Способ окускования руд и концентратов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСРФЮаи%свРЕСПУБЗЮН Уав С 22 В 1/16 юп. Ж 26ой, С, А, Ф А. Паталах Т. С. Мо 785 (088. 8)А. М. Основы. аглометаллургиздат, 1961 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ ИСАНИЕ ИЗОБР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(21) 3374440/2 (22) 29.12.81 (46) 15.07.83. Б (72) Н. Н, Бережн В, Я. Бойковед, А ва и В. Н, Билоус (53) 669,1;622, (56) 1. Парфенов рации руд. ММе с. 43 49.2. Авторское с И 250928, кл. С (54) (57) СПОСОБ и КОНБЕНТРАТОВ ние и горячее око видетельство СССР 22 В 1/24, 1965.ОКУСКОВАНИЯ РУ , включающий смешива мкование шихты со 80.1028731 А смачиванием твердых частиц шихты жицким расплавомкомпонентов шихты, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности процесса путем снижения вязкости расплава и по. вьипения смачиваемости расплавом частиц твердой шихты, улучшения металлургических свойств подготовленного материала и снижения энергетических затрат, компоненты шихты разделяют на цве час ти и из одной готовят расплав в отдель ном аппарате с перегревом его цо температуры, лежащей в интервале ниже температуры кипения на 10-30 С и выше температуры плавления шихты на 50-100 С.оИзобретение относится к поцготовкесырья к металлургическому переделу,в частности к окускованию руц и концентратов, и может быть использовано в металлургической отрасли промышленности.Известен способ спекания руд во вращающихся трубчатых печах, включающийсмешивание компонентов шихты, загрузку и окускование окатыванием размягченной нагревом руды в комки сфери Оческой формы, Температура материала впечи не должна превышать точки плавления руцы во избежание появления настылей на стенках печи 11,Образование настылей на внутренней 15футеровке печей является недостатком процесса спекания руд во вращающихся печах, вецущим к снижению качества готового продукта и низкой производительности агрегата, 20Наиболее близким к предлагаемому потехнической сущности и достигаемомурезультату является способ окускованияруц и концентратов, включающий смешивание и горячее окомкование шихты со 25смачиванием твердых частиц шихты жидкимрасплавом компонентов шихты, полученным при местном перегереве ее жесткимфакелом в чашевом окомкователе ( 2 .ЗОИзвестный способ окускования характерен невысокими показателями процессаи качества готового продукта. Они лимитируются скоростью размягчения шихтыи вязкостью полученного расплава. Расп 35лав образуется в цвижущемся слое окусковываемой шихты и сразу же по мереобразования его реагирует с твердой фазой. Поэтому перегреть жидкую фазувыше температуры ее плавления для сни-.,жения ее вязкости и повышения смачиваемости и растворимости в ней твердойфазы, а также увеличить количество жидкой фазы с цепью повышения производительности процесса в известном способеневозможно. Особенно замедляют расплавление шихты ее компоненты, на разложение которых требуются затраты тепла (гицраты, карбонаты или необхоцимавыдержка для уцаления вредных веществ50(серы, мышьяка, цинка и др.),Цель изобретения - повышение произ воцительности процесса окускования путем снижения вязкости расплава и повышения смачиваемости расплавом частиц твердой шихты, улучшение металлургических свойств поцготовленного материала и снижение энергетических затрат. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу окускования руц и концентратов включающему смешивание и горячее окомкование шихты со смачиванием тверцых частиц шихты жидким расплавом компонентов шихты, послецние разделяют на две части и из одной готовят расплав в отдельном аппарате с" перегревом его до температуры, лежащей в интервале ниже температуры кипенияона 10-30 С и выше температуры плавления шихты на 50-100 С.Отдозированная и смешанная часть шихты, предназначенная быть жидкой фазой в окусковываемом материале, расплавляется, расплав перегревается и равномерно добавляется к оставшейся тверцофазной части шихты, При соприкосновении жицкой фазы с твердой происхоцит растворение и пропитка зерен твердой фазы и окусЪование их с оцновременным снижением температуры шихты вследствие перераспределения тепла межцу жидкой и твердой фазами и тепло- потерь в окружающую среду. Приготовление расплава в отцельном аппарате нозволяет регулировать соотношение масс жидкой .