Способ подготовки дисперсных материалов к спеканию
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советсиии
Сотаиалистическми
Рес ублни
С 22 В 1/244 1Ъсударетмииый кенитет СССР ао делам изеаретений и открытий (23) Приоритет (53) УДК 622 788. ..36(088.8) Опубликовано 30. 05. 82. Бюллетень М 20 Дата опубликования описания 30. 05. 82 В.M. Борисов, Н.В. Панишев, А.A. Харитонов Ю.В. Яковлев, А. Г. Неясов, В. М. Долгополов С. M. Потапов и P. А. Голубев (72) Авторы изобретения М, . Козлов т k",. и не тй т т ."а p . Московский ордена Трудового Красного Знаме стали и сплавов (7l ) Заявитель (54) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ДИСПЕРСНЫХ МАТЕРИАЛОВ К СПЕКАНИЮ Изобретение относится к подготовке железорудного сырья к доменной . плавке и предназначено преимущественно для использования в черной металлургии. Известен способ подготовки шихты для производства агломерата и окатышей, где в качестве свяэуемого используется активный ип 11). Сущность известного решения заключается в том, что, с целью интен" сификации агломерационного процесса в качестве органического связующего в шихту вводят активный ил в количестве 0,3-0,63 от веса шихты. Активный ил представляет собой композицию микроорганизмов, вводимых в надсмольные воды коксохимического производства для их обесфеноливания. Водный раствор активного ила подается на стадию вторичного смешивания, где за счет коллоидов значительно улучшается качество окомкования шихты. Недостатками известного способа шихты являются: недостаточно высокая эффективность гидрофилизации комкующей части шихты (зародышей окомкования); трудность в организации 5 управления процессом окомкования, особенно промежуточных классов, не участвующих в окомковании. Наиболее близким техническим рет0 шением к предлагаемому является способ подготовки шихты с использо ванием в качестве увлажняющей и связующей добавки сточной воды коксохимического производства, заключаюIS щегося в том, что сточные воды (надсмольные воды после биохимической очистки) коксохимического производства утилизируются в процессе подготовки шихты в качестве увлажняющей и связующей добавки на стадии вторичного смешивания и окомкования . шихты. Расход этой воды в зависимости от исходной влажности составляет 5-103. 931772 ф 50 Связующая способность биохимически очищенной воды обусловлена тем, что в ее состав входит определенное количество солей аммиака, хлоридов, роданидов, фенолов и т.д. Кроме того, надсмольная вода имеет более высокую температуру, чем техническая или оборотная вода $2). К недостаткам известного технического решения следует отнести: переувлажнение тонкодисперсной комкуемой составляющей шихты, поскольку ее исходная влажность, как правило, выше оптимальной и недоувлажнение комкующей части шихты (зародышей окомкования) из-за слаборазвитой ) удельной поверхности последней; нерациональная подача всей надсмольной воды на вторичное смешивание и окомкование шихты; не учтена возможность повышения эффективности использования связующих свойств надсмольной воды путем раздельной гидрофилизации компонентов шихты, Цель изобретения - улучшение качества окомкования шихты за счет повышения эффективности использования связующей способности надсмольной воды. Поставленная цель достигае гся тем, что в способе, включающем дозирова-. ние компонентов, их смешивание, увлажнение надсмольной водой до содержания влаги в шихте 7-8/ и последующее ее окомкование, увлажнение ведут сначала комкующей части шихты раствором воды и активного ила, взятых в соотношении 1:(0,0 -0,1), а затем последовательно в конце первичного смешивания с добавкой комкуемой части шихты и в начале вторичного смешивания с расходом воды на каждой стадии в пределах 30-40, 10-20 и 40-603 от ее общего расхода соответственно. Сущность способа заключается в раздельном увлажнении комкующей и комкуемой части ыихты на стадиях складирования или дозирования ших-товых материалов, первичного и вто-. ричного смешивания с использованием на первой стадии концентрированного водного раствора активного ила,, а на последующих стадиях — биохимически очищенной