СаО) в готовом продукте, X

51,2 51,2 б0,0 76, 1 б2,2 54,2 массы пыли качество получаемой изнести резко снижается и мало отличается от:качества извести, получаемой без подачи пыли в продукты сгорания.

Таким образом, при реализации предлагаемого способа содержание окислов железа в пылевидной добавке должно составлять 22 — 81 мас.% от всей массы пыли.

Сопоставительные испытания предлагаемого способа и известного показали, что наличие пылевидных окислов железа в продуктах сгорания топлива, подаваемых на обжиг известняка в шахтную печь, позволяет повысить качество получаемой извести, которое выражается в повышении ее активности и степени обжига °

Применение такой извести, например, в кислородно-конвертерном процессе за счет сокращения времени наведения основного шлака позволяет увеличить выход годного, сократить время продувки, повысить стойкость футеровки, а также улучшить ряд других технико-экономических показа1О телей кислородно-конвертерной.плавки.

При этом сокращается время растворения извести в конвертере эа счет наличия поверхностного слоя окислов

15 железа.

Реализация способа позволит утилизировать ныль, уловленную после металлургических агрегатов и содержащую значительное количество окис20 лов железа (например, уловленный газоочисткой конвертерный унос).

1239109

Продолжение табл.2

Характеристики

25 f 45, 265 270

Рост температуры реагирующей смеси за первые 5с гашения извести, ОС

9 19 24 19 1О

Время гашения извести, мин 4,25 4,17 3,33 2,41 3,08 4,17

Таблица 3

Показатели при суммарном количестве окислов железа, мас.7 от всей массы пыли

Характеристики

21

22

23 32

Без подачи способ) Степень о6жига готового продукта, Е 72,3 75,1 75,9 80,2 84,5 91,5 92,3 94,5 88,5 79,4 72,5

51,5 65 5 56 0 61,1 67 5 74,8 76,1 79,2 71,5 60,0 51,8

Содержание свободной извести (СаО) в готовом .продукте, 7 пыли (известный

Показатели при количестве подаваемой пылевидной добавки, г/м продуктов сгорания

Без подачи пыли (известный способ) 1239109

Продолжение табл.3

Показатели при суммарном количестве окислов железа, -мас.7. от всей массы пыли

Характеристики

21 22

81 . 82

72

32

Без подачи способ) 19 22 . 24 25 21 16 10

12 16

Время гашения извес4, 25 4,08 4,00 3, 17 3,08 2,67 2,41 2, 33 2, 92 3, 33 4,00 ти, мин

Редактор Н.Гунько

Тираж 640 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 3350/19

Производственно-полиграфическое предприятие,г„ужгород.ул.Проеткная,4

Рост температуры реагирующей смеси за первые 5 с гашения извести, С о пыли (известный

Составитель А. Кулабухова

Техред И.Попович Корректор -Я.Пожо