Способ подготовки агломерационной шихты

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Соцналнстнческнх

Республик

<»956584 (61) Дополнительное к авт. свид-ву

Р М К„з (22) Заявлено 241180 (21) 3008540/22-02

С 22 В 1/16 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

t$3) УДК 669.1:

:622.785 (088.8) Опубликовано 07.0982. Бюллетень ¹ 33

Дата опубликования описания 070982 (72) Авторы изобретения

A.Ô.Èûñèê, Г.П.Ермаков, Ю.A.Ôðîëîâ, М П.Чуриков яс с

Всесоюзный научно-исследовательский институт Ме теплотехники и комбинат "Южуралфикель,:".-,;,о

l ской (71) За яв итель (54) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ АГЛОМЕРАЦИОННОЙ ШИХТЫ

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано при агломерации никелевых руд

Известны способы подготовки шихты к спеканию, включающие регулирование крупности помола руды и топлива, причем крупность помола топлива должна соответстновать крупности руды 1.1).

Однако в известных способах крупность помола топлива не.увязана с конкретным химическим составом топлива, а состав топлива — c крупностью и типом применяемой руды.

При замене коксика отощенными углями указанное приводит к несоотнетстнию скорости горения топлива и интенсивности теплопередачи от газа к шихте, в результате чего деформируется температурное поле и черезмерно расширяется зона высоких температур н спекаемом слое. Это снижает качестно агломерата и не позволяет осущестнить замену при агломерации окисленных никелевых руд дефицитного металлургического коксика дешевыми видами угольного топлива.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ подготовки агломерационной шихты, включающий т одачу в шихту смеси коксика и отощенного угля и регулирование крупности топлива в зависимости от его состана. Суть способа состоит в том, что при изменении свойств топлива (например, содержания летучих в нем) соответствие между скоростью горения топлива и интенсивностью теплопередачи между газом и шихтой достигается пу тем изменения соотношения удельных поверхностей смеси топлив и шихтовых материалов (рекомендуется предел, равный 0,7-1,4). Указанное обеспечивается тем, что при содержании лету15 чих в угле 1,5-2,5а верхний предел крупности поддерживают равным 2,02,5 мм, увеличивая его на 0,2-0,25 мм на каждый процент повышения содержания летучих (2).

Недостатком известного способа является то обстоятельство, что он дает положительный зффект при крупности рудных материалов менее 10 мм,т.е. при крупности, обеспечивающей отноше25 ние удельных поверхностей топлива и шихтовых материалов в пределах 0,71,4. При использовании более крупных материалов, которые применяются в практике агломерации окисленных нике30,левых руд (до 35 мм) зто соотноше956584 ние известным способом не удается обеопечить. Это объясняется тем, что увеличение размера частиц топлива к росту химического недожога топлива (отношения СО/СО ) и к снижению качества агломерата вследствие ухудше- 5 ния равномерности распределения топлива в объеме шихты. Поэтому замена коксика отощенным углем за счет увеличения крупности его помола невозможна. 10

Кроме укаэанного, особенностью никелевых окисленных аглоруд является то, что они содержат до 47Ъ,и тем пература их плавления достигает

1600 С. Большая крупность руды в этом случае затрудняет прогрев центральных объемов кусочков руды из-.за их термической массивности.

Вследствие этого высокотемпературная зона в слое спекаемой шихты значительно расширяется, что создает существенные затруднения при горении более реакционного по сравнению с коксиком отощенного угля в процессе спекания шихты.

Таким образом, совместное действие при агломерации окисленных никелевых руд таких факторов, как высокая термическая массивность и низкая поверхность теплообмена между шихтой и газом не позволяет заменить коксик отощенным углем путем применения из-. вестного способа.

Целью изобретения является замена дефицитных видов твердого топлива З5 и повышение качества агломерата.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, включающему регулирование крупности компонентов шихты и подачу в шихту смеси топлива 40 из кокса и отощенного угля, на каждый миллиметр снижения верхнего предела крупности руды, в интервале от 30 до

10 мм, увеличивают на 0,6- 0,9Ъ содержание отощенного угля в смеси топли- 45 ва.

