Способ агломерации руд и концентратов

Союз Советских Социалистических Республик(61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 02,01.79 (21) 2705384/22-02 рцм, к,з С 22 В 1/14 с присоединением заявки йо(23) Приоритет -Государственный комитет СССР но дедам изобретений и открытий(53) УДК 669.1 622. ,785(088.8) Дата опубликования описания070681,(72) Авторы изобретения В.М. Борисов, А,С. Блиэнюков, Н.В. Панишеви Л.С. Агафонникова Московский ордена Трудового Красного Знам институт стали и сплавов(71) Заявите 4) СПОСОБ АГЛОМЕРАЦИИ РУД И КОНЦЕНТРАТО Изобретение относится к подготовке сырья к доменной плавке и может быть использовано в цветной металлургии.Известен способ агломерации ших- ты с предварительным накатыванием мелкозернистого топлива с целью повышения эффективности его использования 11.Недостатком этого способа являются технические трудности в организации тонкодисперсного дробления и накатывания топлива на стадии подготовки шихты. Кроме того, гирофобность твердого топлива приводит к тому, что большая его часть распределяется между комочками шихты, ухудшая ее газодинамические свойства. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения железорудных окатышей, в ко- тором перед окомкованием в шихту добавляется карбид кальция.Недостатком способа является.то, что карбид кальция используется только как Флюсующая добавка и Водораэлагающее химическое соединение при, повышенной влажности шихты и используется только на стадии окомкованияКоличество и крупность карбида кальция не учитывают условия нагревашихты, а также экономию топлива присовместном использовании его на стадии окомкования и зажигания шихты 2) .Целью изобретения является экономия топлива за счет предварительногоподогрева шихты.Поставленная цель достигаетсятем, что в шихту в качестве теплоно -.сителя и флюса вводят карбид кальция,крупность которого на стадиях окомкования и зажигания поддерживают в 15 соотношении 1:(2-3), причем расходкарбида кальция составляет 0,1-0,17от веса шихты.Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что в качест ве теплоносителя и Флюса в шихту наокомкование и зажигание вводятвысокоактивное вещесто - техническийкарбид кальция с содержанием углерода 37,48При взаимодействии 25 с водой в процессе увлажнения шихтыпроисходит выделение ацетилена:Н 1 + Са(ОН) (1)в, окомкователепомощи газогореСаС+ НО = С 1 зажигание которого 30 осуществляется при25 СаС + Са(ОН) = С 2 Н + СаО (3)В совокупности реакции (1,2,3) обеспечивают высокую степень разложения СаС и усвоения шихтой тепла, выделяющегося при горении ацетилена.При укладке карбида кальция на поверхность шихты перед зажигатель-. ным горном расход газообразного топлива на зажигание может быть снижен более, чем на порядок. Как показали исследования, при расходе СаС, равном 0,09 от веса шихты температура верхних ее слооов при спекании дости-, гает 1250-1300 С. Горение ацетилена обеспечивает воспламенение твердого топлива и интенсивное протекание процесса. В этих условиях гаэ на зажигание подается только во второй ряд гаэогорелочных устройств горна; в остальные горелки подается водяной пар для разложения карбида .кальция. .Установлено, что пары воды при температурах ниже 250 ОС, взаимодействуя с СаС, выделяют СН с образованием Са(ОН), при температурах выше 250 оС - СН и СаО и при температурах 700-800"С,и выше - СаО, углерод и водород. Кроме того, как показали опыты с прерванными спеканиями, непрореагировавший СаС 2 в процессе окомкования в процессе спекания интенсивно разлагается содержащимися в отходящих газах СО, СО, НО и О. Таким образом, на всех стадиях аглопроцесса происходит интенсивное разложение карбида кальция с выделением или образованием горючих веществ, способствующих повышению скорости :процесса и экономии твердого топлива лочного устройства при значительномизбытке воздуха:С,Н + 2 О = Со + СО + НО (2) При достаточном содержании кислорода в атмосфере окомкователя СО дожига - ется до СО 9. Таким образом, горение ацетилена и образование Са(ОН) по реакциям (1,2) Сопровождается огромным выделением тепла и позволяет, как показали опыты, при расходе карбида кальция в пределах 0,1-;0,17 от веса шихты повысить ее температуру до 250-3000 С и значительно улучшить качество окомкования шихты эа счет коагуляции Са(ОН) и образования хлопьевидных структур, захватывающих значительное количество дисперсной среды.Поскольку в процессе окомкования шиХты имеет место значительный дефицит влаги, полное разложение карбида кальция возможно только при условии введени в шихту в качестве Флюса гидратированной извести (пушонки)-. При этом интенсивно протекает реакция: 35 40 45 50 55 60 65Необходимым и достаточным условием эффективной реализации предлагаемой технологии является регулирование скорости разложения карбида кальция.