Способ производства железорудныхокатышей

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАЙ ИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< >840170

J . -« (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено23.08.77 (21) 2517536/22-02 с присоединением заявки,% (23) Приоритет

3 (51)М. Кл.

С 22 В 1/24

Гвеударстеенный комитет

СССР да делам изобретений и еткрьпий

Опубликовано 23.06.81 Б1оллетень № 23

Дата опубликования описания 25.06.81 (53) УДК669.1:

:622.782.42 (088.8) (72) Авторы изобретения

10 А. Берман, А. А. Езерский и А. П. Зельди а

Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научно-: исследовательский и проектный институт механической. обработки полезных ископаемых "Иеханобр" (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ЖЕЛЕЗОРУДНЫХ ОКАТЫШЕЙ

Изобретение относится к окускованию руд и концентратов черных металлов и предназначено для использования при производстве окатышей из богатых железорудных концентратов, а . также при получении окатышей из кон,центратов цветных металлов, при получении окатышей из золы теплоэлектростанций и других тонкоизмельченных материалов.

Известны способы обжига окатышей за счет непосредственного теплообмена между газовым теплоносителем и материалом, осуществляемые в плотном слое на конвейерных обжиговых маши15 нах, шахтных печах и в пересыиающемся слое во вращающихся печах (1 1.

Однако в шахтных печах невозможно создать агрегат большой единичной мощности; на конвейерных машинах сложно осуществить равномерный обжиг окатышей по всей высоте слоя, а способ обжига окатышей на установках решетка-трубчатая печь не обеспечивает

> интенсивную теплопередачу от газового потока к окатышам, кроме того, во вращающихся печах всегда имеется опасность образования настылей.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ производства окатьппей, включающий окомкование, сушку, предварительный нагрев на конвейерной машине, обжиг и охлаждение окатышей в кипящем слое.

По этому способу производят псевдоожижение самих окатышей (2 ).

Недостатком способа является высокий расход электроэнергии, потребляемой газодутьевыми агрегатами. Обусловлено это тем, что для псевдоожижения окатышей промьппленнътх размеров (12-15 мм ) требуются высокие скорости газового потока (свыше 5 м/сек) и напоры свыше 600-800 мм вод.ст. Кроме того, при хаотическом движении окатышей в кипящем слое происходит их истирание с образованием пыли, выносимой газовым потоком.

73,2

Таблица 1

25

30

27

1,8

3,1

5,3

Начало

3 8401

Цель изобретения " интенсификация процесса и улучшение качества готовой продукции.

Поставленная цель достигается тем, что обжиг и охлаждение осуществляют при перемещении окатышей в плотном слое через кипящий слой твердого теплоносителя в пространстве пор между окатьппами, при этом норозность слоя окатьппей равна 0,35-0,5,. а отношение щ скорости фильтрации при псевдоожижении частиц твердого теплоносителя и скорости фильтрации, в начале псевдоожижения равно 2-3,5..;

При этом фракционный состав частиц 15 твердого теплоносителя при получении катьппей размером 10-20 мм находится в пределах > 0,8 мм 5-10Х- 0,8-0,3 мм .50-70Х 0,3=0,15 мм — 10"40% и

<0,15 мм — $-10X. 20

Кроме того, при осуществлении окислительного обжига в качестве твердого теплоносителя используют инертный материал, а газ содержит свободный кислород в количестве 25

8-21% по объему в случае же восстановительного обжига с получением окатышей, частично восстановленных до металлического железа, в качестве !

1, твердого теплоносителя используют 30 измельченное твердое топливо, а газ содержит 15-95Х восстановителей. Кроме того, осуществляют, рециркуляцию твердого теплоносителя.

Применение предлагаемого способа 35 окажется особенно полезным при полуПомимо фракционного состава характер псевдоожижения дисперсного мате50 риала в порах слоя окатышей существенно зависит от числа- псевдоожижения. Например, для кварцевого песка с фракционным составом 2 получают сле-. дующие результаты:

Характер псевдоожижения Число псевдоожижений

70 4 ! чении частично восстановленных окаты

1 пей из рудно-топливных шихт, так как в силу высокой эндотермичности процесса восстановления окислов железа твердым углеродом, его скорость лими тируется скоростью теплообмена.

Пример. В лабораторных условиях проводят серии опытов о осуществлению псевдоожижения различных твердых теплоносителей в порах слоя окатышей и по обжигу и охлаждению окатышей в кипящем слое твердого теплоносителя, В первой серии в колонке из окатьппей высотой 400 мм псевдоожижают воздухом с температурой 20 С различные диснерсвые материалы — кварцевый песок, электрокорунд, коксик и бой окатьппей. Окатыши имеют следующие характеристики:

Содержание фракций, 18-15 мм, Х 5,6

Содержание фракций, 15-12 мм

Содержание фракций, 12-8 мм 21,2

Нась1пная плотность, т/м 1,94

Порозность слоя 0,49

Фракционный состав частиц твердого теплоносителя изменяют от 100Х

1-3 мм до 90% меньше 0,,1 мм. Установлено, что материал указанных предельных крупностей в порах слоя окатышей не ожижается. Псевдоожижение имеет место при фракционном составе материалов, приведенном в табл. 1.

