Способ спекания низкоосновного агломерата

 

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к процессам подготовки сырья к доменному переделу. Сущность: способ спекания низкоосновного агломерата включает последовательную подачу на движущиеся спекательные тележки двух слоев агломерационной шихты различной толщины и с различным содержанием в каждом из них твердого топлива и влаги, последующее зажигание шихты и создание под спекательными тележками разрежения. В процессе спекания скорость движения спекательных тележек устанавливают по зависимости: V = K · Q_ЖС · T_ВС · W_НС · H_НС · P/ T_НС · W_ВС · H_ВС · B, где V - скорость движения спекательных тележек, м/мин; Q_ЖС - расход железорудной составляющей шихты, кг/т агломерационной шихты; T_ВС, T_НС - расход твердого топлива соответственно в верхнем и нижнем слоях, кг/т агломерационной шихты; W_ВС, W_НС - содержание влаги соответственно в верхнем и нижнем слоях, %; H_ВС, H_НС - толщина слоев шихты, соответственно верхнего и нижнего, мм; Р - разрежение под спектральными тележками, мм вод.ст.; В - необходимая основность готового агломерата, равная 0,5 - 0,7, безразмерная; К - эмпирический коэффициент, характеризующий скорость спекания шихты в обоих слоях, равный (8,5 - 80) · 10^-7, м · т/мин · кг (мм вод.ст.), при этом толщину нижнего слоя шихты устанавливают в пределах 0,2 - 0,8 от суммарной толщины слоя шихты. В качестве железорудной составляющей шихты используют шлам, смесь железорудных концентратов, отсев агломерата, окалину. Расход каждого компонента устанавливают соответственно в пределах (0,05 - 0,13), (0,7 - 0,8), (0,11 - 0,12) и (0,03 - 0,065) от расхода железорудной составляющей шихты. Технический эффект при использовании изобретения заключается в обеспечении условий получения агломерата с низкой основностью в пределах 0,5 - 0,7. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к металлургии, конкретнее, к процессам подготовки сырья к доменному переделу.

Известен способ спекания агломерата, включающий последовательную подачу на движущиеся спекательные тележки двух слоев агломерационной шихты различной толщины и с различным содержанием в каждом из них твердого топлива и влаги, последующее зажигание шихты и создание разрежения под спекательными тележками.

Спекание осуществляют с переменной скоростью перемещения спекательных тележек, определяемой по следующей зависимости: V = K · T · m · H · q/t · M · h · Q, где V - скорость перемещения спекательных тележек, м/мин, Т - содержание железорудного концентрата в шихте, %, t - содержание твердого топлива в шихте, %, М, m - содержание твердого топлива в шихте, соответственно, в нижнем и верхнем слоях, %, H, h - толщина нижнего и верхнего слоев шихты, мм, Q, q - содержание влаги в шихте соответственно в нижнем и верхнем слоях, %, К - эмпирический коэффициент, характеризующий скорость спекания шихты в обоих слоях, равный 0,1-0,2 м/мин.

При этом отношение массы железорудного концентрата к массе твердого топлива в шихте поддерживают в пределах 12-20.

(Патент RU 2114190, кл. С 22 В 1/20, 27.06.1998).

Недостатком известного способа является невозможность обеспечения низкой основности получаемого агломерата.

Наиболее близким техническим решением является способ спекания офлюсованного, в том числе и низкоосновного, агломерата, включающий последовательную подачу на движущиеся спекательные тележки двух слоев офлюсованной агломерационной шихты различной толщины и с различным содержанием в каждом из них твердого топлива, последующее зажигание шихты, создание под спекательными тележками разрежения и регулирование процесса спекания путем регулирования расходом топлива на зажигание и нагрев по определенным зависимостям (патент RU 2124057, С 21 В 1/16, 20.12.1998).

Недостатком данного способа является то, что в составе известной агломерационной шихты не регламентировано содержание флюсов по отношению к железорудной составляющей, что не позволяет гарантированно получать агломерат с заданной низкой основностью 0,5-0,7.

Технический эффект при использовании изобретения заключается в обеспечении условий получения качественного агломерата с основностью в пределах 0,5-0,7.

