Способ агломерации руд и концентратов

(22) Заявлено 040179 (21) 2707643/22-02с присоединением заявки Иф(23) ПриоритетОпубликовано 23.12.80. Бюллетень Йо 47Дата опубликования описания 2 31280 С 22 В 1/16 1 осударствеииый комитет СССР ио делам изобретеиий и открытий(72) Авторы изобретения В.М.Борисов М.В.Ведешкин, А.С.Близнюков, ,Федченко Ц.М и И.Я.Матюх Московский ордена Трудового Красного Зна ени институт стали и сплавов(54) СПОСОБ АГЛОМЕРАЦИИ РУД И КОНЦЕНТРАТОВ Изобретение относится к подготовке сырья к доменной плавке, но может быть использовано и на предприятиях цветной металлургии.Известен способ агломерации руд и 5 концентратов с постоянной величиной разрежения под всей площадью агломашины 11.Недостатками способа являются несоответствие между количеством проса сываемого через слой воздуха и газопроницаемостью слоя по длине агломашины, инерционность и запаздывание системы регулирования, а также отсут. ствие оперативного технического при ема для организации Форсирования режима спекания.Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому результату является способ с пульсирую. 2 О щим отсосом отходящих газов с частотой не менее двух циклов в минуту, при времени отсоса в каждом цикле большем, чем время его прекращения 12Недостатками этого способа являют 25 ся невозможность Форсирования процесса изменением только частоты пульсаций отходящих газов, а также нерав номерность периодов отсоса и его прекращение в пределах одного цикла 3 О что не оказывает интенсиФицирующего воздействия на процессе горения твердого топлива и не способствует адекватно стабильному вакуумному режиму,В известном способе Форсирование процесса осуществляется за счет изменения частоты пульсации и увеличения периода пребывания материала под разрежением. Основным в Форсированном режиме спекания является рациональное распределение газового потока по длине агломашины. Неоднородность слоя в головном и хвостовом участках агломашины, обусловленная изменением структуры слоя в процессе спекания, создает неравномерность распределения газового потока по длине аглоленты. Как при стабильном, так и при пульсирующем режимах, наибольшее количество воздуха просасывается в хвостовой части машины, где слой, в основном, представлен готовым агломератом, что приводит к вялому горению топлива на основной стадии процесса, ухудшению температурно-тепловых условий и качества агломерата, снижению скорости спекания и производительности аглоленты.Цель изобретения - повышение ско,рости и полноты сгорания твердого топлива.Поставленная цель достигается тем,что частоту пульсаций поддерживают впределах 24-120 пульс/мин, при ампли.туде 60-12 мм вод.ст, на протяжении60-70 времени процесса спеканияшихты.Экспериментально установлено,чтов зависимости от состава руднойчасти шихты, крупности топлива и 16флюса, основности, количества жидкого расплава и т,д., газопроницаемыйслой формируется в конце начальнойстадии процесса спекания,составляющей 50-70 от времени спекания.Поэтому, одним из необходимых условийинтенсификации процесса является форсирование режима спекания на начальной, основной стадии процесса за счетрационального уменьшения количествапроходящего через слой в заключительной фазе спекания, реализуемого пульсирующим режимом газа в последних4-5 вакуум-камерах. При этом скоростьфильтрации через слой аглошихты воздуха в головном участке машины возрастет практически пропорционально ееуменьшению на хвостовом,Другим интенсификатором процессаявляется организация пульсирующегорежима отходящих из слоя газов, прикотором соотношение между частотой(и) и амплитудой (а) пульсации поддерживают в пределах 24;60 и 120:12или 0,4-10,0. В качестве топлива используют коксовую мелочь крупностью0-3 мм, ситовой состав которой соответствует типичному для отечественных аглофабрик. По мере увеличениясоотношения и/а от 0,2 до 0,4 скорость горения топлива возрастает более чем на 20, 4 ОДальнейшее увеличение соотношениядо 2,0 сопровождается монотоннымвозрастанием скорости горения с последующей стабилизацией процесса. Оптимальная область горения коксовоймелочи в пульсирующем режиме находится в пределах соотношения частотыи амплитуды пульсаций 0,4-2,0.Область оптимальной скорости горения антрацита, являющегося одним иззаменителей коксовой мелочи, смещается в сторону больших значений и/аи находится в пределах 0,6-10,0.Поэтому отношение и/а при использовании основных видов агломерационноготоплива поддерживают равным какомулибо значению в пределах 0,4-10,0.Необходимость соблюдения этогоусловия подтверждается тем, что горение агломерационного топлива, содержащего в своем составе 10-14 золы, 6 Осопровождается образованием поверхностной зольной оболочки, плотностькоторой значительно. превышает плотность кокса, По мере продвиженияэоны горения к центру частицы тол шина этой оболочки непрерывно возрастает, значительно ухудшая диффузиюкислорода к атомам углерода и снижаяскорость его горения, В условияхстабильного вакуумного режима агломерации, протекающего при непрерывномизменении структуры слоя и его газопроницаемости, диффузионное горениеуглерода усугубляется еще и перераспределением газового потока в объемеслоя с наименьшим газодинамическимсопротивлением. При этом возможновозникновение условий, при которыхгорение частиц топлива прекращается,снижается эффективность его использования, температурно-тепловой уровень процесса и качество агломерата,что является одной из причин верхнего предела крупности топлива науровне не более 3 мм.