Способ получения железорудных окатышей

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Респубаик

< я87047О (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 14,02,80 (21) 2868861/22-02 (s1)PA )(лз с присоединением заявки Йе

С 22 В 1/24

ГесудврственныЯ квинтет

СССР ве делам нэобретеннЯ п етнрытнЯ (23) Приоритет

Опубликовано 07.1081. Бюллетень Й9 37

Дата опубликования описания 07.1081 (53) УДК 669 ° 1.: 622 ..

- 782 (088. 8) (72) Авторы изобретения

P . Ф; Кузнецов, Г.М. Майзель, A.Ï. Бу карев,,В;А.Тверитин, В.В.Карпов, Ю.П.Кудфн, А,А.Ñåìåíîâ, Я.Л.Белоцерковский, Q.Д.Колотов и С.Н.Евстюгин

Всесоюзный научно-исследовательс и ийстютут металлургической тепло еи нн+и(71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЖЕЛЕЗОРУДНЫХ ОКАТЬШЕЙ

Изобретение относится к области подготовки железорудного сырья в черной металлургии.

Известен способ получения железо5 рудных окатышей на обжиговых машинах конвейерного типа, включающий многоступенчатую сушку с переменным направлением движения теплоносителя в количестве 0,6-1,2 нм /м с и темпераЭ турой 250-600 С, нагрев 1/3-1/4 высо.ты слоя со стороны продувки теплоносителя со скоростью 500-2000 град/мин и высокотемпературный обжиг при 12001350 С (1) °

Недостатками известных способов являются значительный перепад температур по высоте слоя, и как следствие, невысокое качество окатышей нижних горизонтов слоя, в результате 20 чего снижается прочность окатышей при восстановлении; повышенный расход тепла на процесс вследствие сжигания значительных количеств топлива во 2-й ступени зоны обжига,недостаточно высокая производительность.машины из-за значительной протяженности зоны подогрева окатышей. устранение перечисленных недостатков возможно при интенсивном нагреве верхнего го- 3Q ризонта слоя со скоростями, превышающими 2000 град/мин.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ получения железорудных окатышей на обжиговых машинах конвейерного типа в слое высотой 300-600 мм, включающий многоступенчатую сушку с переменным направлением теплоносителя интенсив ный нагрев 1/3-1/4 части высоты слоя со стороны продувки теплоносителя со скоростью 2000-6000 град/мин и высокотемпературный обжиг при 1200-1350 С (2) .

По этому .способу повышение скоростей нагрева сопровождают снижением температуры в зоне обжига и увеличением коэффициента расхода воздуха в горне.

Недостатками известного способа являются установление скоростей нагрева окатышей вне зависимости от их химсостава, в результате чего при обжиге окатышей из неко-орых типов желеэорудных концентратов готовая продукция имеет невысокую прочность при восстановлении (возможно ухудшение и других покаэаталей качества окатышей); отсутствие взаимосвязи между скорос870470 тью нагрева слоя и временем термообработки окатышей, в результате чего снижается производительность обжиговых машин и увеличивается удельный расход тепла на процесс; пригодность способа для обжига окатышей только при интенсивном режиме их нагрева, в результате чего способ невозможно использовать при скоростях нагрева

1/3-1/4 верхней части высоты слоя, равных 500-2000 град/мин.

Цель изобретения — повышение прочности окатышей при восстановлении и снижение удельного расхода топлива.

Поставленная цель достигается тем, что в способе, включающем их укладку на обжиговую конвейерную машину окатышей, слоем 300-600 мм, сушку с переменным направлением движения тепло носителя, нагрев 1/3-1/4 части высоты

"лоя со стороны продувки теплоносителя со скоростью 500-6000 град/мин Щ и обжига при температуре 1200-13500С, скорость нагрева устанавливают в соответствии с количеством минералов, преобладающих в шихте окатышейу при

1-4-х-3000-6000 град/мин,при 5-9-ти1500-3000 град/мйн и 1и-20-ти — 5001500 град/мин, причем повышение скоростей нагрева с 500 до 2000 град/мин на каждые 500 град/мин время пребывания окатышей в зоне сушки увеличивают с 12 мин на 5-7%, а в зоне подогрева с температурами 700-1200 С уменьшают, начиная с 4.мин, на 30-35Ъ, при увеличении скоростей нагрева свыше 2000 град/мин продолжительность сушки поддерживают постоянной и равной 13-16 мин, а время пребывания окатышей в зонах с температурой 12001350 С сокращают, начиная с 20 мин, на 7.-12% при увеличении скорости на каждые 500 град/мин. 4G

Экспериментальное изучение особенностей работы отечественных фабрик окомкования показал, что для получения обожженных окатышей с максимальной прочностью при восстановлении 45 скорость нагрева верхних элементов слоя в интервале температур 500-1150 С следует устанавливать в зависимости от вида железорудного концентрата.

