Способ агломерации

 

Изобретение относится к подготовке рудных материалов к плавке, а именно к агломерации,-и может быть использовано при термической обработке материалов на конвейерных агломерационных машинах металлургической и химической промьгашенности. Целью изобретения является получение однородного по составу спека и улучшение качества агломерата. На агломашине производят двухслойное спекание шихты с различным содержанием топлива в слоях. Измеряют температуру или плотность теплового потока поперечного сечения слоя материала при изменении направ- ,ления его перемещения с образцом, соответствующим заданной объемной концентрации твердого топлива, и разницу используют в качестве параметра регулирования процесса. Измеряют также разность максимальных температур ьТ (плотностей) нижнего и верхнего слоя, которую используют в качестве косвенного параметра регулирования. Разность между содержанием топлива в шихте верхнего В и нижнего слоев поддерживают по зависимости дВ.(: с ,„(20,5±2,0) (I,5t0,15)-(b,01i ® ±0,00Оqj -(0,01210,001 )дТ 1(1000/ /С), кг/м при В 70-85 кг/м где q - удельньй расход тепла внешнего источника, МДж/м ; С - количество горючего углерода в 1 т сухого S топлива, кг. 1 ил, 1 табл. (Л to со 05 NU

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (Я) 4 С 22 В 1/16 р

f

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCKOIVlV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4ь

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3918818/22-02 (22) 01.07.85 (46) 23.02.87. Бюл. К 7 (71) Институт газа АН УССР (72) .В.А.Шурхал и В.П.Якубовский (53) 669.1:622.785 (088.8) (56) Вегман Е.Ф. Теория и технология агломерации. M. Металлургия, 1974,. с. 113-114.

Патент США Р 3578437, кл. 75-5,,1971. (54) СПОСОБ АГЛОМЕРАЦИИ (57) Изобретение относится к подготовке рудных материалов к плавке, а именно к агломерации, и может быть использовано при термической обработке материалов на конвейерных агломерационных машинах металлургической и химической промьнпленности. Целью изобретения является получение однородного по составу спека и улучшение качества агломерата. На агломашине производят двухслойное спекание шихты с

„„SU„„1291614 A1 различным содержанием топлива в слоях.

Измеряют температуру или плотность теплового потока поперечного сечения слоя материала при изменении направ,ления его перемещения с образцом, соответствующим заданной объемной концентрации твердого топлива, и разницу используют в качестве параметра регулирования процесса. Измеряют также разность максимальных температур ьТ (плотностей) нижнего н верхнего слоя, которую используют в качестве косвенного параметра регулирования. Pasность между содержанием топлива в шихте верхнего В, и нижнего В,„ слоев поддерживают по зависимости aB> =

=В -В,.„=(20,5+2,0) Г(1,5+0,15)-(0,01 ;

+0,001) с „-(0,012+0,001) aT )(1000/

/С ), кг/м, при В,„=70-85 кг/м, где q — удельньп» расход тепла внев.н. с шнего источника, ИДж/м ; С» — количество горючего углерода в 1 т сухого топлива, кг, 1 ил, 1 табл.

1291614

Изобретение относится к подготовке рудных материалов к плавке, а именно к агломерации, и может быть использовано при термической обработке материалов на конвейерных агломерационных 5 машинах металлургической и химической промышленности.

Цель изобретения — получение однородного по составу спека и улучшение качества агломерата.

На чертеже представлен график, поясняющий предлагаемый способ.

Способ агломерации осуществляют в следующей последовательности. . f5

Компоненты шихты (железорудные материалы, флюсы, топливо, оборотный продукт) дозируют, смешивают, увлажняют и окомковывают двумя раздельными потоками. На колосниковую решетку 2р агломерационной машины загружают шихту нижнего слоя с объемной концентрацией топлива от 70 до 85 кг/м . Нижний предел относится к шихтам на основе магнетитовых руд и концентра- 25 тов, верхний — к шихтам на основе гематитовых, гематито-мартитовых и других руд; затем загружают шихту верхнего слоя с объемной концентрацией топлива, вычисленной по зависи- 33 мости (1) при дТ=О. Нагревают шихту прососом горнового газа (продукты сгорания газа, твердого или жидкого топлива в зажигательном горне). На участках агломашины, соответствующих спеканию шихты верхнего и нижнего слоев, производят изменение направления перемещения слоя посредством его сдвига вместе с паллетой в направлении, перпендикулярном плоскости по- 4р лотна агломашины. Сканирующим устройством или устройством с большим углом охвата (оптический пирометр, радар инфракрасного излучения и др,) измеряют температуру и/или плотность теп-45 лового потока поперечного сечения слоя.

