Способ получения флюса для агломерации

 

ОП HCAHHE

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (1)908868 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 180680 (21) 2941806/22-02 (51) М. Кл.з с присоединением заявки МВ (23) Приоритет

С 22 В 1/14

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 669.1:

:622.785 (088.8) Опубликовано 28.0282. бюллетень М 8

Дата опубликования описания 28. 02. 82

В.М.Борисов, Л.С.Агафонникова, A.Ñ.Áëèçíþêoâ, Т.А.Аннушкина и М.Г.Бойко (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Московский ордена Трудового Красног институт стали и сплавов

Ф

С . (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФЛЮСА ДЛЯ АГЛОМЕРАЦИИ

Изобретение относится к подготовке сырья для преимущественного использо-вания в черной металлургии.

Известны способы получения флюса применительно к условиям агломерационного процесса (11, включающие обжиг известняка твердым или газообразным теплоносителем в агрегатах кипящего слоя, нращающихся и шахтных печах, кольцевых машинах ОПР и ПОР и т.д. При использовании н качестве теплоносителя твердого: топлива соотношение компонентов, как правило, составляет, вес.Ъ: известняк

88-90, коксовая мелочь или смесь коксовой мелочи и антрацита 10-12 °

Недостатки известных способов низкая производительность и качество изнести, высокий расход топлива и необходимость дробления обожженного продукта (извести) механическими способами применительно к условиям агломерацио»»ого процесса.

Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату способ обжита извест»нка »а конвейерной машине, нключающий дозирование известняка твердого топлива и обжиг с использованием паровоздушной смеси !2).

Содержание компонентон в шихте, нес. Ъ: известняк 90, коксовая мелочь 10, при этом крупность известняка и:коксовой мелочи составляет 310 и 0- 7 мм соответственно, коксовая мелочь содержит 15% золы. ь)ихту дозируют, смешивают, увлажня,ют до 3-3,53 и обжигают на конвейерной машине полезной площадью обжига 14 м в вакуумном режиме или про" дуном паровоздушной смеси снизу. Эа" жигание шихты осуществляют, эжекционной водоохлаждаемой горелкой. Производительность конвейерной машины по

15 загружаемому материалу составляет

600 т/сут (25 т/ч). Содержание (CaO+MgO) акт. не превышает 60Ъ.

Недостатки указанного способа ошлаконанность поверхности извести золой кокса, что снижает реакционную способность обожженного продукта по выходу (CaO+MgO) акт., низкая степень использования углерода топлива, составляющая 60-75в от общего содержания углерода н шихте; невозможность управления тепловым режимом процесса н ходе обжига, а также высокое содержание неусвое»ной из— вести в готовом агломерате.

908868

Цель изобретения — интенсификация процесса обжига и унеличение реакционной способности готового продукта.

Поставленная цель достигается тем, что в способе, включающем доэиронание известняка и твердого топлива, их смешивание и обжиг с использованием паровоэдушной смеси, известняк и карбид кальция, используемый в качестве твердого топлива, сме- )p шивают в соотношении 1 (0,04-0,06), крупность обоих компонентов поддерживают в пределах 1:(0,2-1,0) и рас— ход пара н паровоэдушной смеси уменьшают на 4,5-5,7% на каждый квадратный метр полезной площади машины н направлении ее движения.

Сущность способа заключается в том, что в качестве теплоносителя предлагается испольэовать технический карбид кальция, не содержащий золы, а также и соотношении ряда технологических параметрон процесса обжига.

При взаимодействии паровоздушной смеси с карбидом кальция протекают реакции с выделением ацетилена и СО

CaC +H O=CgHy+CaO+Q ккал

CyHy+2Og=CO+COy+HgO+Q ккал

Окись углерода дожигается до СО при достаточном избытке кислорода или взаимодействует с паром с образованием водяного газа.

Для повышения степени декарбонизации известняка н процессе обжига и более полного использования тепла от сжигания ацетилена необходимо строго поддерживать соотношение между крупностью известняка и карбида каль ция.

На фиг.1 представлены результаты 40 экспериментальных данных по влиянию температуры обжига известняка на степень диссоциации CàÑO ; на фиг.2 зависимость между крупностью карбида кальция и скоростью разложения 45

CaCg, обрабатываемого паром.

