Способ агломерации железорудных материалов
Изобретение относится к предварительной обработке руд в устройствах для спекания с подвижными решетками. Целью изобретения является понижение окисленности железа в агломерате. При агломерации шихт из железорудных материалов на агломерационных машинах в спекаемый слой подают смесь газов, которую получают смешиванием газа, отходящего из вакуум-камер зоны спекания, с газом, отходящим из вакуум-камер зоны охлаждения, или с воздухом. Концентрацию кислорода в смеси газов поддерживают в пределах 13,5-16,0 об.%, смесь газов подают после зажигания в течение времени спекания шихты или спекания шихты и охлаждения спека, а содержание горючего углерода в шихте устанавливают согласно формуле C<SB POS="POST">ш</SB>=C<SB POS="POST">ш(ми</SB>*)+AΔFЕО+Bβ<SB POS="POST">ш</SB>, где A=0,12-0,19 B=2,0-3,6 ΔFЕО - задаваемое значение прироста содержания FEO в агломерате в абс.% β<SB POS="POST">ш</SB> - соотношение содержаний в шихте химически связанного (карбонатного) и горючего углерода в отн.ед. C<SB POS="POST">ш(мин)</SB> - содержание горючего углерода в шихте при ее спекании, при котором окисленность железа в охлажденном спеке практически равна окисленности железа в исходной шихте в %. Изобретение позволяет получить агломерат пониженной окисленности без увеличения расхода твердого топлива. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК (51)5 С 22 В 1 20
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
И А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM
ПРИ ГКНТ СССР
1 (21) 4467056/31-02 (22) 26.07.88 (46) 15.05.90, Бюл. 11-" 18 (71) Институт газа АН УССР (72) В;А. Иурхал (53) 669.1.662.785 (088.8) (56) Исследование возможности рецир" куляции агломерационных газов. — Черная металлургия. Бюллетень НТИ, 1979, N 1, с. 35-36. (54) СПОСОБ АГЛОМЕРАЦИИ ЖЕЛЕЗОРУДНЫХ
МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к предварительной обработке руд в устройствах для спекаиия с подвижными решетками.
Целью изобретения является понижение окисленности железа в агломерате.
При агломерации шихт из желеэорудных материалов на агломерационных машинах в спекаемый слой подают смесь газов, которую получают смешиванием газа, отходящего иэ вакуум-камер зоны спекания,с газом, отходящим из
Изобретение относится к предварительной обработке руд в устройствах для спекання с подвижными решетками ,и может быть использовано в металлургии.
Целью изобретения является понижение окисленности железа в агломерате.
Сущность способа заключается в том, что при агломерации шихт из железорудных материалов в спекаемый слой подают смесь газов, которую получают смешиванием газа, отходящего
„.SU.» 1564399 А1
2 вакуум-камер эоны охла «дения, или с воздухом. Концентрацию кислорода в смеси газов поддерживают в пределах
13,5-16,0 об.Ж, смесь газов подают после зажигания в течение времени спекания шихты или спекания шихты и охлаждения спека, а содержание горючего углерода в шихте устанавливают согласно формуле С =С «„„,+ adFeO+
+ЬД„, где а = 0,12 0,19, b = 2 03,6; d FeO — задаваемое значение при— роста содержания FeO в агломерате в абс.Х; фщ- соотношение содержаний в шихте химически связанного (карбонатного) и горючего углерода в отн.ед., Сц — содержание горючего углеро мин1 да в шихте при ее спекании, при кото, ром окисленность железа в охлажденном спеке практически равна окисленности железа в исходной шихте в Е. Изобретение позволяет получить агломерат пониженной окисленности беэ увеличения расхода твердого топлива. 1 э.п. ф-лы, 2 табл. из вакуум-камер зоны спекания, с газом, отходящим из вакуум-камер зоны охлаждения. или с воздухом, причем концентрацию кислорода в смеси газов поддерживают в пределах 13,516,0 об.й, смесь газов подают после зажигания в течение всего времени спекания шихты или спекания шихты и охлаждения спека, а содержание горючего углерода в шихте устанавливают согласно формуле
С„= Сщ„,„+ а4РеО + Ьp
1564199 где а 012-0,19 (меньшее значение при концентрации 13,5Х, большее — при 16,0X);
b 2 ° 0-3,6 (меньшее значение для шихт из гематитовой руды, большее — для шихт из магнетитовых концентратов, мартитовых и полумартитовых руд);
l0
ДРе0 — задаваемое значение прироста содержания Fe0 в агломерате, абс.Х.
dFe0 < 8 ;
15 р — соотношение содержаний в шихте химически связанного (карбонатного ) и горючего углерода, отн.ед;
С - содержание горючего углеро Фм н) да в шихте при ее спекании с прососом воздуха, при ко" тором окисленность железа
s охлажденном спеке практически равна окисленности железа в исходной шихте,Х, Дпя шихт из гематитовых руд С 2,8-3,0Х; для шихт из магнетитовы™х руд и концентратов — 3,6-3,8Х.