воды. Необходимость раздельной обработки комкующих и комкуемых составляющих шихты обусловлены рядом причин, главными из которых являются: повыше5 о l5 го 25 зо 35 ю ние гидрофильной способности наиболее грубодисперсной и балластной части шихты при складированйи или дозировании в шихтовом отделении за счет г увлажнения, нанесения на поверхность раствора воды и активного ила, обладающего наиболее высокими связующими и смачивающими свойствами. Концентрация активного ила в растворе надсмольной воды получена экспериментальным путем: ее верхний предел ограничен только пропускной способностью трубопроводов и форсунок. Увеличение концентрации активного ила сверх оптимальных значений приводит к его осаждению на стенках трубопроводов и забиванию форсунок. Нижний предел концентрации обусловлен, как показали опыты, низкой степенью гидрофилизации поверхности комкующей части шихты, служащей центрами окомкования. Малая величина удельной поверхности последних (возврат, твердое топливо, известняк и аглоруда) вызывают необходимость улучшения физико-химических свойств поверхности c Tî÷êè зрения повышения ее способности к адгЪзии с комкуемой (тонкодисперсной) составляющей шихты. В зависимости от вида и физико-химических свойств зародышей степень гидрофилизации (количество нанесенного гидрофильного вещества) различна. Исследованиями установлено, что резкое улучшение комкующей способности для коксика аглоруды, возврата и известняка достигается при наличии раствора надсмольной воды и активного ила (от общего расхода воды) в количестве, 3: 7-10, 10-15, 8-9 и 5-6, т.е. расход активированного раствора воды на увлажнение комкующей части шихты необходимо поддерживать в пределах 30-403. В процессе увлажнения комкующей части шихты в шихтовом отделении при ее укладке на сборный конвейер, поверхность шихты гидрофилизируется, мелкие частицы и балласт (промежуточ- ный класс 0,2-1,6 мм) образуют сросшиеся агрегаты-зародыши, поступающие на стадию первичного смешивания. В первичном смесителе происходит смешивание зародышей с комкуемой частью шихты, частичное их разрушение и окомкование. Для увеличения прочности сцепления комкующей и комкуемой составляющей шихты в конце первичного смешивания на поверхность частич5 9317 но окомкованного материала непосредственно перед его выгрузкой подается 10-203 биохимически очищенной воды (соотношение получено опытным путем). Увеличение расхода надсмольной воды сверх оптимальных значений приводит к переокомкованию шихты уже на стадии первичного смешивания, а нижний предел соотношения ограничен прочностными характеристиками гранул шихты. io При уменьшении расхода воды ниже 103 стойкость гранул к разрушению при перегрузках резко уменьшается, что ухудшает процесс окомкования шихты во вторичном смесителе. 15 На стадии вторичного смешивания частично окомкованную шихту доувлажняют надсмольной водой до оптимальной влажности. При этом расход воды составляет 40-604 от ее общего расхода (соотношение получено экспериментальным путем). Подача воды в начале окомкования способствует значительному упрочнению гранул и повышению однородности шихты по гранулометрии за счет механического воздействия и уплотнения гранул в пересыпающемся слое. Подача биохимически очищенной воды нв стадии первичного и вторичного смешивания обусловлена природой и физико-химическими процессами, протекающими при окомковании. Если на предварительной стадии, заключающей-. ся в гидрофилизации,поверхности ком35 кующей части шихты, необходимо создать условия для значительного увеличения сил сцепления разрозненных частиц и организации агрегирования промежуточных классов, не участвую- ° 4О . щих в окомковании, за счет введе.ния коллоидного высокоактивного раствора, то на стадии первичного и вторичного смешивания необходимо обеспечить условия для накатывания комкуемой составляющей шихты .на центры . 45 окомкования. Решение этой задачи достигается за счет использования водных растворов, обладающих малым краевым углом смачивания и низким поверхностным натяжением..