После измерения сдвигают слой вместе с паллетой в обратном направлении, т.е, приводят паллету в рабочее 5р положение. Сдвиг слоя на обоих уча- стках агломашины проводят одновременно или с некоторым временным интервалом. Одновременно измеряют теплотворную способность газового или жидкого55 топлива, используемого для внешнего нагрева, его расход, скорость движения паллет и определяют содержание горючего углерода в твердом топливе.

Информация об измеренных параметрах передается в. управляющее устройство (например, управляющая вычислительная машина — УВМ), где проводится вычисление измеренной разности температур Т процесса спекания шихты нижнего Т„ и верхнего Т слоев и/или разности плотностей теплового потока Е и нижнего E è верхнего Е слоев и удельного расхода тепла внешнего источника, Разность объемных концентраций топлива в шихте верхнего и нижнего слоев вычисляют по зависимости. а Bт=Втэ -В„н.= (20,5 2,0) / (1, 5+-О, 15) х

; х (0, 010 +О, 001) q ) — (О, 012+ 0, 001) х хдТ/ (1000/С ), кг/мэ (1) после чего устанавливают соответствующую объемную концентрацию твердого топлива в шихте верхнего слоя.

Удельный расход тепла внешнего источника вычисляют по формуле

РУ

q = — тх-- Q -x Мдж/м2 (2) вн б ОВ„" Ч„

) где „— ширина паллет агломерационной машины, м;

Ч„ — тепловая КПД зажигательного горна, доли единицы; е — низшая теплотворная способность газового или жидкого топлива, ИДж/м- или МДж/кг;

Ч вЂ” часовой расход газового или жидкого топлива на внешней нагрев спекаемого материала, м /ч или кг/ч;

Ч„ — скорость движения паллет.

Определяют знак и величину отклонения 6,Т=Т„ -Т> и/или аЕ=Ен-Eå, B слу чае отрицательного значения дТ (вЕ) сопоставляют измеренное .значение Т (Е„) с заданным образцом Т„ (Е„) .

При дТ„=T„-T„ 0 и/или ьЕ„=E Å„ > О выдается соответствующий сигнал на изменение расхода (объемной концентрации) .твердого топлива в шихту нижнего слоя: при д T„> 0(дЕ„)0) — уменьшают, а при дТ„ О (дЕ„< О) — увеличивают.

Через некоторый промежуток времени проводят повторное измерение температур и/или плотностей тепловых потоков и вычисление разностей аТн (AE„). При достижении условия дТ„Ф

ФО (ьЕ О) вычисляют разность обън емных концентраций топлива в шихте верхнего и нижнего слоев и соответственно изменяют расход (объемную

129161 концентрацию) топлива в шихту верхнего слоя. При дТ=Т -Т сО (дЕ=Е„-Ее< 0) объемную кониентрацию топлива уменьшают, а при дТ=Т„-Т о О (дЕ=Е -Е >О)— увеличивают, При небольших зйачениях дТ (дЕ) тепловой режим процесса регулируют посредством изменения удельного расхода тепла внешнего .источника; при дТ < Π— уменьшают, а при ьТ ) Π— увеличивают. 10

На чертеже приведены построенные по данным промышленных опытов зависимости распределения процентного содержания оксида железа (FeO) в аглоспеке по высоте пирога при спека- 15 нии шихты из смеси руд Курской магнитной аномалии с различными объемными концентрациями топлива в шихте верхнего и нижнего слоев в опытах (примерах): 2 — В, =105,2 кг/м, 20

В „=72,3 кг/м ; 3 — В„=106,2 кг/мз;

В.,„=87,3 кг/м; 4 — В„. =114,7 кг/м

В, „=86, 3 кг/м ; 5 — В, „=71;6 кг/м, В,.„=77,3 кг/ме .

