Способ восстановления железных руд в печах ступенчато взвешенного слоя

21 А ОНИ СНИХ 13 СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ( 22) 21. 12. 81 НЫХ РУД В ПЕЧАХ СТУПЕЯЧАГОВЗВЕШЕН(46) 30.07.83. БЮл. В 28 НОГО СЛОЯ, ВКИЮЧающнй ПОДаЧУ ДИСПЕРсной руда и твердого (,.топлива, сую"( 72) И,С. Баранов, Р.Ф. Кузнецовку, магнитизирукщий обжиг и последуА.А. Кутузов, В.А. Твернтин, ющее довосстаиовленив, .регулирование .Л,С. Грабко, В.А. Халда, В.Ф. Дзюба, коупности кусков твердого топлива,(71) Всесоюзный научно-исследователь- его в камеру довосстаиовиеиии,скнй институт металлургической теп-. о т л и ч а в щ и й с и тем, что.лотехникн с целью улучююиии качества готовой(56) 1, тациенко п,А. Подготовка евиных совместно с материалом товаиватруднообогатимых железных руд. И , при содержании 1,5-2.5.летучих,"Недра", 1979, с, 11-41. . устанавливают оавной 0,5-2,6 мм, и2. Авторское свидетельство СССР ;при увеличении летучих иа .каждые . Епо заявке В 2918741/22-02, 10,сверх 2,5%крупность кусковкл. С 21, В 13/10, 29.10.80,. увеличивают иа 40-60.Изобретение относится к подготовке железорудного сырья в черной металлургии.Известен способ использования твердого топлива н печах ступенчато-взве- шенного слоя для восстановления железных руд, включающий регулирование его крупности и подачу н агрегат совместно с потоком материала. Твердое топливо подается в объем печи для создания в ней восстановительной ат мосферы ; 1).Однако недостатками способа явля . ются: а) ныгорание летучих топлива на участках печи со значительным содержанием кислорода. В результате такие активные восстановители,как водород и окись углерода, сгорают и не участвуют в процессе восстановительной термообработки железных рудр б) попадание топлива в камеру довосстановления с пониженным (эа счет ле- тучих) содержанием твеРдого восстановителя. В результате снижается удельная производительность процесса; в) недостаточно. высокие скорости 25 восстановления, особенно во взвешенном слое, что приводит к ухудшению качества готовой продукции (снижению степени восстановления); г) использование твердого топлива беэ учета его З 0 физико-химических свойств, т. е. отсутствие комплексного использования топлива. Перечисленные недостатки частично устраняются при подаче топлива через гаэовоздушные транснортирующие фурмы непосредственно в эо ну частичного восстановления печи.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ восста 40 новления железных руд в печах ступенчато-взвешенного слоя, включающий подачу дисперсных руды и твердого топлива, сушку, магнетизирующий обжиг и последующее довосстановление, 45 регулирование крупности кусков твердого топлива, сжигаемого в объеме печи для нагрева и создания восстановительной атмосферы и подачу его в камеру доносстановления для прямого у восстановления )2).Однако. способ включает регулирование круцности топлива и подачу в агрегат совместно с газовоэдушным потоком. По этому способу топливо1крупностью 0,1-1,0 мм полностьюсжигают в печи, а топливо крупностью 1,5-3,0 мм на 10-20 и горящими направляют в камеру довосстановления.Недостатками данного способа явля ются: а) выгорание летучих даже .иэ топлива крупных фракций на участках печи со значительным содержанием кислорода, н результате активные восстам новители топлива (водород, окись угле 65 рода) при высоком содержании в нем летучих и недостаточной крупности куска сгорают в печи и не участвуют н процессе восстановления, и понижается интенсивность процесса восстановления; б) отсутствие взаимосвязи между физико-химическими характеристиками топлива и его крупностью, что снижает эффективность использования топлива и обусловливает увеличение расхода тепла на процесс; в) слу.чайность сжигания;горючих элементов твердого топлива на отдельных стадиях процесса - в результате в камеру довосстановления попадает либо недостаточное (при чрезмерном измельчении топлива), либо избыточное количестно углерода, при этом либо уменьшается конечная степень восстановления руды (т. епадает качество готовой продукции), либо часть топлива безвоз-, вратно теряется с потоком раэгружаемой руды; г) недостаточно нысокие скорости восстановления руды во взвешенном слое.