Уменьшение термической массивности кусочков руды за счет снижения верхнего предела крупности шихты приводит к сокращению необходимого времени об- 50 жига руды и снижает ширину высокотемпературной эоны горения топлива (этому способствует увеличение поверхности теплообмена между газом и материалом, обусловленное снижением крупности шихты). В свою очередь сужение зоны горения топлива создает предпосылки для введения в шихту более реакционного по сравнению с коксиком отощенного углям использование которого сопровождается расширением зоны горения смеси топлива. Одновременно

c THM Iio e H T oTo eHH x углей (к ним относятся угли с содержанием летучих до 17Ъ) способствует увеличению скорости горения топлива. 65

Это должно быть согласовано с увеличением интенсивности теплообмена между шихтой и газом, вызванного при снижении крупности увеличением удельной поверхности шихтовых материалов, и вместе с тем не должно лимитироваться термической массивностью крупных кусков руды.

Поэтому снижение верхнего предела крупности руды, осуществляемое с целью снижения термической массивности и увеличения поверхности теплообмена в слое шихты, должно соответствовать степени замены коксика отощенным углем. Как показывают опыты, на каждый миллиметр снижения верхнего предела крупности руды следует увеличивать содержание отощенного угля в смеси топлива на 0,6-0,9Ъ. При меньшем увеличении содержания угля в смеси топлива (менее 0,6Ъ) уменьшается скорость спекания, увеличивается себестоимость агломерата и снижается ,степень замены коксика углем. При большем увеличении содержания угля в смеси топлива (более 0,9Ъ) снижается прочность агломерата из-за черезмерного расширения зоны горения топлива и снижения максимальных температур в ней.

Способ реализуется при уменьшении верхнего предела крупности шихты в интервале от 30 до 10 мм. Если верхний предел крупности больше 30 мм (т.е. крупность шихты снижают, например, с 40 до 31 мм), то при введении в шихту отощенного угля снижается качество агломерата (вследствие черезмерной термической массивности кусочков руды).

При снижении верхнего предела крупности шихты менее 10 мм термическая массивность кусков становится незнаI чительной, а степень замены коксика углем определяется соответствием между отношением удельных поверхностей. топлива и шихтовых материалов, т.е. регулирование крупности компонентов подчиняется действиям, указанным в прототипе.

Пример. Испытания проведены в аглочаше диаметром 200 мм.

Условия проведения испытаний при-, ведены в табл. 1.

Основные результаты испытаний (средние данные по 4 опытам) приведены в табл. 2.

При проведении испытаний установлено (табл. 2) следующее.

При снижении предела крупности руды с 30 до 10 мм с заменой до 12Ъ коксика отощенным углем (менее 0,6Ъ на 1 мм снижения предела крупности руды) уменьшается вертикальная скорость процесса спекания, а также и производительность установки, несмот956584

Таким образом, оптимальные пределы увеличения содержания угля в смеси с коксиком составляют 0,6-0,9%."йа

1 мм снижения верхнего предела крупности окисленной никелевой руды.

Предложенный способ подготовки агломерационной шихты обеспечивает замену до 18% кокса отошенными углями при агломерации окисленных никелевых руд с верхним пределом крупности более 10 мм и повышение прочности l5 агломерата при вводе в шихту отощенных углей вместо кокса.

Экономический эффект за счет замены части коксового топлива фрак2() ций 10-0 мм и 25-10 мм, поставляемых с Украины, составляет около

200 тыс. руб на 1 млн. т. агломераza.

Таблица 1.

Наименование

100,0

Состав шихты, %

62,7

Окисленная никелевая руда

Топливная смесь

Возврат.

Влажность шихты, %

10,4

26,9

26,4 3

Насыпная плотность шихты, кг/м

1100

Крупность, мм возврат

8-0

3-0 топливо

220

1,5

Разрежение под решеткой,мм вод.ст..650 ря на существенное повышение прочности агломерата.(опыты 1-3).

При отмеченном снижении крупности руды и одновременной замене от 12 до 18% коксика углем (0,6-0,9% на

1 мм) прочность агломерата в опытах

4-6 остается на одном уровне с опытами 2 и 3, но скорость спекания и производительность установки возрастает как по сравнению с базовым опытом, так и опытами 2 и 3.

При большем по сравнению с опытом 6 увеличении степени замены коксика углем (более 0,9% на 1 мм) снижается прочность агломерата и (эа счет уменьшения выхода годного продукта) производительность установки в целом.