На чертеже представлен график зависимости скорости разложения СаС, от его крупностии и температуры воды.По мере измельчения карбида кальция и увеличения температуры воды скорость разложения увеличивается в большей степени для мелких фракций, чем для крупных. Поскольку время окомкования шихты ограничено параметрами окомкователей и составляет не более 1,5 мин, необходимым условием форсирования процесса окомкования и нагрева шихты является уменьшение крупности СаС до 2-4 мм. Скорость разложения этой фракции составляет 0,8 кг/мин или за 1,5 мин полностью разлагается 1,2 кг карбида кальция, что составляет в расчете на пропускную способность окомкователей, равную 130-200 т/час: 1,2 1000,04-;0,06 отвеса шихты,Поскольку, как показали исследования, степень разложения СаС в процессе окомкования составляет около 70, указанное соотношение должно быть увеличено на 30, т.е. расход СаС составит 0,5-0,08. Для нагрева до более высоких температур целесооб- разно увеличить температуру воды до 50 60 оСДля уменьшения выхода возврата иэ верхних слоев пирога целесообразно увеличить время йх пребывания в зоне высоких температур.Для этого необходимо использовать более крупные куски СаС ъ. С целью равномерного распределения карбида кальция на поверхности щихты перед зажиганием и увеличения времения еетермической обработки оптимальная крупность карбида кальция должна находиться в пределах 4-15 мм. При этом время термической обработки (горение ацетилена) достигает 4 мин, Так как скорость разложения указанной фракции равна около 0,5 кг/мин то за 4 мин полностью разлагается 2 кг СаС, что составит 0,06-:0,09 от веса шихты. Таким образом, общий расход карбида кальция на окомкование и зажигание шихты составит 0,1-;0,17 от веса шихты. Отношение расхода карбида кальция на окомковаиие и зажигания шихты равно (0,05+0,08)й(0,06-;0,09)= 1 й(0,751,2)Наиболее эффективно предлагаемое изобретения может. быть реализовано при непрерывной подаче пара по всей длине машины, Пар не только ускоряет процессы разложения карбида кальция и горения твердого топлива в ходе спекания, но и значительно снижает-5 мм тьата,12,7 10,7 12,5 10,1 Температу ра шихты послеокомкования, С Формула изобретени Максимальная температура на расстоянии 50 мм от верха слоя,ОС 120 50250 1270 960 1580 Максимальная температура в центре слоя,ОС 132 1360 1390 1320 15 Скоростьспекания мм/мин 37,5 30 42,5 29,5 содержание СО в отходящих газах.Наилучшие показатели процесса получены для шихты, рудная часть которой содержала 75-80 концентрата. Введе ние карбида кальция при спекании ших-. ;ты под давлением позволит значительно упростить конструкцию зажигательного устройства. С целью приближения условий труда к необходимым санитарным нормам целесообразно подавать карбид кальция пневмотранспортом.П р и м е р . Шихту, содержащую 75 концентрата КМА, 6 агломерационного шлама, 15,3 пушонки, 3,7 твердого топлива, окомковывали в барабанном окомкователедиаметром 500 мм и длиной 1000 мм. Время смешивания и окомкования шихты составляло 1 и 1,5 мин соответственно. Расход карбида кальция на окомкование и зажигание шихты изменяли в пределах 0,0240,1 и 0,04-.0,14.Температура воды на окомкование составляла около 20 С. Время зажигания - 10 сек. Расход пара составлял 15 л/мин. Высота слоя составляла 400 мм. Результаты исследований приведены в таблице. 68 252 261 250 2 Анализ данных показывает, что наи лучшие показатели агломерации получены в оптимальных условиях процесса,т.е. при введении СаС 2 на окомкова-,ние и зажигание шихты в количестве0,06 и 0,09соответственно. Отклон нение от этих условий приводит либок чрезмерно высоким скоростям процес.са и снижению в связи с этим выходагодного продукта, либо к образованиюзначительного количества расплава З 5 как в верхнихслоях, так и по всемуобъему пирога агломерата, что приводит к резкому снижению скорости процесса. Способ агломерации руд и концентратов, включающий дозирование, смешивание, окомкование компонентов с5 введением в шихту карбида кальция,зажигание и спекание шихты, о тл и ч а ю щ ий с я тем, что, сцелью экономии. топлива за счетподогрева шихты, карбид кальция вво"дят на стадии окомкования и зажигания в количестве 0,1-:0,17 от весашихты, причем соотношение расходакарбида кальция на этих стациях под.держивают равным 1:(0,75-:1,2) соответственно, а крупность его 1:(2 3),Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 265132, С 22 В 1/00, 1963.2. Авторское .свидетельство СР 438692, кл. С 22 В 1/243, 197