Опыты показали, что величина скорос ти нагрева окатышей в основном определяется количеством составляющих, преобладающих в шихте окатышей (здесь следует учитывать только те составляющие, содержание которых в шихте превышает 0,25%). Указанное обстоятельство объясняется тем, что минералы имеют различную величину коэффициента линейного расширения, температуры плавления и т.п. Поэтому для однородных (по количеству составляющих шихты) окатышей скорость нагрева может быть значительно выше, чем для окатышей из многокомпонентных шихт. По данному признаку все железорудные концентраты (шихты) и изготовляемые из них окатыши подразделяются на три следующие группы: окатыши, содержащие от 1-го до 4-х, от 5-ти и свыше 10 компонентов отдельных составляющих.

Для каждой группы скорость нагрева окатышей при их обжиге, обеспечивающая максимальную прочность обожженных окатышей при восстановлении, примерно одинакова. При содержании компонентов в шихте окатышей 1-4 скорость их нагрева при обжиге должна находить-. ся в пределах 3000-6000 град/мин.

Увеличение количества компонентов свы-ше 4 обусловливает необходимость сви-. жения скоростей ниже 3000 град/мин, так как в противном случае падает металлургическая прочность окатышей. В то,же время снижение скоростей нагрева ниже 3000 град/мин для данной группы окатышей нежелательно, так как приводит к понижению удельной производительности агрегата. Повышение скоростей нагрева свыше 6000 град/мин на серийном обжиговом оборудовании не представляется возможным.

При содержании компонентов в шихте окатышей 5-9 скорость их нагрева при обжиге находится в пределах 15003000 град/мин. Увеличение количества компонентов свыше 9 обусловливает необходимость снижения скоростей нагрева ниже 1500 град/мин, Фак как в противном случае падает металлургическая прочность окатышей. В То же время снижение скоростей нагрева ниже

1500 град/мин нежелательно,так как приводит к снижению производительности агрегата. Повышение скоростей нагрева выше 3000 град/мин для данной группы окатышей приводит к уменьшению прочности обожженных окатышей при восстановлении и является недопустимым.

При содержании компонентов в шихте окатышей 10-20 скорость их нагрева при обжиге должна составлять 5001500 град/мин . Окатышей с большим содержанием компонентов в шихте практически не существует, что и огра-:. ничило указанные выше пределы. Уменьшение скорости нагрева окатышей при их обжиге ниже 500 град/мин уже не улучшает качества готовой продукции, приводит к существенному пойижению удельной производительности агрегата и является нежелательным. Повышение скоростей нагрева свыше .1500 град/мин для данной группы окатышей приводит к снижению прочности обожженных окатышей при восстановлении.

Химический состав некоторых железорудных концентратов и оптимальная скорость нагрева изготовленных из них окатышей представлены в таблице.

При обжиге офлюсованных окатышей количество оставляющих шихты для ряда ГОКов увеличивае ся на одну единицу, 870470

Увеличение скоростей нагрева ока- пребывания окатышей в зонах с темпетышей позволяет существенно интенси- ратурой 1200-1350 С, начиная с фицировать процесс их термообработки. 20 мин, на 7-12% (на каждые 500 град/