При этом скорость смачивания и, следовательно, скорость накатывания достигает наибольших значений. Указанным требованиям отвечает надсмольная вода, прошедшая биохимическую очистку. Пример . Для исследований используют биохимически очищенную надсмольную воду коксохимического 72 6 производства (Орско-Халиловского металлургического комбината). Для приготовления водного раствора к биохимически очищенной воде добавляют активный ил, накопленный в отсТойни ка х. Химический состзв используемых увлажняющих добавок следующий: а) биохимически очищенная вода, мг/л: фенолы 0,7, роданиды 26,8, аммиак летучий 34,0, аммиак общий 69,7; смолистые вещества 407,8, акисляемость 991, рН 8,1. 6) водный раствор активного ила. Технический анализ, 1: big 5,1; с 8 с 8. совы Элементарный состав, 3 к абсолютно сухому беззольному вещестгу: A 4,0; C 56,7;.H 5,6; N 5,6; О 32,1. Функциональный состав, мг-экв/г: соон 1,84; îí 3,24; со 3,02; осн 0 18. Расход надсмольной воды на стадиях предварительного увлажнения комкующей части шихты и на стадиях первичного и вторичного смешивания составляет 30, 10 и 60 от общего расхода воды. Общий расход надсмольной воды составляет 8> от веса шихты. Увлажнение комкующей части шихты осуществляют следующим образом. На поверхность комкуемой части шихты, уложенной в барабанный смеситель диаметром 500 и длиной l000 мм, укладывают тонким слоем каждый компонент комкующей части шихты и обрабатывают его соответствующим коли.чеством раствора активного ила. Время выдержки после нанесения раствора на каждый слой составляет 30 с. После этого производят смешивание шихты в течение 1 мин; за 10 с до конца смешивания шихту увлажняют биохимически очищенной водой. Шихту рассеивают. на классы 1.,6 и «+ 1,6 мм, Эту же шихту вновь загружают в смеситель и окомковывают в течение 1,5 мин с ее доувлажнением надсмольной.водой. Исследования выполнены в широком диапазоне изменения соотношения воды и активного ила. В таблице приведены результаты исследований. Анализ приведенных в таблице дан- . ных показывает, что раздельное увлажнение. комкующих компонентов шихта 7 931772 8с использованием раствора воды и ак- сравнению с прототипом на 10,5тивного ила, взятых в соотношении 15,2 и 5-6,3ь (абс.) соответственно. 1: (О, 05- О, 1) и доувлажнение шихты Значительно улучшаются газодинана стадиях первичного и вторичного, мические условия процесса началь1 смешивания биохимически очищенной S ная скорость фильтрации воздуха возводой позволяет существенно улучшить растает на 5,7-104. Возрастает скокачество окомкования как после сме- рость спекания, выход годного, шивания, так и окомкования шихты; удельная производительность и проч-выход класса 1,6 мм уменьшается по,ность агломерата. Соотношение вода активный ил Показатели Г 1 Г 1: 0,025 1: 0,035 1:0,2 1: 0,3 Выход класса аl,б мм после смешивания и окомкования 26 6,2 3,0 Начальная скорость фильтрации при разрежении 1010 мм. вод.ст., м/с 0,87 0,89 1,41 1,58 Скорость спекания при разрежении 800 мм.вод.ст. мм/мин 27,8 27,8 44,5 50,2 Выход годного +5 мм, 3 41,2 Удельная производительность, т/м ч 1,58 1,54 1 535 1,55 Барабанная проба5 мм> оо 8,2 26,4 8,2 Формула изобретения ВНИИПИ Заказ 3668/33 Тираж 657 Подписное филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, Способ подготовки дисперсных материалов к спеканию, включающий дозирование компонентов, их смешивание увлажнение надсмольной водой коксохимического производства до содержания влаги в шихте 7-84 и последуюо фЯ щее ее окомкование, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью улучшения качества окомкования шихты путем повышения эффективности использования связующей способности надсмольной воды, увлажняют сначала комкующую часть шихты водой с активным илом, взятых в соотношении 1:(0,0529,8 0,1), а затем последовательно в конце первичного смешивания с добавкой комкующей части шихты и в начале вторичного смешивания с расходом надсмольной воды на каждой стадии в пределах 30-40, 10-20 и 40-603 соответственно. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР по заявке tt 2741242, кл. С 22 В 1/24, 1979 2. Авторское свидетельство СССР по заявке N 2556438, кл. С 22 В l/24, 1978.