Указанный технический эффект достигают тем, что способ спекания низкоосновного агломерата включает последовательную подачу на движущиеся спекательные тележки двух слоев агломерационной офлюсованной шихты различной толщины и с различным содержанием в каждом из них твердого топлива и влаги, последующее зажигание шихты и создание под спекательными тележками разрежения. В процессе спекания скорость движения спекательных тележек устанавливают по зависимости: V = K · Q_жс · T_вс · W_нс · H_нс · P/T_нс · W_вс · H_вс · B,
где V - скорость движения спекательных тележек, м/мин,
Q_жс - расход железорудной составляющей шихты, кг/т агломерационной шихты,
T_вс, T_нс - расход твердого топлива соответственно в верхнем и нижнем слоях, кг/т агломерационной шихты,
W_вс, W_нс - содержание влаги соответственно в верхнем и нижнем слоях, %,
Н_вс, Н_нс - толщина слоев шихты соответственно верхнего и нижнего, мм,
P - разрежение под спекательными тележками, мм вод. ст.,
В - необходимая основность готового агломерата, безразмерная, равная 0,5-0,7,
К - эмпирический коэффициент, характеризующий скорость спекания шихты в обоих слоях, равный (8,5-80) · 10^-7 м· т/мин · кг (мм вод.ст.), при этом толщину нижнего слоя шихты устанавливают в пределах 0,2-0,8 от суммарной толщины слоя шихты.

В качестве железорудной составляющей шихты используют шлам, смесь железорудных концентратов, отсев агломерата, окалину. Расход каждого компонента устанавливают соответственно в пределах (0,05-0,13), (0,7-0,8), (0,11-0,12) и (0,03-0,065) от расхода железорудной составляющей шихты.

Пониженная основность спекаемого агломерата будет достигаться за счет оптимального и необходимого количества железорудной составляющей в агломерационной шихте в условиях отсутствия в ней флюсов. При установлении оптимального значения скорости движения спекательных тележек обеспечивается повышение стабильности и производительности процесса спекания агломерационной шихты, повышение прочности получаемого агломерата и выхода годного агломерата, сокращение расходов газообразного и твердого топлива, железорудной составляющей шихты.

Диапазон значений эмпирического коэффициента "K" в пределах (8,5-80)·10^-7 объясняется физико-химическими закономерностями процесса спекания агломерационной шихты. При меньших значениях скорость движения спекательных тележек будет превосходить допустимые пределы, при этом не будет происходить полного спекания агломерата. При больших значениях не будет обеспечиваться необходимое качество спеченого агломерата при одновременном снижении производительности процесса спекания агломерата.

Указанный диапазон устанавливают в обратной зависимости от необходимого значения основности готового агломерата.

Указанные выше расходы компонентов железорудной составляющей агломерационной шихты объясняются физико-химическими закономерностями спекания шихты. Эти диапазоны устанавливаются в зависимости от необходимого значения основности готового агломерата.

Диапазон величины толщины нижнего слоя шихты в пределах 0,2-0,8 от суммарной толщины слоя шихты объясняется физико-химическими закономерностями спекания шихты и необходимостью соответствия вертикальной скорости спекания по толщине слоя шихты и окончания процесса спекания на выходе агломерата из агломерационной машины.

Указанный диапазон устанавливают в зависимости от необходимого значения основности готового агломерата.

Применение предлагаемого способа позволяет получать высококачественный агломерат с низким модулем основности CaO/SiO₂ в пределах 0,5-0,7 для использования в доменной печи при выплавке чугуна. Полученный агломерат позволяет повысить производительность доменной печи, снизить расход кокса в доменной шихте за счет периодического ввода в печь кислого агломерата для раскисления первичных шлаков, частичной промывки шихты доменной печи и оптимизации шлакового режима доменной плавки.

Анализ научно-технической и патентной литературы показывает отсутствие совпадения отличительных признаков заявляемого способа с признаками известных технических решений. На основании этого делается вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "изобретательский уровень".

Ниже дан вариант осуществления изобретения, не исключающий другие варианты в пределах формулы изобретения.

Способ спекания низкоосновного агломерата в смесь осуществляют следующим образом.

Пример. Перед спеканием низкоосновного агломерата в смесь железорудных концентратов добавляют известь, шлам, окалину, отсев агломерата, добавляют твердое топливо в виде угля, антрацитных штыбов, коксовой мелочи и т.д. Далее шихту перемешивают и увлажняют. Готовую агломерационную шихту при помощи двух барабанных питателей последовательно подают на движущиеся опекательные тележки двумя слоями различной толщины. В общем случае толщина слоев может быть одинаковой. Содержание твердого топлива и влаги в слоях шихты различно. Затем слой шихты зажигают при помощи зажигательного горна. Под движущимися спекательными тележками создают разрежение.