На чертеже представлена зависи мость изменения степени полноты ис пользования химической энергии углерода твердого топлива Д „ отнесенная к изменению концентрации кислорода в смеси газов, подаваемой в слой 35 спекаемого материала, в зависимости от концентрации кислорода в последней, построенная по экспериментальным данным процесса спекания шихт из магнетитового концентрата с. практически 40 одинаковым расходом твердого топлива.
Способ .агломерации шихты иэ железорудных материалов осуществляют следующим образом, Окомкованную шихту, рассчитанную известным способом на содержание в ней углерода С ., откорректированное
"4ми н по приведенной выше формуле, укладывают на слой постели или непосредст- 50 венно на колосниковую решетку агломерационной машины, нагревают продуктами сгорания газового или жидкого топлива, сжимаемого в зажигательном горне. После зажигания нихту спека- $5 ют, при этом в слой подают смесь газов с концентрацией кислорода 13,516,0, которую получают смешением газа, отходящего из вакуум-камер зоны спекания, с газом, отходящим из вакуум-камер зоны охлаждения. Если на агломашине нет зоны охлаждения спека, то отходящий газ из вакуумкамер зоны спекания смешивают с воэГ духом. Смесь газов подают в течение всего времени спекания шихты и охлаждения спека на агломерационной машине °
Охлажденный спек дробят и грохотят с целью выделения годного агломерата.
Если на агломерационной машине нет эоны охлаждения спека, то его дробят, а затем охлаждают в охладителе.
Пределы концентрации кислорода в смеси газов, подаваемой в слой в процессе спекания шихты, установлены по данным экспериментальных исследований.
При содержании кислорода в смеси газов, подаваемой в слой спекаемого материала, свыше 16 ОХ для усиления развития реакций восстановления оксидов железа необходимо увеличивать расход твердого топлива, что сопряжено с усиленным образованием расплава и как следствие, происходит ухудшение прочностных свойств агломерата при его тепловосстановительной обработке.
При содержании кислорода меньше
13,5 резко уменьшается степень использования химической энергии углерода твердого топлива (см.чертеж), что требует увеличения расхода последнего.
Вывод эмпирической формулы выполнен на основе экспериментальных данных, приведенных в табл.! и 2.
Минимальные содержания углерода в шихте С „, при которых практичес,ми и) . ки не получают развития процессы восстановления оксидов железа и не увеличивается содержание оксида железа (II) в агломерате, установлены по результатам экспериментальных исследований по спеканию нефлюсованных шихт из гематитовой руды и магнетитового концентрата (табл.1), Если окисленность железа в агломерате равна окисленности железа в шихте, то это является свидетельством уравновешивания реакций восстановления железа в процессе спекания ших15 ты и реакций его окисления в процессе охлаждения спека, При этом разность концентраций кислорода в фактическом агломерационном газе и газе, который мог бы образовываться при спекании шихты с тем же содержанием углерода, но не содержащей железа, равна нулю, т.е, а 0=(О ) -(О ) О.
Эта разность и взята в качестве параметра, характеризующего степень развития реакций восстановления (окисления )железа. При превалировании восстановления над окислением
h X 0 > О, а при превалировании окисления железа а.ЕО (0.
По данным табл.1 установлены следующие значения С>>, „„,, при которых окисленность железа не изменяется (BKO = О) в процессе спекания шихты и охлаждения спека: для гематитовой руды С,„, 2,8-3,0% (FeO 11 мин)
12%), для магнетитового концентрата3,6-3,8% (FeO 27-28%) .
Для вычисления коэффициента а в формуле, учитывающего влияние прироста FeO на содержание углерода в шихте, вычисляли значения соотношения ЛС, /dFeO для опытов с неофлюсованными шихтами из гематитовой руды и магнетитовог0 концентрата (табл. 2) .
Для приведенных в табл.2 опытов оно колебалось в пределах от 0,12 до 0,19, т.е. и С, = (0,12-0,19)
ЮеО = аЛГеО.
Для определения поправки, отражающей влияние доли флюса в шихте на содержание FeO в агломерате, а следовательно, и на содержание горючего углерода в шихте, по данным табл.2 строили графики FeO = g(9„), по которым находили значения тангенса углов наклона прямых к оси координат
/ „,(13,9 для шихт гематитовой руды, 23,4 для шихт из магш.титовых концентратов). TQY как С зависит от заданного содержания FeO в агломерате, то полученные значения тангенсов углов наклона прямых умножали на среднее значение коэффициента = 0 15 и таким образом находили значения коэффициента Ь в приведенной выше эмпирической формуле, равные 2,0 и 3,6 соответственно для шихт иэ гематитовой руды и магнетитового концентрата, Для шихт, содержащих оба типа железорудных материало>., значения коэффициента Ь устанавливают в пределах
64199
2,0-3,6 в зависимости от массовых долей компонентов в шихте.
Пример 1 (по прототипу). Шихту, состоящую из гематитовой руды и возврата и содерж ::ую З,.ОХ горючего углерода, смешив чи, увлажняли и окомковывали. В чашу агломерационной установки на колосниковую решетку загружали слой постели иэ дробленого агломерата класса 5-13 мм, а затем слой окомкованной шихты.
