Способ обжига окатышей из ванадиевых шлаков и шахтная печь для его осуществления

( 9) 51)5 С 22 В 1/2 РЕТ Изобретение относи лургии и может быть ис жиге конвертерных ван шахтных печах,Целью изобретения ние степени извлечения ние расхода топлива на тся к черной металпользовано при обадиевых шлаков в овышесниявляется ванадия роцесс. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ ЬСТВУ 21) 4391020/02(46) 23.12.91. Бюл, М 4771) Всесоюзный научно-исследовательскийинститут металлургической теплотехники иЦентральный научно-исследовательскийинститут черной металлургии им. Н,П,Бардина72) В.В.Червоткин, М.Э.Бланк, Б.А.Боковиков, Н.Г.Чиркова, Н.П.Слотвинский-Сидак,В.В.Юренко и С,Б.Новицкий(56) Букетов Е,АМальниев В,П. Технологические процессы шахтного обжига в цветной металлургии. - Алма-Ата:,Наука, 1973,,с. 154-164,Авторское свидетельство СССРЬ 1315478, кл. С 21 В 13/00, 1985,(54) СПОСОБ ОБЖИГА ОКАТЫШЕЙ ИЗ ВАНАДИЕВЫХ ШЛАКОВ И ШАХТНАЯ ПЕЧЬ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при обжиге конвертерных ванадиевых шлаков в шахтных печах. Целью изобретения является повышение степени извлечения ванадия и уменьшение расхода топлива. Регулирование температурного режима при обжигеокатышей в шахтной печи производится путем дискретной подачи окислителя по высоте зоны обжига, Нагрев окатышей до500 - 600 С осуществляют в слабоокислительной атмосфере продуктов сгоранияприродного газа с содержанием кислорода0,5 - 2,0 О, В зону обжига подводят продуктысгорания природного газа с содержаниемкислорода 0,5-3,0;4 и дискретно окислитель, причем содержание кислорода в газепосле смешения поддерживают 4,0-8,0 нагоризонтах ввода окислителя. В качествеокислителя используют смесь воздуха и очищенного колошникового газа в обьемномотношении (1 - 3):1 соответственно. Шахтная, Зпечь для осуществления этого способа обжига оборудована коробами для подачиокйслителя, расположенными выше арок Сдля подачи продуктов сгорания природногогаза в слой. Ряды коробов подачи окислителя расположены с последовательно уменьшающимся в 1,5-2,5 раза шагом, начиная сднижнего ряда по высоте печи. Изобретениепозволяет существенно повысить качествообжига и степень вскрытия шлака на 5,снизить расход природного газа на 25-30.2 с, и 1 з.п. ф-лы, 2 ил,Регулирование температурного режима зоны обжига производится путем дискретной (рассредоточенной) подачи окислителя и изменения содержания кислорода в газовой фазе, что обеспечивает рациональный режим процесса, окисления и позволит провести обжиг достаточно интенсивно с мини 1700069мальным расходом природного газа и получением качественного продукта.Для окислительного обжига используют вэнэдийсодеркащие окатыши из конвертерных шлаков с различными добавками. При высокотемпературной обработке ванадийсодеркэщих окатышей происходит окисление металлического железа, низших оксидов железа, марганца и ванадия, разложение карбонэтов, входящих в состав исходной шихты, а также образование растворимыхсоединений ванадия с натрием и кальцием (ванадэтов натрия и кальция), В результате окисления окатышей содержание кислорода в газовой фазе быстро снижэется до 0,5- 2,0 О на выходе из зоны обжига, поэтому и скорость окисления окатышей падает и не происходит чрезмерного разогрева слоя. Кроме того, температура материала в верхней части зоны обжига существенно ниже, чем в нижней. Для того, чтобы не допускать резкого повышения температуры слоя в зоне обжига и выдержать заданный температурный режим, ввод окислителя в печь производится рассредоточен но (дискретно) по высоте зоны обжига, Так как поглощение кислорода из газовой фазы в верхней части идет более интенсивно, то в соответствии с кинетикой окисления окатышей для компенсации снижения содержания кислорода в газовой фазе в эту часть зоны обжига окислитель подается более часто, Содержание кислорода в окислителе и окислительный потенциал атмосферы определяются химсоставом окатышей из вэнэдиевого шлака и видом реакционных добавок.