Развитое псевдоожижение

Равномерное распределение твердого теплоносителя на высоте слоя окатышей

Полный вынос твердого теплоносителя из слоя окатышей

Равномерный теплообмен дисперсного теплоносителя и окатьппей имеет место, Таблица 2

1 1250 1

0,12

180 2,5

260 1,8

360 1,8

240 3,5

380 2,5

500 1,9

300 3,5

400 2,5

430 3,0

0,1

0,08

О,l

2 1300 !

О, 04

0,03

0,02

3 1350

0,01

0.,01

5 8401 когда по всему слою окатышей осуществляется развитое и равномерное псевдоожижение дисперсного твердого теплоносителя. Это соответствует. для всех исследованных теплоносителей диапазону чисел псевдоожижения от 2 до 3,5. Однако при этих числах псевдоожижения и фракционном составе 1 твердого теп- . лоносителя в слое окатьппей наблюдают отдельные малоподвижные скопления 10 крупных частиц. При фракционном составе В 3 твердого теплоносителя наблюдают сравнительно большой вынос мелочи из слоя. На основании анализа экспериментальных данных и контрольных опы- l5 тов делают вывод, что оптимальный фракционный состав твердого теплоносителя находится в пределах:

Фракции, мм Содержание, Х

>0,8 1 0-5 20

0,8-0,3 70-50

0,3-0,15 10-40

С 0,15, l 0-5

100-!00

В пределах указанных содержаний фракции характер псевдоожижения практически остается одним и тем же.

При оптимальном фракционном составе твердого теплоносителя скорость начала псевдоожижения для исследованных материалов изменяется от 0,15 до

0,25 м/с. В опытах получено,,что ко70 6 эФфициент теплообмена к окатышам от чисто газового теплоносителя 2030 ккал/м .час град., а от кипящего слоя твердого теплоносителя при опти капьных условиях до 300-500 ккал/м

2 час град, т.е. в 10-20 раз выше.

В следующей серии опытов проводят обжиг окатышей в кипящем слое твердого теплоносителя. В качестве исходного материала для окатьппей используют железорудный концентрат Костомукщского месторождения с содержанием железа

67,2Х, закиси железа 28,6Х, серы

О,ЗЗХ. В шихту окатьппей вводят 0,5Х бентонита. Влажность окатьппей после окомкования 8-8,5Х. Размер окатьппей

12-14 мм. В качестве твердого тепло,носителя используют порошок электрокорунда следующего фракционного состава,X: + 0,8 мм 6; 0,8-0,3 мм 69;

0,3-0,15 мм 15; <0,15 мм 10. После сушки и нагрева до 900 С окатьппи слоо ем 100 мм с пористостью 0,45 вводят в кипящий слой твердого теплоносителя, ожижаемого воздухом с содержанием кислорода 21Х, нагретого в воздухонагревателе до температуры обжига (от 1250 о до 1350 С). После обжига окатыши помещают в холодный кипящий слой электрокорунда (t = 20 С), ожижаемого холод0 ным воздухом. Результаты опытов представлены в табл. 2.

7 840

Как видно из представленных даннйх, за 1-2 мин обжига в кипящем слое твердого теплоносителя могут быть получены окатыши с достаточной прочностью и малым содержанием серы.

Положительный эффект от использования предлагаемого способа обжига окатышей заключается в улучшении металлургических свойств окатышей за счет равномерного и регулируемого по скорос;0 ти обжига и охлаждения, сокращения объема обжигового и холодильного агрегатов за счет повышения в 5-7 раз их удельной производительности и удешевления их стоимости за счет исклю- 15 чения применения высоколегированных сталей и подвижных частей.

Формула изобретения

1. Способ производства железорудных окатышей, включающий окомкование тонкоизмельченных концентратов, сушку, предварительный нагрев окатышей 25 на конвейерной решетке, обжиг и охлаждение с продувом газа снизу, о т— л и ч а ю шийся тем, что,. с целью интенсификации процесса и улучшения качества готовой продукции, обжиг 30 и охлаждение осуществляют путем перемещения окатышей в плотной слое через кипящий слой твердого теплоносителя, при этом порозность слоя окатышей равна 0,35-0,5, а отношение ско170 8 .рости фильтрации при псевдоожижении частиц твердого теплоносителя и скорости фильтрации в начале псевдоожижения равно 2-3,5.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что фракционный состав частиц твердого теплоносителя при получении окатышей размером

10-20 мм составляет ) 0,8 мм 5-10%, 0,8-0,3 мм — 50-70%, 0,3-0,15 мм10-40Х и с 0,15 мм — 5-10%.

3. Способ по п. 1, о т л и ч а— ю шийся тем, что при окислительиом обжиге в качестве твердого тепло-, йосителя используют инертный материал, а газ содержит свободный кислород в количестве 8-21% по объему.

4. Способ по п. 1, о т л и ч а— ю шийся тем, что при восстановительном обжиге с получением окатышей, частично восстановленных до металлического железа, в качестве твердого теплоносителя используют измельченное твердое топливо, а газ содержит 15-95% восстановителей.

5 ° Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что осуществляют рециркуляцию твердого теплоносителя.

Источники информации, принятые во внимание при эксперпизс.

1. Ручкин И.Е. Производство желеэсрудных окатышей. M. "Металлургия", 19?6.

2. Авторское свидетельство СССР

11- 272321, кл, С 22 В 1/24, 1970.

Составитепь Л. Савицкая

Редактор С. Патрушева Техред А, Ач Корректор Л. Иван

Заказ 4670 36 Тираж 681 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4