Цель изобретения - улучшение качества готовой продукции и увеличение производительности.Поставленная цель достигается тем, что в способе восстановления железных руд в печах ступенчато-взвешенного слоя, включающем подачу дисперсной руды и твердого топлива, сушку, магне- тизирующий обжиг и последующее довосстановление, регулирование крупнос. ти кусков топлива, сжигаемого в объеме печи и подачу его в камеру довосстановленйя, крупность кусков подаваемйх совместно с материалом топлива при содержании 1,5-2,5 летучих, устанавливают равной 0,5-2,0 мм, и при увеличе нии летучих на каждые 10 сверх 2,5 крупность кусков увеличинают на 40- 60. Эагружаемая в агрегат сырая руда средней крупностью 0,1-0,6 мм и твер дое топливо поступает н печь со ступенчато-взвешенным слоем, в которой из нее удаляется влага, осуществляется разогрев до 900-1000 С и происходит ее частичное восстановление (до 20-30). Эатем шихта (смесь руды и твердого, топлива) подается в камеру довосстановпения. При этом шихта в печи передается со ступени на ступень во взвешенном состоянии по направлению к камере довосстановления под воздействием высокоскоростных, подаваемых через фурмы, воздушных потоков. Высокоскоростные потоки после затухания скорости перемещаются под снодом печи в сторону камеры. довосстановления, опускаются вниз и двигаются, как показали опыты, потоком высотой 1,5- 2,0 м от уровня фурм в сторону отводящего патрубка. В районе 1-го ряда фурм воздушный поток поднимается50 55 60 вверх через псевдоожиженный слой ших" ты и отводится иэ печи.Твердое топливо, транспортируемое с потоком материала нагревается, воспламеняется при 700 С, частично сгорает в . зоне подогрева в окислительной среде (отдавая свое тепло на интенсификацию процессов тепло- и массопереноса) и формирует восстановительные компоненты (Н 2, СО) газовой фазы в зоне частичного восстановле ния печи. Для передачи тепла в достаточном количестве для развития процессов тепло- и массопереноса в окислительной среде следует сжигать 30-40(абсолютные) горючих элементов твердого топлива. при сжигании менее 30 горючих элементов. твердого топлива чрезмерно возрастает расход природного газа и соответственно снижается доля относительно дешевых и недифицитных видов твердого топлива (бурых углей, антрацитов и т. п.). Прй сжигании более 40 горючих элементов твердого топлива в.камеру довосстановления попадает твердое топливо счрезмерно пониженной реакционной способностью и интенсивность процесса восстановления заметно падает.В зоне частичного восстановленйя следует использовать 10-20 (абсолютные) горючих элементов твердого топлива. При расходе Менее 10 горючих элементов твердого топлива.в газовой среде данной эоны количество восстановительных компонентов недостаточно, для восстановления железорудной шихты З дотребуемой величины. При расходе более 20 горючих элементов твердого топлива процесс восстановления в печи уже не интенсифицируется, а химическая ценность топлива, загружаемого 40 в камеру довосстановления, сущест венно падает.В камере довосстановления завершают восстановительную термообработку руды за счет неизрасходованных 40- 45 б 0 горючих элементов твердого топлива. Такой режим использования топлива обеспечивается при регулировании его крупности в зависимости от содержания в топливе летучих. Так, при содержании летучих в топливе 1,5-2,5 крупность куска топлива устанавливают равной 0,5-2,0 мм, Твердых видов топлива с содержанием летучих менее 1,5 в настоящее время практически не существует. При содержании летучих в топливе более 4,0 его среднююкрупность частиц необходимо увеличивать свыше 2,0 мм. Испольвованиетоплива с содержанием летучих 1,52,5 и средней крупностью куска ниже0,5 мм приводит к полному сгораниюгорючих компонентов непосредственнов объеме печи и недостатку твердого восстановителя, подаваемого в камеру довосстановления. При крупности куска более 2,0 мм не обеспечивается на требуемом уровне достаточное .снабжение химической энергии топлива зон окислительного нагрева и частичного восстановления.