Поэтому продолжительность пребывания мин). Уменьшение времени пребывания окатышей в зонах подогрева и обжига, окатышей в этих зонах менее чем на следует уменьшать. Вместе с тем вы- 7% уже не улучшает качества готовой сокие скорости нагрева предъявляют продукции, но обусловливает снижение повышенные требования к степени за- удельной производительности обжигового вершения удаления влаги в зоне суш- оборудования. Уменьшение времени преки и требуют увеличения времени пре- бывания окатышей в зонах с температубывания окатышей в ВТоА зоне. Опыта- 1 Рами 1200-1350 более чем не 12% немн установлено, что при скоРостях наг- допустимо,так как приводит к недооб° рева окатышей 500-2000 град/мин между жигу окатышей, зонами сушки и обжига доджна быть спе- При скоростях нагрева свыше циальная зона подогрева, а при ско- 2000 град/мин продолжительность сушки ростях свыше 2000 град/мин наличие должна находиться в пределах 13-16 зоны подогрева на обжиговой конвейер- мин. МеньшаЯ пРодолжительность сУшки

t5 ной машине нежелательно, так как при (менее 13 мин) приводит к снижению водит к снижению ее производительнос» степени удаления влаги ниже 95Ъ.Вольти. В результате температурно-времен- шая пРодолжительность сушки (более ной режим обработки окатышей корректи- 16 мин)уже не повышает эффетивности руется следующим образом.

20 сушки окатышей в зоне и поэтому неПри повышении скоростей нагрева с желательна.

500 до 2000 град/мин на каждые Сущность изобретения заключается 5pp град/мин времяпребывания окатышей в интенсификации Режимов нагРева и

8 зоне сушки следует увеличива ь с обжига окатышей и Установлении оп12 мин на 5 7% а время пребывания 35 тимальных скоростей нагрева слоя для окатышей в зоне подогрева с темпе- каждого конкретного вида обжигового ратурами 700-1200 С следует, начиная материала. с 4 мин, уменьшать на 30-35%. Увели- Примео осуществления способа. чение времени пребывания окатышей в Сырые железорудные окатыши загрузоне сушки менее чем на 5Ъ (на каж- 0 жают на обжиговую конвейерную машину дые 500 град/мин) приводит к умень- и последовательно подвергают сушке

I шению степени удаления влаги из ока- подогреву и обжигу. Например, на тышей к концу ниже 95% и, как резуль- конвейерной машине обжигают офлюсотат, к их растрескиванию в последую- ванные окатыши из концентрата Михайщих зонах. Увеличение времени пребы- 35 ловского ГОКа. Эти окатыши, согласно вания окатышей в зоне сушки более чем йРиведенной таблице (с учетом офлю-. на 7% (на каждые 500 град/мин) уже сования, т.е. Учеличением содержане повышает эффективности сушки ока- ния СаО в шихте), изготовляют из шихтышей в зоне и поэтому нежелательно. . ты. состоящей из трех основных сосТемпература газа-теплоносителя в гор- тавляющих, т.е. окатыши относятся к не зоны подогрева не должна быть ни— 40 первой группе обрабатываемого сырья о. же 700 С, так как в противном случае При этом скорость их нагрева при обскорость нагрева окатышей падает ни- жиге должна составлять 4000 град/мин

I же 500 град/мнн и удельная производи- т.е. превышает 2000 град/мин. Тогда тельность обжиговой машины уменьша- температурно-временной режим термоется. При температуре газа-теплоно- 45 обработки таких окатышей будет слесителя в горне эоны подогрева выше о дующим. Суммарная продолжительность

900 С скорость нагрева окатышей уве- двухступенчатой сушки должна быть равличивается свыше 2000 град/мин и зо- на 15 мин при температурах 250-600аС на подогрева исчезает. Уменьшение После завершения сушки окатыши посвремени пребывания окатышей в зоне 50 тупают в зону обжига с температурой подогрева, начиная с 4 .мин, менее газа-теплоносителя в горне 1250 С. чем на 30Ъ (на каждые 500 град/мин) Продолжительность пребывания окатыприводит к появлению в зоне подогре- и й 20 4000-500 шей в этой зоне составит 20+ ва участков слоя с одинаковой по 500 длИне машины температурой, т.е. часть 55 0 03 20 = 15,8 мин. Скорость нагреплощади машины не используется и ва верхнего слоя окатышей устанавлиудельная производительность агрегата вают изменением перепада температур падает. Уменьшение времени Пребыва- газа-теплоносителя в зонах сушки и ния окатышей в зоне подогрева более обжига и времени пребывания обжиговых чем на 35Ъ (на каждые 500 град/мин) тележек между этими зонами. Контроль приводит к тому, что слой окатышей; 60 этих величин производят по стационарне успевает разогреваться до требуе- ным КИП. После обжига окатышн охлаж-. мых по технологии температур. дают и отправляют на склад готовой

