Способ производства высокоосновного агломерата

 

Изобретение относится к области подготовки сырья к плавке, в частности к способам окускования железорудного сырья. Способ включает смешение железосодержащего материала, Мg-содержащего материала и известняка в соотношении (0,04-0,8): (0,1-8,0): 1, их увлажнение, измельчение до крупности 100% менее 0,1 мм, окомкование и спекание. Окомкование и спекание осуществляют во вращающейся печи. При этом спекание ведут при 1320-1500^oС в течение 15-25 мин. Изобретение позволит получить высокоосновный агломерат с отношением (CaО+MgO)/SiO₂>7, не разрушаемый в процессе длительного хранения. 2 табл.

Изобретение относится к области подготовки сырья к плавке, в частности к способам окускования сырья, используемого в конвертерной плавке в качестве флюса.

Известен способ производства офлюсованного сырья [1], где в смесь известь-железосодержащих материалов перед измельчением вводят углеродсодержащий материал в количестве 10-20% от общего его содержания в шихте. Применение этого способа повышает производительность установки и улучшает качество агломерата.

Недостатком способа является низкое качество агломерата при использовании высокоосновной шихты, в частности его разрушение при длительном хранении, сопровождающееся выделением значительного количества мелочи класса 0-5 мм.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ производства флюсованного агломерата [2].

Агломерационную шихту, включающую железную руду с глиноземистой породой и магнийсодержащей составляющей, любой вид флюсов и твердое топливо совместно измельчают в дробилке ударного действия до крупности менее 1 мм, затем гранулируют в окомкователе любого типа и спекают.

Недостатком способа является недостаточно высокая основность 2,5-7 и недостаточно длительное время хранения на открытом воздухе без разрушения.

Задачей изобретения является получение высокоосновного агломерата с отношением (CaO+MgO)/SiO₂ > 7, не разрушающегося в процессе длительного хранения.

Поставленная задача достигается тем, что в известном способе, включающем смешивание компонентов шихты, увлажнение, измельчение, окомкование, нагрев и спекание, согласно изобретению железосодержащий материал предварительно смешивают с Mg-содержащим материалом и известняком в соотношении (0,04-0,8): (0,1-8,0): 1, смесь измельчают до крупности 100% менее 0,1 мм, окомкование и спекание осуществляют во вращающейся печи, при этом спекание ведут при температуре теплоносителя 1320-1500^oC в течение 15-25 мин.

Предварительное смешивание железосодержащего материала с Mg-содержащим материалом и известняком обеспечивает наилучшее перемешивание шихты и способствует увеличению срока хранения агломерата без разрушения и получению основности (CaO+MgO)/SiO₂ более 7. Измельчение шихтовой смеси до крупности 100% менее 0,1 мм определяет достаточно полное протекание процессов минералообразования, способствует упрочнению агломерата и увеличивает продолжительность его хранения на открытом воздухе. При более тонком измельчении смеси существенно возрастают энергетические затраты на этот процесс. При более крупном измельчении смеси необходимый уровень упрочнения агломерата не достигается из-за недостаточно полного контакта частиц шихты.

Пределы изменения соотношения компонентов шихты обусловлены задачей получения прочного агломерата основностью (CaO+MgO)/SiO₂ более 7 ед., не разрушающегося в процессе хранения. При соотношении компонентов в смеси менее 0,04:0,1:1 (железосодержащий материал с Mg-содержащим материалом менее 0,04: 0,1; железосодержащий материал с известняком менее 0,04:1) длительность хранения агломерата снижается в результате развития известкового распада. При соотношении компонентов в смеси более 0,8:8,0:1 (железосодержащий материал с Mg-содержащим материалом более 0,8:8,0; железосодержащий материал с известняком более 0,8: 1) снижается основность (CaO+MgO)/SiO₂ агломерата менее 7 ед.

Температура спекания агломерата обусловлена процессами минералообразования и взаимодействием жидкой фазы с футеровкой печи. Нижний предел температуры теплоносителя, т.е. 1320^oC обусловлен минимальной температурой спекания, при которой в полной мере образуются необходимые минералы и в микроструктуре агломерата происходит стабилизация и усвоение оксида кальция расплавом. Верхний предел температуры теплоносителя, т.е. 1500^oC обусловлен максимальной температурой спекания, при которой не происходит разрушения футеровки печи.

Время спекания агломерата определяется процессами разложения карбонатов и минералообразования. При времени спекания менее 15 минут не образуется прочная структура агломерата. При времени спекания более 25 минут качество агломерата практически не улучшается, однако возрастают энергетические затраты на его производство.

Сравнительный анализ заявляемого технического решения с прототипом показал, что способ производства высокоосновного агломерата отличается от известного тем, что железосодержащий материал предварительно смешивают с Mg-содержащим материалом и известняком в соотношении (0,04-0,8):(0,1-8,0):1, смесь измельчают до крупности 100% менее 0,1 мм, окомковывают и спекают во вращающейся печи и спекание ведут при температуре теплоносителя 1320-1500^oC в течение 15-25 мин. Соотношение коксика, колошниковой пыли и известняка в известном способе составляет 0,1:0,3:1, спекание длится 12 мин при 1300^oC. Таким образом, заявляемая шихта соответствует критерию "новизна".

Анализ известных в технической и патентной литературе способов получения офлюсованных агломератов не выявил применение заявленных признаков с целью получения высокоосновного агломерата с отношением (CaO+MgO)/SiO₂ > 7, не разрушающихся в процессе длительного хранения, что свидетельствует о неочевидности заявляемого изобретения.

Пример конкретного выполнения.

Железорудный материал (железосодержащий шлам) предварительно смешивают с Mg-содержащим материалом (отходы магнезитового производства, доломит) и известняком в заданном соотношении на промежуточном складе. Смесь дробят в молотковых дробилках, затем увлажняют до 35-40% в шаровых мельницах и измельчают до крупности 100% менее 0,1 мм. Состав компонентов шихты приведен в табл. 1. Измельченную шихту подают во вращающуюся печь, где шихта окомковывается, нагревается и спекается. Нагрев и спекание агломерата осуществляются за счет тепла дымовых газов, образующихся при горении природного газа в горелке, расположенной в выгрузочном конце печи. После спекания агломерат охлаждают в барабанном охладителе и выгружают на открытый склад. Готовый высокоосновный агломерат испытывают на разрушаемость при хранении и определяют химический состав. Результаты испытаний приведены в табл. 2.

Анализ приведенных результатов показывает, что применение заявляемого способа позволяет получить высокоосновный агломерат с основностью (CaO+MgO)/SiO₂ > 7, не разрушающийся в процессе длительного хранения. По сравнению с прототипом длительность хранения возрастает на 18-55 суток.

Источники информации 1. Авт. свид. СССР N 699027, заявл. 20.03.78, N 2593632, опубл. 28.11.79, C 22 B 1/243.

2. Авт. свид. СССР N 1611956, кл. C 22 B 1/16, опубл. 07.12.1990.

Формула изобретения

Способ производства высокоосновного агломерата, включающий смешение железосодержащего материала, Мg-содержащего материала, известняка, их увлажнение, измельчение, окомкование и спекание, отличающийся тем, что указанные материалы берут в соотношении (0,04-0,8):(0,1-8,0):1, смесь измельчают до крупности 100% менее 0,1 мм, окомкование и спекание осуществляют во вращающейся печи, при этом спекание ведут при 1320-1500^oС в течение 15-25 мин.

РИСУНКИ

Рисунок 1