Содержание кислорода в гэзовой Фазе на горизонтах ввода окислителя после его смешения с продуктэми сгорания поддерживают нэ уровне 4,0-8,0 О, тэк как при более высоком содержании кислорода существенно возрастает скорость окисления оксидов железа, марганца и ванадия, что приведет к недопустимому повышению температуры в зоне протекания реакций окисления, спекообразованию и нарушению технологического режима. При содержении кислорода в газовой фазе менее 4,0% значительно уменьшается скорость реакций окисления и увеличивается время пребывания материала в зоне обжига, что ведет к чрезмерному росту высоты зоны обжига и является экономически нецелесообразным,В качестве окислителя используют смесь воздуха и холодного очищенного колошникового газа, Разбэвление воздуха колошниковым газом позволит поддерживать заданный температурный режим в зоне обжига и избежать локального повышения температуры в зоне вводе окислителя, Обь 10 емное соотношение воздуха и очищенногоколошникового газа в смеси (1 - 3):1 обусловлено необходимостью поддержания содержания кислорода в газовой фээе нагоризонтах подвода оксилителя в диапазоне 4,0 - 8,0 и определяется химическим составом исходных окатышейНэ фиг. 1 изображенэ печь, поперечный разрез; на фиг. 2 - то же, продольный разрез,Шахтная печь состоит из шахт 1, образованных вертикальными стенками арок 2 для подачи продуктов сгорания природногогаза в слой. Продукты сгорания природного газа поступают в печь иэ выносной топки 3. В верхней части печи имеются коробэ дляотвода 4 и 5 колошникового газа, Загрузка сырых окатышей в печь производится с помощью конвейеров 6, Шэхтнэя печь имеетчетыре эоны; подогрева, обжига, вэнадэциии охлаждения, В зоне обжига шахтной печив шахтном порядке установлены три ряда коробов 10 для подвода окислителя. Ряды коробов расположены с последовательно уменьшающимся шагом по высоте зоны обжига. В никней части печи расположеныразгрузочные бункера 7, оборудованные шлюзовыми затворами, обеспечивающимигерметизацию мехэнизма выгрузки, а такжекороба 8 и 9 д: подвода и отводэ охлаждэащего воздухаРяды коробов для подачи окислителя,-начиная с нижнего, установлены по высотепечи с последовательно уменьшающимся в 1,5 - 2,5 раза шагом. Неравномерное расположение коробов 10 по высоте печи сделано 40 45 50 55 с учетом кинетических закономерностей процесса окисления ванадийсодержэщих окатышей и позволит получить рационэльный температурный режим в зоне обжига при наличии экзотермических реакций. При относительном изменении шага установки коробов 10 по высоте печи менее чем 1,5 времени для срабатывания окислительного потенциала в кэждой подзоне зоны обжига будет недостаточно, а это приведет к повышению содержания кислорода в газовой фазе, скорости реакций окисления, разогреву слоя и нарушению технологического режима. Относительное изменение шага расположения коробов более чем в 2,5 раза приведет к появлению буферного объема зоны обжига, где процессы окисления уже практически не идут, что экономически нецелесообразно из-за нерационального увеличения габаритов агрегата.Использование способа обжига окатышей и конструкции шахтной печи позволит предотвратить возможность аварийной ситуации, связанной с неконтролируемым по1700069 оЖй вышением температур в зоне обжига, и таким образом повысит надежность работы печи. Расположение коробов в зоне обжига по изобретению и создание в печи атмосферы с заданным окислительным потенциа лом позволит существенно повысить качество обжига и степень извлечения ванадия степе н ь вскрытия шлака увеличивается на 5), снизить расход природного газа на 25-30 и повысить производительность аг регата.формул а и зоб рете н ия1, Способ обжига окатышей из ванадиевых шлаков в шахтной печи, включающий их нагрев до 500 - 600 С, окислительный об жиг при температурах 500-900 С, выдержку иохлаждение,отличающийся тем,что, с целью повышения степени извлечения ванадия и уменьшения расхода топлива, нагрев окатышей ведут в слабоокислительной 20 атмосфере продуктов сгорания природного газа с содержанием кислорода 0,5-2,0, а окислительный обжиг осуществляют с подводом продуктов сгорания природного газа с содержанием кислорода 0,5-3,0 и окислителя, причем осуществляют дискретную подачу окислителя по высоте зоны обжига, поддерживая содержание кислорода в газе после смешения окислителя с продуктами сгорания на горизонтах ввода окислителя на уровне 4,0-8,0.2. Способ по и, 1. отл ич а ю щ ий с я тем, что в качестве окислителя используют смесь воздуха и очищенного колошникового газа в объемном соотношении (1 - 3):1 соответственно.3. Шахтная печь для обжига окатышей из ванадиевых шлаков, содержащая выносную топку, арки для подачи продуктов сгорания в слой, короба для подвода и отвода охлаждающего воздуха, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что шахтная печь снабжена расположенными выше арок коробами для подачи окислителя, установленными по высоте печи рядами с последовательным уменьшением в 1,5 - 2,5 раза шагов между рядами., ул.Гагарина, 101 каэ 4444 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раущская наб 4/5