Способ подготовки шихты к спеканию

Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к производству железорудных окатышей. Влажную шихту подают в окомкователь двумя потоками, первый из них вводят в поток сжатого газа с формированием газовлагошихтовой струи, производят напыление шихты с образованием напыленного слоя, формируют зародыши из напыленного слоя. Напыление шихты осуществляют на бесконечную, движущуюся со скоростью 0,05-1,5 м/с, эластичную или тканевую ленту, намотанную на вращающиеся барабаны, через пластинчатые делители, установленные неподвижно на поверхности ленты. Формирование зародышей осуществляют разрезанием напыленного слоя пластинчатыми делителями, последующим изгибом ленты, изменением ее направления движения и очисткой поверхности ленты от напыленного слоя. Зародыши доокомковывают шихтой второго потока до окатышей. Изобретение позволяет повысить прочность окатышей и увеличить выход кондиционных окатышей. 2 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к производству железорудных окатышей и агломерата.

Известен способ подготовки шихты к спеканию, включающий подачу влажной шихты в окомкователь двумя потоками, зародышеобразование, доокомкование зародышей до кондиционных окатышей (см. Ручкин И.Е. Производство железорудных окатышей, М.: Металлургия, 1976, с.82-92). Недостатком известного способа является низкая прочность окатышей.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ подготовки шихты к спеканию, включающий подачу влажной шихты в окомкователь двумя потоками, введение первого из них в поток газа с формированием газовлагошихтовой струи, напыление шихты с образованием напыленного слоя, доокомкование зародышей шихтой второго потока до окатышей (см. Патент №2225888, Россия, МПК 7 С22В 1/24).

Недостатком известного технического решения является низкая прочность получаемых окатышей по причине невысокого силового воздействия воздушношихтовой струи на упрочняемые материалы и высокой степени отскока шихты от напыляемых окатышей. Поэтому затруднены процессы зародышеобразования и доокомкования зародышей до кондиционных окатышей.

Задачей изобретения является повышение прочности окатышей.

Поставленная задача достигается в способе подготовки шихты к спеканию, включающем подачу влажной шихты в окомкователь двумя потоками, введение первого из них в поток сжатого газа с формированием газовлагошихтовой струи, напыление шихты с образованием напыленного слоя, формирование зародышей из напыленного слоя, доокомкование зародышей шихтой второго потока до окатышей, при этом напыление шихты осуществляют на бесконечную движущуюся со скоростью 0,05-1,5 м/с эластичную или тканевую ленту, намотанную на вращающиеся барабаны, через пластинчатые делители, установленные неподвижно на поверхности ленты, а формирование зародышей осуществляют разрезанием напыленного слоя пластинчатыми делителями, последующим изгибом ленты, изменением ее направления движения и очисткой поверхности ленты от напыленного слоя.

Сущность изобретения заключается в следующем. Напыление шихты осуществляют на бесконечную эластичную или тканевую ленту, намотанную на вращающиеся барабаны и движущуюся со скоростью 0,05-1,5 м/с. Использование ленты в качестве основы для напыления и зародышеобразования имеет ряд преимуществ. Лента обладает большой поверхностью напыления за счет придания эластичной (резиновой) или тканевой ленте желобчатого профиля. Желобчатый профиль ленты формирует сама струя. Желобчатость ленты увеличивает угол схода струи до 100-130°, что существенно повышает силовое воздействие струи на напыленный слой шихты и увеличивает массу напыленного слоя. Пластинчатые делители также увеличивают силовое воздействие струи на напыленный слой и массу напыленного слоя. Зародышеобразование осуществляется следующим образом. Влажная шихта напыляется воздушношихтовой струей на эластичную ленту через пластинчатые делители. На движущейся ленте образуется прочный напыленный слой влажной шихты, который движется одновременно с лентой и разрезается (делится) неподвижными пластинчатыми делителями на поверхности ленты на продолговатые пластины (канатики), имеющие сечение, близкое к правильному квадрату. Размеры сторон квадратов (сечение полосок) можно регулировать пластинчатыми делителями от 2-3 мм до 10-12 мм. Пластинчатые делители установлены на поверхности движущейся ленты неподвижно для того, чтобы разрезать напыленный слой на продолговатые шихтовые пластины и сформировались полоски, разрушающиеся на брикеты после изгиба ленты. Продолговатые шихтовые полоски, получаемые после разрезания напиленного слоя пластинчатыми делителями, прочно соединены с движущейся лентой. В процессе изгиба ленты на барабанах и изменения ее направления движения шихтовые полоски изгибаются, на их поверхности образуется трещины и они разрушаются с образованием брикетов (шихтовых подушек квадратного сечения) по форме, близкой к кубу. Кубические шихтовые брикеты выполняют роль прочных зародышей, которые поступают в рабочее пространство окомкователя. Там они окатываются до сферической формы и доокомковываются шихтой второго потока до прочных кондиционных окатышей. При предлагаемой технологии облегчается очистка поверхности ленты от остатков шихты после напыления. Вариантом осуществления предлагаемого способа подготовки шихты к спеканию является применение тканевой проницаемой (пористой) ленты. Тканевая лента, как основа для напыления, способствует более сильному упрочнению шихты и зародышей, сформированных из нее. Формообразование шихты и прочность напыленного слоя формируется напылением и набивкой шихты на ткань. При этом уменьшается отскок шихты от тканевой ленты, поскольку происходит более сильное сцепление шихтовых жгутиков с неровностями ленты. Образующиеся зародыши (брикеты) имеют более правильную форму, а равномерность размеров брикетов увеличивается.