Сопостанление данных показывает, что для обжига известняка крупностью 3-10 мм крупность карбида кальция должна находиться в пределах

1,5-12 мм. Экспериментально устанонлено, что температура по высоте слоя обжигаемого известняка при расходе карбида кальция около 4-6Ъ изменяется,от 1200 до 1400 С. Например, при

1200О С скорость,диссоциации СаСО составляет 25 мм/ч {фиг.1), т.е. для обжига частиц иэнестняка крупностью

3 и 10 мм время обжига составляет

7,2 и 24 мин.

При условии производительности обжигового агрегата, равной 4,68 т/ч, расход карбида кальция составляет

3,9 кг/мин, а скорость разложения карбида кальция при времени обжига

7,2 и 24 мин составляет 0,54 и

0,1625 кг/мин.

Указанным скоростям разложения карбида кальция соответствует круп— ность последнего 2-4 и 10-12 мм для обжига известняка крупностью 3 и

10 мм соответственно (фиг.2).

При 1400оС размер частиц карбида кальция для обжига известняка крупностью 3 и 10 мм составляет 1,5-2,0 и 2,0-4,0 мм (фиг.1 и 2).

Таким образом, для обжига известняка класса 3-10 мм соотношение между крупностью известняка и карбида кальция составляет 1:(0,2 — 1).

Отклонение от оптимальных параметров сопровождается снижением степени обжига изнестняка с одной стороны и пережогом изнести и неполным использованием тепла от сжигания ацетилена с другой.

Опытным путем установлено, что расход карбида кальция указанной выше крупности должен находиться в пределах 4-6Ъ от веса известняка или

1:(0,04-0,6), поскольку калорийность и степень использования ацетилена значительно выше, чем при использонании коксовой мелочи.

Отклонение от указанных соотношений приводит к нарушению режима обжига и резкому ухудшению качества извести.

Указанные признаки относятся к стадиям подготовки исходных шихтоных материалон.

Одним из факторов, определяющих тепловой режим обжига, является корректировка расхода пара в паровоздушной смеси по мере продвижения материала к зоне разгрузки.

Данное обстоятельство связано с тем, что в процессе обжига образующаяся известь, взаимодействующая с паром, переходит в гидроксид кальция, который активно взаимодействует с карбидом кальция по реакции

CaC +Ca (0H)g=C@Hg+CaO+Q ккал .

Исследованиями установлено, что только в начале процесса необходимо подавать небольшое количество пара.

Таким образом, в процессе обжига изнестняка по предлагаемому способу одновременно протекают реакции между водяным паром, оксидом и карбидом кальция, а также реакция разложения последнего гидроксидом кальция, что требует определенной корректировки расхода пара в паровоэдушной смеси по мере продвижения обожженного продукта к зоне разгрузки н силу того, что реакция разложения карбида кальция гидроксидом протекает со значительно меньшим тепловым эффектом, чем реакция между карбидом кальция и паром, Опытами установлено, что в слое высотой 100 мм на площади оФоло 1 м

908868 (головной участок машины) расход па— ра на гидротацию извести составляет около ЗЪ, а в каждом последующем слое вследствие увеличения количества обожженной извести расход пара увеличивается на 1,5-2,7Ъ.

Поэтому на каждом последующем участке обжигаемого слоя площадью в

1 м все большее (соответствующее расходу пара) количество гидроксида кальция вступает во взаимодействие с карбидом кальция. Для поддержания температурно-теплового режима обжига на заданном оптимальном уровне расход пара на каждом квадратном метре площади машины в направлений ее движения необходимо снижать на . 15

4,5-5,7Ъ

Несоблюдение этого условия может привести к развитию реакции гидратации окиси кальция, охлаждению слоя и соответствующему снижению качества извести. Уменьшение расхода пара приводит к неполной гидратации кар бида кальция, воэможности протекания этой реакции на стадиях транспортировки, смешивания и комкования ших- 25 ты, что нарушает санитарно-гигиени— ческие услония труда обслуживающего персонала. Предлагаемый способ может быть с успехом применен не толь кодля обжигаизвестняка на кольцевых 30 и конвейерных машинах, но и во вращающихся и шахтных печах, печах кипящего аллоя вихревых камер и т.д. При соблюдении всех технологических режимов, укаэанных выше, обожженный продукт характеризуется такой же высокой реакционной способностью как и при обжиге на конвейерных и кольцевых машинах.