Верхний пласт шихты нагревали прососом продуктов сгорания природного v
I газа, сжигаемого в зажигательном горне. По окончании зажигания в слой подавали смесь агломерационного газа с воздухом с концентрацией кислорода 18,8Х. После спекания шихты по всей высоте слоя и охлаждения пирог аглоспека извлекали из чаши, дробили, отсевали мелочь.
Л р и м е р 2. Шихту из гематитовой руды или магнетитового концентрата и возврата с содержанием горючего углерода 2,8-6,0Х смешивали, увлажняли и окомковывали. В чашу Bl ломерационной установки на колосниковую решетку загружали слой постели из агломерата класса 5-13 мм, а эаггм окомкованную шихту. Верхний пласт слоя шихты нагревали прососом продуктов сгорания природного rasa> сжигаемого в эажигагельном горне.
По окончании зажигания в слой подавали смесь газов с содержанием кислорода 13,0-18,8%, которую получали смешиванием агломерационного газа с воздухом, Смесь подавали в течение всего времени спекания шихты и охлаждения спека. Охлажденный спек извлекали из агломерационной чаши, дробили, отсеивали мелочь. Иэ годного агломерата отбирали пробу для химического анализа.
При подаче в слой смеси газов с содержанием кислорода 13,5-16,ОХ получали агломерат с повышенным содержанием ЕеО и пониженным содержанием
Fe 1564199 Таблица1 Содержание горючего углерода в шихте,% ))агнетитовый концентрат Гематитовая руда Д20,% Fe0 7. дно% 8,8 1)...12 14,6 -0,8 -0,1... ° 0,1 ОР9 2,5 2,8-3,0 3,5 3,6-3,8 4,2 26,0 27...28 -0,7 -0,1 О,) 0i3 Т абли g а 2 Изменение содержания оксида железа (11) в агломерате в зависимости от содержаний горючего и карбонатового углерода в шихте /3ю РеО, отн. ед. % С„,, % Основной и железорудный материал шихты Шихта из .гематитовой руды без флюса То же 12,0 )7,3 24,0 О О 18,8 3,0 18,8 4,0 18,8 5 0 Шихта из гемагитовой руды с добавкой 10% флюса То же, с добавкой 207 флюса 10,0 0,38 18,8 3,0 18) 8 3,0 0,74 ного использования отходящего агломерационного газа в процессе спека-. ния шихты Формула изобретения 1. Способ- агломерации желеэорудных материалов, включающий дозироваНие компонентов, смешивание, увлажнение и окомкование шихты, укладку оком-, )О Кованной шихты на колосниковую решетку агломерационной машины, зажиГание шихты и спекание с подачей в слой смеси газа, отходящего из ваКуум-камер зоны спекания с газом, отходящим из вакуум-камер зоны охлаждения, или с воздухом, охлаждение спека, его дробление и грохочение с выделением годного агломерата, отличающийся тем, что, с целью понижения окисленности железа в а"ломерате, концентрацию кислорода) в смеси газов поддерживают в пределах )3 5-16,0 об.% а содержание горючего углерода в пп;хте устанавливают согласно формуле С С ш „„,+ аДРеО + Ъв где a = 0,12-б,)9; Ъ = 2,0-3,6; 6РеΠ— задаваемое значение прироста содержания оксида железа (II) в агломерате; р — соотношение содержаний в шихте химически связанного Якарбонатного7 и горючего углерода, отн.ед, Сы „„„ - содержание горючего углерода в шихте при спекании ее с прососом воздуха, при котором окисленность железа в охлажденном спеке равна окнсленности железа в исходной шихте. 2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что смесь газов подают в слой в течение времени спекания шихты и охлаждения спека на агломерационной машине. 1564199 ) 1 ) З Продолжение табл.2 4 ) 5 То же, беэ добавки флюса То же II 11 Шихта иэ гематитовой руды с добавкой 10Х флюса То же 15,0 3,0 l5 0 4,24 )5,0 6,0 0,38 0,27 0,20 l4,0 17,3 24,8 Шихта из гематитовой руды с добавкой 207 флюса То же 15,0 3,0 15 0 4,0 ! 5,0 6,0 0,74 0,56 0,36 12,0 l2,8 17,3 18,8 4,0 18,8 4 SI 29,0 0,26 28,8 l8,8 4,48 15 0 3,8 0,47 .0 22,4 3l,6 15 0 3,6 15,0 3,7 0,37 27,0 То же, с добавкой 207. флюса 21 0 0,38 Составитель Л. Шашенков Техред Л.ОЛийнык Редактор Л. Веселовская Корректор Э. Лончакова Заказ 1139 Тираж 491 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 Шихта иэ магнетитового концентрата без добавки флюса То же, с добавкой 10 флюса То же, с добавкой 207. флюса То же, беэ добавки флюса То же, с добавкой IOX флюса! 5,0 3,0 13,5 2,8 l3 0 2,9 . 16,0 3,0 16,5 3,0 15,0 4,! 15 0 5,2 0 0 0 16,0 l8,0 l8,S 16,0 15,8 2l,4 28,6