Для сравнения процесс агломерации проводят известным способом, согласно которому шихту из смеси мартитогематитовых руд КМА с объемной концентрацией твердого топлива 72,3кг/м 30 смешивают, увлажняют и окомковывают.

Окомкованную шихту загружают на колосниковую решетку агломерационной ма-. шины одним слоем высотой 280 мм. Шихту нагревают прососом продуктов cI"орания газового топлива при удельном расходе тепла внешнего источника

64,9 МДж/м . Через отверстия в борту паллеты в шихту вводят две термопары и измеряют температуру процесса спе- 40 кания на расстоянии 120 и 200 мм от поверхности шихты на колосниковой-решетке.

Пример 1. Компоненты шихты дозируют, смешивают, увлажняют. Смесь ф5 окомковывают. Подготовку шихты осуществляют двумя потоками, Затем шихту с объемной концентрацией твердого топлива В,„ =72,3 кг/м загружают на колосниковую решетку агломерационной 50 машины слоем высотой 140 мм, затем загружают шихту с объемной концентрацией 105 2 кг/м слоем высотой 140 мм.

Разность объемных концентраций топлива в шихте верхнего и нижнего clIoев равна дВ=32,9 кг/м . Содержание углерода в сухом топливе С =85X, Шихту верхнего слоя нагревают подводом тепла от внешнего источника при уде4 4 льном расходе тепла q =56,5 МДж/м е.н площади поверхности слоя. Через отверстия в борту галлеты в шихту верхнего и нижнего слоев вводят термопары и измеряют температуру процесса.

Разность температур дТ спекания шихты нижнего слоя T„ Tе: дТ=Т -Т =-68 К. После спекания шихты в паллету снимают с агломашины, пирог аглоспека делят по высоте на четыре части и определяют содержание в них эакиси железа.

Аналогично проводят опыты по примерам 2-24 с различными значениями

В,.в . В,. и qâí. Согласно примеру 10 спекают шихту из концентрата Коршуновского-ГОКа.

Изменение разности температур процесса спекания шихты нижнего и верхнего слоев в зависимости от разности объемных концентраций топлива при различных значениях удельного тепла внешнего источника приведено в таблице, а результаты по примерам 1-4 приведены и на чертеже.

Из данных таблицы следует, что практически одинаковый температурный режим процесса спекания шихты верхнего и нижнего слоев (дТ=Т„-T )=0+25 К) достигается при поддержании в определенных интервалах объемной концентрации твердого топлива в шихте нижнего слоя (от 70 до 85 кг/м ) и разности объемных концентраций топлива в шихте верхнего и нижнего слоев — от 16,4 до

28,4 кг/м . На основании данных таблицы, а также результатов других опытов получают эмпирическую зависимость между разностью объемных концентраций топлива в шихте верхнего и нижнего слоев (дВ =В -В,„), удельным расходом тепла внешнего источника, разностью температур процесса спекания шихты. нижнего и верхнего слоев (дТ=Т„ -Те) и содержанием горючего углерода в сухом топливе:

Вт=(20 5+2 0)/(1 5+0 "5) (О 010+

- О, 001) q,„-(0,012+0, 001) дТ / х

x(1000/С ), кг/м, где q — удельный расход тепла,. ен. внешнего источника, МДж/м ;

С вЂ” количество горючего углерода в 1 т сухого твердого топлива, кг.