Пример. Апробацию предлагаемого способа осуществляют на конвей- 40 ерной машине полезной площадью 5,2 М1

Для исследований используют известняк Некрасовского месторождения крупностью 3-10 MM и технический кар— бид кальция с содержанием 37,48Ъ, 45

Крупность карбида кальция изменяют н пределах 1-14 мм.

Смешивание исходных компонентов осуществляют в барабанном смесителе.

Расход карбида кальция изменяют в 50 пределах 2-8Ъ от веса известняка.

Общий расход пара изменяют от 12 до 25 кг. Скорость фильтрации воздуха по всей длине машины выдерживают равной 0,5 м/с. Обжиг ведУт при подаче паровоэдушной смеси снизу. Перед зажиганием на паллету загружают слой высотой 50 мм, унлажняют его водой и зажигают газовой горелкой в вакуумном режиме После зажигания на поверхность шихты загружают дополнительные слои высотой 250 мм и подают паровоздушную смесь снизу вверх начиная со.Р второй вакуумкамеры. Все вакуум-камеры задросселированы для работы на давлении.

При уменьшении расхода пара до

12-14 кг/м показатели обжига практически соответствуют показателям при расходе пара 25 кг/м1.

Таким образом, анализ полученных данных показывает, что в оптимальных услониях процесса, соответствующих соотношению крупности известняка и карбида кальция 1:(0,2-1), расходу последнего в интервале 4-бЪ от веса известняка и общему снижению расхода пара на ЗОЪ по длине машины, удельная производительность по выходу (СаО+М О) общ. и (СаО+

+М О) акт. по сравнению с базовым опытом возрастает на 27,9-33,9 и

48,3-54,9Ъ соответственно °

Крупность готового продукта уменьшается по сравнению с базовым с 3-10 до 0-3 мм вследствие гидрата-. ции извести и реакционная способйость возрастает в 3-4 раза.

Основные технико-экономические показатели процесса практически для всех вариантов с использованием в качестве твердого топлива карбида кальция значительно превышают значения тех же показателей при использовании коксовой мелочи.

В таблице представлены данные базового и предлагаемого обжигов, при этом крупность кокса при базовом обжиге составляет 0-7 мм, а при предлагаемом крупнооть карбида кальция

0,1; 1,5-12; 12-14. мм соответственно.

Значительное увеличение произ водительности установки и качества иэ— нести объясняется рядом факторон, главными из которых являются расширение высокотемпературной зоны обжига (оптимальный наринт) в 4,5-5 раз по сравнению с базовым (см. таблицу), что сопровождается равномерностью обжига по всей высоте слоя, раскрытие зерен обжигаемого известняка за счет гидратации поверхностного слоя извести, высокая степень использования углерода карбида кальция и" частота последнего по содержанию золы

908868 о о о Ю со о г а аъ o o ! л о о о о

O СО rt СО

4 Л ГЧ с ) л

Ю с Ъ

M о о о о сЧ о г сО л ГЧ ГЧ . ГЧ сЧ ю г- а

ГЧ

ГЧ с Ъ о о о а

Г CO Г 00 сО Оъ О л

ОЪ

Ю

РЪ о о о о

Г сР ОЪ Oi

o с ГЪ

С Г Л

Ul с Ъ! сг с Ъ о о о о

О 4 О О

N с ) O ГЧ

Л Л 4 цр (сч

ОЪ 4Гole

Chl Ю! Р4 с Ъ !СЧ в4 с сй 4РЪ с 4 ГОъ бЪЮ о о о а

СО Г Ch 00

Л С 4 W л л сч

ГЧ с Ъ о о о

\О ф tA Г»