Промежуточные опыты (8 и 9) по спеканию руды крупностью 15"0 мм подтверждают рассмотренные выше закономерности.

При замене 12% коксика углем без снижения верхнего предела крупности

Высота слоя шихты, мм

Высота слоя постели, мм

Время зажигания, мин руды прочность агломерата и удельная производительность установки по сравнению с опытом 1 снижаются.

956584

I 03

" t0, Э о

Е!

r х I

1

I! !

1 о 00 с

ОЪ CO

00 3 с с

СО СО ОЪ

ГЧ О Ъ с с

О1 ОЪ

ГО ГО с с

00 ссъ

1 Ц»!

1 3-3 с- л

«F

I

I

l X

1

1

1 !

0!О I

I Ол

1 Долм н

O 03A

1 о v %-Г х

1 0«ГГ3

1 О Н

1 0

1. с

ГЧ Г 3

ГГЪ

М ГЧ с с

Г Ъ Г Ъ

ОЪ ГГЪ

Г Ъ с

ГЧ

О ГЧ с с

ЛГ M

ГГЪ сГЪ о с

ГЪ

ГГЪ ГГЪ

l о.

1 д апцн

030 О

Х 03 О

Д03Х

I Ц еоц цае

1» L"

1 ч) с3 ЛЧ ! с о о

СО 33Ъ ОЪ

3А 3А Л!

I» I с о о о о о

Н! с3« л- л с о о

00 3« н ю

Г Л с

Ю Ю х

Хс! ° .

03 Е ох 1 х н 1

Э 1 н

ГГ!

О

Э

Е о !

Г е

03 Н

Е сГЪ с о о

С«3 ГЧ сч сч с о о

ГЧ СЧ

ГЧ 00 с с

Л3 ОЪ

ГЧ Л1 л1 лч с о о

ГЧ с Ч I

Гс3 1

I

1

1

1

1 с х х х х

ГГ3 Х

Э и м сО с с

00 !» л4 л! сГЪ ГЧ

l» СО н н!

Н M сО Г н с3« с с с

00 л н

I х r.

mo» ц х о к нл х х

Х Г33 Е охИ

1

1 1

» 1

0«1

ГГГ«!

Х 1 н

Э М Э ххах ххо

Э !33

Х K 03 ха

I Q 0J

I е Ц Ц

1 03 О 3-«

»о»

ГГЪ

Ю л! с о о о

00 с3« с о о

3А Ю

ОЪ с с о о о о

СГ3 Со с с о о

I 1 э s x

xylo

Х О 30

03 О

30 Х а еко

1 Ц Ц

o c ì

l u»u

1

1 д н о о и 1

I0»

1 Х О

1 о о

1 1

ГГ\ EA л

Ю Ю

1 1 .I о о м 1

1 !

1 Н

l ",31

1 % о

I

1 о

I e rd

Х Ц,Г

l la

1 Хо а0 l

e o

Ц

О Е 03

1ОйО

1

1

l 1

1 «0

I Q I

03 О

1 Х Х ход

l Н ах о

e0IO

1 30 х а

О ГЧ

1 1 . Н Н!

СЧ Г 3 ГГЪ «СЪ Л

Ю

Ul

«.СЪ с

Ю

3А с3«

ЛГ

1 с

ГЧ

«-с

Ю

Ю м

C)

Лс 956584

r0

Формула изобретения

Составитель Л. Шашенков

Редактор М. Дылын Техред A.Ач Корректор Е. Рошко

Заказ 6523/6 Тираж 660 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

Способ подготовки агломерационной< шихты из окисленных никелевых руд, включающий регулирование крупности компонентов шихты и подачу в шихту смеси топлива из кокса и отощенного угля, о. т л и ч а ю шийся тем, что, с целью замены дефицитных видов твердого топлива и повышения качества агломерата, на каждый миллиметр снижения верхнего предела крупности руды, в интервале от 30 до 10 ьвю, увеличивают на 0,6-0,9Ъ содержание отощенного угля в смеси топлива.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Парфенов A.È. Основы агломерации железных руд. М., Металлургиздат, 1961; с. 82-94.

2. Авторское свидетельство СССР

t0 У 624943, кл. С 22 В 1/16, 1978.