Непрерывность движения ленты обеспечивает технологию поточного производства, начиная от напыления, продолжая зародышеобразованием и заканчивая доокомкованием зародышей до кондиционных окатышей. Скорость движения ленты составляет 0,05-1,5 м/с. Если скорость ленты будет менее 0,05 м/с, то в этом случае образуются брикеты неправильной формы, которые имеют существенные различия по размерам и массе, что противоречит задаче изобретения. Если скорость движения ленты будет более 1,5 м/с, то в этом случае уменьшается масса напыленного слоя и уменьшаются размеры брикетов из-за отскока шихты от быстродвижущейся ленты. Образующиеся зародыши (брикеты) имеют низкую прочность. Формирующиеся на их основе путем доокомкования окатыши обладают невысокой прочностью, что противоречит задаче изобретения.

Таким образом, за счет отличительных от прототипа признаков, заявленный способ приобретает новые свойства: формирование плотного напыленного слоя на эластичной или тканевой ленте; существенное увеличение поверхности напыления; формирование струей желобчатого профиля ленты, увеличивающего силу струи и массу напыленного шихтового слоя; формирование структуры шихтового слоя двумя методами: напылением и набивкой влажной шихты на тканевую проницаемую ленту; принцип разрезания напыленного слоя на продольные полоски; возможность регулирования фракционного состава получаемых брикетов (зародышей), что в совокупности позволяет повысить прочность окатышей и производительность окомкователя.

Способ подготовки шихты к спеканию реализуется с помощью устройства, показанного на фиг.1 и 2. На фиг.1 показан фронтальный вид устройства, на фиг.2 показан боковой вид устройства со стороны разгрузки напыленного слоя.

Устройство содержит окомкователь 1, в который подается влажная шихта потоком 2 и потоком 3. Для формирования газовлагошихтовой струи 4 в рабочем пространстве окомкователя установлен струйный аппарат 5. Струйный аппарат содержит корпус 6 и тракт 7 подачи сжатого воздуха. На пути распространения газовлагошихтовой струи между струйным аппаратом и днищем тарели установлены вращающиеся цилиндрические барабаны 8. На барабаны надета непрерывная (бесконечная) эластичная или тканевая лента 9. Барабаны снабжены бортами 10, исключающими сход ленты с барабанов. Непосредственно на поверхности ленты установлены неподвижно пластинчатые делители 11. Они представлены тонкими пластинами (ножами), установленными вдоль направления движения ленты. На поверхности подвижной эластичной или тканевой ленты формируется непрерывный плотный слой 12 влажной шихты. В процессе работы устройства путем разрезания плотного слоя шихты на криволинейной поверхности ленты образуются шихтовые жгутики 13, из которых формируются брикеты 14, выполняющие роль зародышей. Для очистки ленты от остатков шихты используется скребковый очиститель 15.