Увеличение содержания летучих в топливе в 2,5 на каждые 10 следует сопровождать повышением крупности куска с 2,0 на 0,8-1,2 мм. При меньшем повышении крупности куска (менее чем на 40 (0,8 мм) на каждые 10 повышения содержания летучих в топливе) происходит полное сгорание горючих компонентов непосредственно в объеме печи и нехватка твердого восстановителя в камере довосстановления. При большем повышении крупности куска (более, чем на 60 1,2 мм) на каждые 10 повышения содержания летучих в топливе) значительная часть непрореагированшего топлива теряется с отгружаемой рудой,Сущность способа заключается в установлении оптимальной крупности твердого топлива в зависимости от содержания в нем летучих и дозированном использовании химической. энергии топлива на стадиях окислительного нагрева, частично и завершающего восстановления. П р и м е р. По характеристике от-.дельных видов и сортов топлив, поступающих в печь ступенчато-взвешенного слоя,а именно, по содержанию внмх летучих устанавливают среднююкрупность твердого топлива. Например,при использовании тощих углей Красногорского разреза с содержанием летучих 2,0 его предварительно измельчают до средней крупности 1,5 мм. Под:готовленный уголь включают в потокматериала н через загрузочное устройство подают в печь ступенчатовзвешенного слоя. Под воздействиемнаправленных воздушных потоков,подаваемых через расположенные между соседними ступеньками фурмы и имеющих скорость, превышающую скоростьвитания отдельно взятого куска, материал передается во взвешенномсостоянии со ступеньки на ступень по .направлению в камере довосстановления.Газовоздушную смесь формируют иэприродного газа .и воздуха, подаютчерез транспортирующие фурми (принеобходимости в эту смесь может бытьвключен уголь с указанной выае крупностью и сжигают непосредственно вобъеме печи. Обрабатываемая шихтапосле эоны сушки ностурает в отапливаемые зоны печи. В зоне окислительного нагрева осуществляют сжиганиеприродного газа и 30 горючих элементов твердого топлива. За счет физического тепла продуктов горения ших.1,0 = 6,2 где 1,0 ьМ - величинакрупности топпива начиная с 2,5, повиденлетучих в угле соотвеОстальные стадии способез изменения.,Применение предлагобеспечивает увеличентельности агрегата наличение конечной степления готовой продукцСтепеньизалечения желвозрастает с 75-80 до приращенияаждые 10, ная содержанияствуюшая 50.ба оставляют емого способае производи"13-15 и увени восстанови на 17-20еэа при этом90-92. Составитель А, СавельевСопко Техред А.Бабииец ректор А Зимокос едактор Подписнокомитета СССРоткрытий .аушская наб., д. 4 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ту разогреваот до 950 С и при этой температуре передают в зону частичного восстановления. В этой зоне производят сжигание природного газа и 15 твердого топлива при коэффициенте расхода воздуха 0,85 И/ми ФормиРуют в печи восстановительную атмосферу с наличием в .ней Н, СО и СН. За счет этих компонентов.в печи происходит частичное восстановление железной руды. 10Непрореагированший уголь (55 по горючим составляющим) вместе с рудой поступает в камеру довосстановления и обеспечивает завершение в ней восстановительных процессов. Восста новленную шихту из камеры довосстановления разгружают и подают иа склад готовой продукции.Содержание летучих в твердом топливе контролируют по его химаналиэу р и регулируют изменением вида используемого топлива.Среднюю крупность. твердого топлива контролируют рассевками на стаМ- дартных ситах и регулируют изменением 25 режима работы оборудования для измельчения угля.Количество сжигаеьеях горючих эле-. ментов твердого топлива в зонах окис лительного нагрева и частичного вос Заказ 5332/31Тираж 568ВНИИПИ Государственногопо делам изобретений113035, Москва, Ж,становления контролируют о химанализу проб газа и материала, отбираемых (газа непрерывно, материала периодически) из печи и регулируют в зоне окислительного нагрева изменением скорости нагрева шихты и уровнем максимальных температур, в зоне частичного воссстановления - изменением коэффициента расхода воздуха.При использовании в качестве твердого топлива бурых углей Челябинского месторождения с содержанием летучих 43 в способ следует внести следуюа 1 ие коррективы, Среднюю крупность угля йодсчитывают по соотнсыению