Организация пульсирующего режимаотходящих газов позволяет при соблюдении условий пульсации, разрушитьоболочку, состоящую из продуктовгорения увеличить скорость диффузиикислорода к реакционной поверхноститоплива, повысив таким образом скорость его горения на 30,Нарушение оптимальных условий, т,е. указанного соотношения между частотой и амплитудой пульсаций, приводит в одном случае к независимости процесса спекания (горения топлива) от параметров пульсирующего режима (и/а меньше 0,2), а в другом к нарушению или прекращению процесса горения топлива (и/а велико). Первое обстоятельство объясняется тем, что условия процесса практически не отличаются от обычного вакуумного режима или режима спекания под давлением,поскольку слишком сильно ограничено динамическое воздействие воздушного потока на процессы горения топлива и плавления шихты. С другой стороны, увеличение частоты и амплитуды пульсации приводит к большим динамическим нагрузкам, сопровождающихся расширением зоны горения и зоны высоких температур и ухудшением условий, теплообмена и теплопередачи в связи с охлаждением слоя в зонах горения и плавления шихты.В оптимальных условиях с изменением частоты и амплитуды пульсации получает развитие так называемый поршневой режим фильтрации воздуха через спекаемый слой, сущность которого состоит в том, что рабочий цикл периода пульсаций характеризуется импульсным возрастанием динамической и кинетической энергии воздушного потока.При этом создается дополнительный резерв для повышения зжекционной нагрузки, позволяющий увеличить разрежение и количество засасываемого в слой воздуха на 15-20.7896" 5 Пульсирующий режим каэатель процесса льс мм мин Скорос пекания н 6,0 280 70 34 300 ксимальная температур 74 72,го,Выхаш азов на м инах о т л и ч а ю щ и целью повышения с сгорания твердого пульсации поддержи 24-120 пульс/мин,п мм вод.ст. з течени пРоцесса спекан рующим от вейерногос я тем,сосом типа,что,рости и полноты топлива, частоту вают в пределах амплитуде 60-12 ние 60-70 времки информмание при Источн принятые во вн 1. Берштейн ствование техно мерата. Днепроп 1975, с. 40-47,2. Авторское Ф 255953, кл. С аж 694 Подписи.С. оги тро свидетельство ССС 22 В 1/20, 1969.ое я( 4 РОДУл Прое Предлагаемый способ реализуется путем регулирования пульсаций отходящих из слоя аглошихты газов з последних 4-5 вакуум-камерах индивидуальным вращением шиберных заслонок, установленных в стояках соответствующих вакуум-камер, что позволяет составить множество аглоритмов изменения частоты и амплитуды пульсаций. Например, при одинаковом расположении заслонок относительного сечения стояков в последних четырех вакуум-камерах и вращении их с одинаковой скоростью, амплитуда пульсаций на хвостовом участке агломашины изменяется от 0 до 800 мм вод,ст т.е. 15 исходной величины разрежения. При этом, под головным участком машины, в первых девяти вакуум-камерах, в момент перекрытия сечения стояков, разрежение повысится приблизительно на 17 (соответственно процентному отношению перекрытых камер к их общему числу) и с вычетом 10 вредных подсосов составляет 932,8 мм вод.ст., откуда следует что амплитуда пуль.сации изменяется в пределах + 64,4 мм вод.ст.При начальном взаимно перпендикулярном расположении заслонок частота пульсаций увеличится з дза раза с соответствующим уменьшением вдвое ЗО амплитуды пульсаций под головным Удельная проиэзодительностт/м час Из приведенных данных видно, что предложенный способ агломерации руд и концентратов отличается более высокими показателями процесса спекания по сравнению с известным. Причем, оптимальным является режим, когда соотношение частоты и амплитуды пульсаций равно 5,0. Это объясняется тем, что при повышении отношения и/а увеличивается вертикальная скорость 55 спекания эа счет причин, изложенных в описании, что ведет к снижению выхода годного и, отсюда, к снижению удельной производительности.Формула изобретенияСпособ агломерации руд и концентратов, включающий спекание с пульсиВНИИПИ Заказ 9005/31 Тир илиал ППППатент , г, У участком аглоленты, поскольку в этихусловиях одновременно перекрываетсятолько дзе вакуум-камеры.Таким образом, изменение параметров пульсирующего режима, таких какугол поворота заслонок относительнодруг друга, индивидуальное регулирование скорости вращения, а так- .же выбор рационального соотношения между входными параметрами, позволяет оперативно изменять режимпульсаций при различных нарушенияхтехнологического процесса.П р и м е р 1. Спекание осуществляют з агдочаше площадью спекания0,1 м при высоте слоя 400 мм. Шихтасостоит из 80 концентрата КМА, 15известняка, 5 топлива, количествовозврата составляет 15 относительновеса шихты. В качестве топлива исполь"зуют коксовую мелочь и антрацитовыйштыб з соотношении 1:1,Пульсирующий отсос отходящих газовосуществляется возвратно-поступательным вращением заслонки-мотыльков, установленной между аглочашейи эксгаустером.Проводят три серии опытов с соотношением частоты и амплитуды пульсаций 0,4:5;10. Для сопоставления результатов также проводят спекание поизвестному способу,Основные показатели спекания приведены з таблице.