Со ОЪ О

LA

Ю с с Ъ о о о о

О О О 0О о л сч

l О а с ) Ц о х о

П о о о о

Ю Г. CO С Ъ

C7I Л4 л! л о о о о

ГЧ Ф сО 1О со ф о

Ю

Г Ъ с 3 о о о о о о а и

CO О л(л

ГЧ сО а о н

Г! Х

Гб

+ о

rd и с

О о о о

И и ж

I а я ъ ц! Фарое

О О Я 4Ц Г4 хо хоп,ю

О К Е! 0 с0 K аоооео а,Хmг:4ОО ж

Ц

Ф н (б е

Х о

И! I

ГЮ

Го ! ! 0

I Н

Го х

In e

Го г. нййд «о мо ох йаонххл

ХФЮОхХН

u n e х1 хос! ветхое йххца о о е о а

<Ч сг <б н х о е

on

3о

92 оон ОИФЮ о хо

Ъ +

М 0 О

Х ill

Е с Гг

И !б

Е !4

ВЛ

gxK о, ео о х д

0Г0 ОСА ! х еои

>,!=х

908868

Ю л

Г 1 а н х ) а

Й о z и

z а о е 2

> х и 5 ,о и х о

Ю

CO л!

Р ) 1

СО

СО

Ю

М

» 0 о и о

И и

1

1 сЧ 1 !

Ю о

Ю л

Щ

CV

Р ) Й

X о е

Й о

И хх

td

ttj

Ц х

Ц о

Х и

103 сч lo

M l

Р1

Ю

Ю

Ю л

С 4 о!со

»! ъ с! IW

М л с

4 O

Ю

Ю х

A x е

Х Я

tQ Ц аo

fd B

Ю л сЬ м!!

I (Ч I

Ю

СЧ (Ч

Р ) 1 о

Ю

СО

Ю

Ю

Ф К хо

x x ф Я м е о ц

t. "o еig °

td аале н

fd ф О1

Я

CO

Е л а 2!

rd xco н с

td t

Мал о ц хмх

u m td

6, / Х 1 а е

Х 1Х

Ю !!!

ox m

Ю

С ) 1

I (! 1

Ю

Ю л4

1

I

I

Ю л I

1 л

Г

» (4

Ю

1 (») о н

0 Х

ЕФЛ

» а

Х и3 х а и ецио оой m хи хо

u xe w m

djOOOЮо дух!:оо!

СО

Ю

I

РЪ ю н х и х о с охх .хю н

djXm

О! u X

I tk и х х х !!! !!! с д я ц е

xoom е! ам

Ф 13": но о и1:»н х fd е е н о и ф

u w ° (М>

Р\ ХЮ

td х! . а

»х 1

ttj u tt аоо ехх иди

zo3 х я<ч

3о!

z 3, !

» л

Ц Ф

tdO l ц х о !

1: цо и ф е

cpu

»

Е л н ххо е х

М (ч х» х а о их

Ц

° с п Я rd аои ахи

Я ф е ф ао .а а о ы х х инх

М а 1 х о m

xmo хх! х аи

Ф 1» !!! М

» хе я аю х

Q Ш 1-(Ю И ало

Ц ф е я н ц

td td X ецио де х аm и !» х

908868

Формула изобретения

Способ получения флюса для агло— мерации, включающий доз ирование иэ— вестняка и твердого топлива,их сме— шивание и обжиг с использованием паровоздушной смеси, подаваемой под давлением снизу на кольцевых и конвейерных машинах, о т л и ч а ю шийся тем„ что, с целью интенсификации процесса обжига известняка и повышения реакционной способности готового продукта, известняк и карбид кальция, используемый в качестве твердого топлива, смешивают в соотношении 1:(0,04-0,06), круп10

4 с

Р щемперо тура обжига, С

Puz.! () 05 05-10 10-1а 1Ó-17 17-20 2-Ф Л7-12

Размеры кусно6,юрбиаа кальция, мм ,4 Рие.2

БИИИПИ Заказ 757/З1

Тираж 657 Подписное

Оилиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,„95 ф

1 Р H

4 50

;р Р5 ф ZO

4 5 ф к э з б ность обоих компонентов поддерживают в пределах 1:(О,?-1) и расход пара в паровоздушной смеси уменьшают на 4,5-5,73 на каждый квадратный метр полезной площади машины в "направлении ее движения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Монастырев A.Â. Производство извести. М., Высшая школа, 1975, с. 10-45.

2. Берштейн P.С. Повышение эффективности агломерации. М., Металлургия, 1979, с. 40-54.