Повышение скоростей нагрева слоя . продукции ° окатышей свыше 2000 град/мин следу- При обжиге окатышей другого типа, ет сопровождать уменьшением времени 65 например, из Качканарского концентра870470

ЛЮ1О S

Месторождение (ГОК) Содержание, Ъ

Количество со став ляющи концентрата

Скорость нагрева,град/ мин т1 О

СаО S102

Fe ig0 нео- офлюфлю- совансо- ные

Ъанные

0,21 10,35 0,35

63,7

65,0

65,8

5000 4000

2000 2000

5000 4000

2000 2000

2000 2000

3000 2000

Михайловский.Северный

0 25 8,0 0,3 0,3

0,13 7,75 0,15

Центральный

Лебединский

Качканарский

Костамукшский

0,6

65,9 0,30 0,04 0,94 6,78

2,7

0,66 1,2 4, 1,36 0,96

61,6

0012 5034 0017 0046 005

67,5

Соколовско.—

3,8

1,1

4,0 Нет След 0,3

62,8

66,3

Сарбайский.

Формула изобретения та, относящихся к 2-му типу обрабатываемого сырья (7 составляющих шихты), температурно-временной режим обжига будет таким. Суммарная продолжитель12+ оо

0,06 12=14,2 мин(здесь 2000 град/мин) мин) — оптимальная скорость нагрева окатышей иэ Качканарсиого концентрата) ..

Продолжительность высокотемпературного обжига при температуре 1250 С составит 20 мин. После обжига окатыши 00 охлаждают.

При обжиге охатышей, например, из

Соколовско-Сарбайского концентрата, также относящихся ко 2-ому типу обра- батываемого сырья (7 составляющих ших-15 ты) и имеющих оптимальную скорость нагрева 1500 град/мин, температурно,временной режим бужет следующим. Суммарная продолжительность сушки—

Способ получения железорудных окатышей, включающий их укладку на обжиговую конвейерную машину слоем

300-600 мм и сушку с переменным направлением движения теплоносителя, нагрев 1/3-1/4 со стороны продувки теплоносителя со ,скоростью 500-6000 град/мин и обжиг при 1200-1350 С, о т л и ч а ю щ и й- ф} с я тем, что, с целью повышения прочности окатышей при восстановлении и снижения удельного расхода топлива, скорость нагрева устанав.ливают в соответствии с количеством 5

12 4 00 0,06 12 = 13,3 ннн.

1500-500

При скорости нагрева ниже 2000град/мин время пребывания окатышей в зоне подогрева составляет 4.0

1500-500 — 0 3 ° 4 0 = 4 нн1н (анна

500 вакуум-камера). Затем окатыши поступают в зону обжига и охлаждают.

Применение настоящего способа позволяет повысить производительность обжиговых машин на 7-9% и улучшить металлургические свойства обожжен.ных окатышей. Вместе с тем,оптимизация температурно-временного режима обжига окатышей обеспечивает сокращение удельного расхода топлива на процесс на 6-11% ° При таком улучшении параметров процесса экономический эффект составляет 160 тыс. руб. на

1 млн. т. окатышей.

3 94 Ос77 1 ° 34 0 ° 35 б 1500 1500

42минералов,преобладающих в шихте оКатышей:при 1-4-х — 3000-б000 град/мин, при 5-9-ти - 1500-3000 град/мин 4 причем при повышении скоростей нагрева с 500 до 2000 град/мин на каждые 500 град/мин время пребывания окатышей в зоне сушки увеличивают с 12 мин на 5-7%, а в .зоне подогрева . с температурами 700-1200 С уменьшают, начиная с 4 мин, на 30-35%, причем при увеличении скоростей нагрева свыше 2000 град/мин продолжительность сушки поддерживают постоянной и равной 13-16 мин, а время пребывания окатышей в зонах с температурой 12001350 3С сокращают, начиная с 20 мин, 9

870470

10. Составитель Л.Савицкая

Редактор Н.Аристова Техред М.Голинка. Корректор Г.Огар

»»

Закаэ 8680/54 Тираж 684 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4 на 7-12% при увеличений .скорости на каждые 500 град/мин.

Источники информации,,принятые во внимание при зкспертизе

1. Братчиков С.Г. и др. Теплотех; ника окускования железорудного сырья, Металлургия, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

9 616310, кл. С 22 В 1/24, 1976.