При поддержании в приведенных интервалах объемной концентрации, топлива в шихте нижнего и верхнего слоев по зависимости (1) и концентрации топ5 129161 лива в шихте нижнего слоя в пределах от 70 до 85 кг/м получают спек с практически одинаковой окисленностью железа по высоте пирога (опыты 3 и 4, см. чертеж), В то же время при спека- 5 нии двухслойной шихты с лВ, =-5,7 кг/м, т.е. меньше нижнего предела, определяемого по зависимости (1), получают спек с крайне неоднородной окисленностью железа (опыт 4). При разности 10 объемных концентраций топлива в шихте верхнего и нижнего слоев больше верхнего предела, определяемого зависимостью (1}, получают спек с понижающейся по высоте пирога окисленностью 15 железа (опыт 1, см. чертеж). При поддержании разности объемных концентраций твердого топлива в шихте верхнего и нижнего слоев в интервале, определяемом зависимостью (1), существенно 20 (на 2-3 абс.X) сокращаются пределы колебаний процентного содержания FeO в спеке и товарном агломерате (на

0,2-0,25 абс.Е). Из аглоспека с одинаковой по высоте пирога окисленностью..25 железа получается равномерный по rpai нулометрическому составу агломерат с узкими пределами колебаний содержания в нем фракции 5-0 мм. В результате сокращается удельный расход кокса на выплавку чугуна в доменной печи.

Формула изобретения

Способ агломерации, включающий до- 35 зирование и смешение компонентов.шихты, увлажнение и окомкование смеси одним или двумя раздельными потоками, загрузку окомкованной шихты на колос-, никовую решетку агломерационной маши- 0 ны двумя слоями с различной объемной

4 6 концентрацией твердого топлива, нагрев шихты верхнего слоя с прососом продуктов сгорания топлива, сжигаемого над слоем, измерение температуры и/или плотности теплового потока поперечного сечения слоя материала на агломерационной машине при изменении направления его перемещения в период спекания нижнего слоя, сравнение измеренной температуры .и/или плотности теплового потока в поперечном сечении нижнего слоя с образцом, соответствующим заданной объемной концентрации твердого топлива и использование этой разницы в качестве параметра регулирования процесса спекания, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью получения однородного по составу спека и улучшения качества агломерата, дополнительно измеряют температуры и/или плотности теплового потока в поперечном сечении слоя при изменении направления его перемещения в период спекания шихты верхнего слоя, а в качестве косвенного параметра регулирования используют разность максимальных температур процесса спекания шихты .дТ=Т„ -Т и/или разность плотностей тепловых потоков дЕ=Ен-Ее нижнего и верхнего слоев, при этом разность объемных концентраций твердого топлива в шихте верхнего В - и нижнего В,g слоев поддерживают по зависимости дВт=В,е =В .=.(20, 5 2,0) ((1, 5+О, 1 5):-(0,01 0,001) q „-(0,012+0,001)х хдТ1 (1000/С., ), при В „=70-85 кг/мз, где q — удельный расход топла внеше.н него источника, МДж /м ; с

С„ — количество горючего углерода в 1 т сухого топлива,кг.

-40

-68

-60

176

По известному способу 98,2 98,9

105,2 72,3

106,2 87,3

114,7 86,3

71,6 77,3

0 64,9

32,9 56,5

18,9 63,2

28,4 70,3

-5,7 70,3

106,2 87,3

114,7 86,3

104,7 72,3

104,7 72,3

70,0

18,9

-26

-92

-54

50 0

32,4

-122

104,7 72,3 32,4

90,0

80,0

11,0

25

11,0 90,0

53,0

29,9

25

52,8

20,0

70,0

20,0

-39

20,0

90,0

24,9

52,0

24,9 70,0

24, 9-.

90,0

-70

16,4 60,0

40

75,0

16,4

21

167

60,0

-0,6

16,4

22.

-12

90,0

-0,6

120

75,0

-0,6

90,0

87,5 76,5

87,5 76,5

104,7 74,8

149,6 129,6

149,6 129,6

149,6 129,6

107,2 82,3

107,2 82,3

107,2 82,3

95,7 79,3

95,7 79,3

86,9 87,5

95,7 79,3

86,9 87,5

86,9 87,5

1291614 8

Продолжение табли

4 5 6

28,4 50 032,4 72,3

1 291614

gO а 18

g 14

80 720 1О 200 ЯО

1ассщвиние om бра спк„ии

Составитель Л.Шашенков

Редактор Н.Егорова Техред М.Ходанич Корректор А.Ильин

Заказ 205/29 Тираж 605 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4