Способ подготовки шихты к спеканию реализуется следующим образом. Шихта подается в окомкователь 1 потоком 2 и потоком 3. Поток 2 предназначен для формирования газовлагошихтовой струи 4. Струя оказывает силовое, упрочняющее и формообразующее действие на влажную шихту, напыленную тонким слоем на эластичную ленту. Струю формирует струйный аппарат 5, который содержит корпус 6 и тракт 7 подачи сжатого воздуха. Между струйным аппаратом и днищем тарели окомкователя установлены вращающиеся цилиндрические барабаны 8 (привод и каркас условно не показаны). На барабаны надета бесконечная эластичная или тканевая лента 9. В процессе вращения барабанов лента приобретает поступательное движение. Чтобы исключить сход ленты с барабанов, они снабжены бортами 10. Борта барабанов уменьшают отскок шихты при напылении и увеличивают массу напыленного слоя и его прочность. В процессе напыления шихты на поверхности ленты образуется плотный шихтовый слой 12 влажной шихты. Пластинчатый делитель 11 системой пластин (ножей) делит (режет) плотный шихтовый слой на порции, представляющие собой продольные полоски 13 (жгутики) влажной шихты, высотой от 3 до 8 мм и шириной от 5 до 10 мм. Поперечные размеры шихтовых полосок можно регулировать параметрами струи и пластинчатого делителя. В процессе движения лента на барабанах искривляется, движется по образующей барабана, после чего меняет направление движения. Шихтовые полоски (жгутики) искривляются на поверхности барабанов вместе с лентой. На поверхности жгутиков появляются поперечные трещины, и они в процессе движения разрушаются на отдельные фрагменты (брикеты) 14, которые легко отходят от ленты. Брикеты выполняют роль зародышей окомкования, которые под действием силы тяжести падают в рабочее пространство окомкователя, где они доокомковываются шихтой потока 3 до кондиционных окатышей. В предлагаемом способе подготовки шихты к спеканию осуществляется принудительное аэродинамическое зародышеобразование шихты воздушношихтовой струей, после чего прочные зародыши образуют прочные кондиционные сырые окатыши.

Пример. Отработку способа подготовки шихты к спеканию проводили на тарельчатом окомкователе диаметром 1,0 м, в рабочее пространство которого загружали 10 кг влажной шихты, содержащей железорудный концентрат Тейского месторождения и 1% бентонита. Шихту подавали двумя потоками. Один из потоков подавали в струйный аппарат типа "труба в трубе". Технология напыления шихты была реализована согласно технологической схеме, представленной на чертежах. В качестве основы для напыления влажной шихты использовали резинотканевую ленту, шириной 200 мм и толщиной 2 мм, намотанную на стальные цилиндрические барабаны диаметром 100 мм и длиной 200 мм, оси вращения которых составляли 90° с осью струйного аппарата. Межосевое расстояние барабанов составляло 200 мм. Пластинчатые делители были выполнены из 15 тонких стальных пластин. В качестве стальных пластин использовали стандартные ножовочные полотна длинной 300 мм, высотой 12 мм и толщиной 0,5 мм. В экспериментах меняли скорость вращения барабанов и соответственно скорость поступательного движения ленты. Для этого использовали частотный регулятор скорости вращения электропривода. Результаты экспериментов представлены в таблице.

Таблица

№	Скорость движения ленты, м/с	Прочность окатышей, Н/Окатыш	Выход окатышей диаметром 10-15 мм, %(абс.)
1	0,05	12,8	33,8
2	1	11,8	32,5
3	1,5	10,4	30,1
Данные прототипа
4	0	10,1	28,8

Как видно из приведенных данных, способ подготовки шихты к спеканию, основанный на зародышеобразовании методом напыления влажной шихты на подвижную эластичную ленту с использованием пластинчатых делителей, позволяет повысить прочность сырых окатышей на 3,0-26,8% (отн.) и увеличить выход кондиционных окатышей на 4,5-17,4% (отн.).

Способ подготовки шихты к спеканию, включающий подачу влажной шихты в окомкователь двумя потоками, введение первого из них в поток сжатого газа с формированием газовлагошихтовой струи, напыление шихты с образованием напыленного слоя, формирование зародышей из напыленного слоя, доокомкование зародышей шихтой второго потока до окатышей, отличающийся тем, что напыление шихты осуществляют на бесконечную, движущуюся со скоростью 0,05-1,5 м/с эластичную или тканевую ленту, намотанную на вращающиеся барабаны, через пластинчатые делители, установленные неподвижно на поверхности ленты, а формирование зародышей осуществляют разрезанием напыленного слоя пластинчатыми делителями, последующим изгибом ленты, изменением ее направления движения и очисткой поверхности ленты от напыленного слоя.