В процессе спекания скорость движения спекательных тележек устанавливают по зависимости;
V = K · Q_жс · T_вс · W_нс · H_нс · P/T_нс · W_вс · H_вс B,
где V - скорость движения спекательных тележек, м/мин;
Q_жс - расход железорудной составляющей шихты, кг/т шихты;
T_вс, T_нс - расход твердого топлива соответственно в верхнем и нижнем слоях, кг/т агломерационной шихты;
W_вс, W_нс - содержание влаги соответственно в верхнем и нижнем слоях, %;
H_вс, H_нс - толщина, слоев шихты, соответственно верхнего и нижнего, мм;
P - разрежение под спекательными тележками, мм.вод.ст.;
B - необходимая основность готового агломерата, безразмерная, равная 0,5-0,7;
K - эмпирический коэффициент, характеризующий скорость спекания шихты в обоих слоях, равный (8,5-80) · 10^-7 м·т/мин·кг (мм вод.ст.).

При этом толщину нижнего слоя шихты устанавливают в пределах 0,2-0,8 от суммарной толщины слоя шихты.

В качестве железорудной составляющей шихты используют шлам, смесь железорудных концентратов, отсев агломерата, окалину. Расход каждого компонента устанавливают соответственно в пределах (0,05-0,13), (0,7-0,8), (0,11-0,12) и (0,03-0,065) от расхода железорудной составляющей шихты.

В таблице приведены примеры осуществления способа с различными технологическими параметрами.

В первом примере вследствие малого значения скорости движения спекательных тележек не используется вся длина агломерационной машины, что приводит к снижению производительности процесса спекания. При этом величина основности агломерата получается ниже необходимого значения.

В пятом примере вследствие большого значения скорости движения спекательных тележек процесс полного спекания агломерационной шихты не происходит, что приводит к снижению качества и выхода годного агломерата. При этом основность готового агломерата получается выше необходимых значений.

В оптимальных примерах 2-4 вследствие необходимого состава агломерационной шихты и соотношения толщин ее слоев, скорости перемещения спекательных тележек гарантированно обеспечивается соответствие скорости движения тележек, вертикальной скорости спекания по толщине слоя шихты и окончание процесса спекания на выходе агломерационной машины.

Кроме того, обеспечивается необходимое значение основности готового агломерата. Применение изобретения позволяет повысить выход годного агломерата на 18-22%.

Формула изобретения

1. Способ спекания низкоосновного агломерата, включающий последовательную подачу на движущиеся спекательные тележки двух слоев агломерационной шихты различной толщины и с различным содержанием в каждом из них твердого топлива и влаги, последующее зажигание шихты и создание под спекательными тележками разрежения, отличающийся тем, что в процессе спекания скорость движения спекательных тележек устанавливают по зависимости
V = K · Q_жс · T_вс · W_нс · H_нс · P/T_нс · W_вс · H_BC · B,
где V - скорость движения спекательных тележек, м/мин;
Q_жс - расход железорудной составляющей шихты, кг/т агломерационной шихты;
Т_вс, Т_нс - расход твердого топлива соответственно в верхнем и нижнем слоях, кг/т агломерационной шихты;
W_вс, W_нс - содержание влаги соответственно в верхнем и нижнем слоях, %;
Н_вс, Н_нс - толщина слоев шихты, соответственно верхнего и нижнего, мм;
Р - разрежение под спектральными тележками, мм вод.ст.;
В - необходимая основность готового агломерата, безразмерная, равная 0,5 - 0,7;
К - эмпирический коэффициент, характеризующий скорость спекания шихты в обоих слоях, равный (8,5 - 80) · 10^-7; м · т/мин · кг (мм вод.ст.),
при этом толщину нижнего слоя шихты устанавливают в пределах 0,2 - 0,8 от суммарной толщины слоя шихты.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве железорудной составляющей шихты используют шлам, смесь железорудных концентратов, отсев агломерата, окалину, причем расход каждого компонента устанавливают соответственно в пределах (0,05 - 0,13), (0,7 - 0,8), (0,11 - 0,12) и (0,03 - 0,065) от расхода железорудной составляющей шихты.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2