и твердой фаэ шихты перец их ,объедингнием и количество тепла в . перегретом расплаве, Они должны быть такими, чтобы после остывания до твердого состояния всего материала еще оставалось цостаточное количество неокускованной твердой шихты, раэобщающей куски, в которых первоначальная жидкая фаза связала, растворила и пропитала часть первбначальной твердой фазы. При этом часть шихты, прецназначенная быть жидкой фазой в окусковываемом материале, может быть составлена иэ одного, двух или нескольких компонентов шихты любого заданного состава, обеспечивающего низкую вязкость расплаву и большую смачиваемость им оставшейся твердофаэной части шихты.1Экспериментально установлено, что нагрев расплава в рекомендуемом интервале температур придает ему жицкопоцвижность достаточную для смачивания твердой части шихты и ее окускования, Причем, чем больше количество расплава, тем меньше его можно перегревать, чтобы растворить, связать тверцую фазу шкхты и окусковать ее после затвердения. Нагрев расплава цо температуры кипения нецелесообразен вследствие больших гаэовьщелений. При нагреве расплава выше температуры плавления менее,3 , 10287314чем на 50 фС, его вязкость и смачивае- Приготовляют три шихты, состоящие измость им тверцой части шнхты не обес цвух частей кажцая (табл. 1), Перваяпечивают интенсивное протекание процес часть шихты прецнааечается цля пригоса окускования. товления перегретого расплава, втораяДля провецения опытов используют 5 часть - высушивается и соединяется сконцентраты СевГОКа крупностью ми- перегретым расплавом цля получениянус 0,1 мм, известняк Комсомольского окускованного продукта,месторожцения (Донбасс), цробленыйдо 0 2 мм, и донецкий антрацит такой В табл. 1 приведены составы частейже крупности, как и известняк, . 10 шихт %,Таблица 1 К онцентрат 17 Известняк 80 Антрацит 3 50 90 50 20 Содержаниев шихте, % 12 30 70 84 88 Температуры расплавов и качество готового продукта привецены в табл. 2,Таблица 2 Температура расплава, ОС 1650-1680 1570-1600 1420-1480 Выход возврата отвсей шкхты, % 23-36 10-20 Прочность готовогопродуктааробимость,14,6-19,3 4,1-6,5 2,2-4,6 Части шихт, прецназначенные цля образования жицкой фазы, расплавляют, и расплав перегревают в огнеупорном типле открытым пламенем горелки газосварочного аппарата, замеряя температуру расплава оптическим пирометром,Из огнеупорного тигля расплав струей направляют на твердую фазу, находящуюся во вращающемся чашевом окомкователе диаметром 1 м, Охлаждение окус кованного материала и неокускован.: ной твердой фазы производят на воз духе%-0,5 мм 8,5-13,7 12,6-18,3 6,5-11 32326 32-41 Пористость, % Анализ подученных результатов показывает, что предлагаемым способомможно получить окускованный продукт,превосходящий по прочности большинствоагломератов и окатышей. Опыты по изучению воэможности окускования такимспособом различных руд и концентратовнеобходимо продолжить, обратив вниманиена содержание углерода в готовом продуктееСпособ окускования руд и концентратов может быть осуществлен следующимобразом,Приготавливают высокоофлюсованнуюлегкоплавкую шихту, как было указано,в количестве 10 - 90% от всей массышихты и расплавляют в трубчатой вращающейся печи с соотношением диаметраи длины 1:3(4) во избежание настылеобразования. Печь должна футероватьсядля первого пуска, В аальнейшем футеровка печи будет состоять иэ гарнисажарасплавляемой шихты. Возможно охлаждение печи снаружи водой или воздухом,С одной стороны в печь загружаетсяшихта, с другой стороны выливается перегретый расплав и устанавливаются горелки. Отходящие из печи газы могутбыть использованы для сушки и нагревашихты или подогрева воздуха, подаваемого на горение в.горелки. После очистки от пыли они выбрасываются в атмосФРУВыливающийся расплав из трубчатойпечи подается на слой остальной частиприготовленной шихты, расположенной наавижущемся металлическом конвейере.Скорость етого конвейера должна обеспечить смачивание шихты расплавом не навсю высоту слоя, чтобы не было прилипанки окускованного материала к конвейеру. Затвердевший окускованный продукт дробят при выгрузке с конвейера и 45,1-53,3 48,1 56,5 направляют на охлаждение в трубчатый смеситель, куда на него подают часть исходной шихть- твераофазную часть.Сслажденный материал рассеивают на два класса: +5 мм готовый продукт, 5-Оммвозврат, который направляется в шихту.За базовый объект для сравнения принят способ окускования руд концентратов методом агломерации.При агломерации спекание зерен ших ты осуществляют путем сжигания в ее слое кусочков твердого топлива, в результате чего из части шихты образуется расплав (жидкая фаза), в котором растворяется остальная твердая часть шихты, а после охлаждения получается пористый прочный спек, Растворимость твердой фазы в ее жидкой фазе в значительной мере зависит от степени нагрева, т.е. от температуры, которая создается сжиганием топлива, Изменением расхода топдива обычно и управляют количеством жидкой фазы, а следовательно, производительностью и качеством готового продукта еУправлять составом жидкой фазы с целью снижения температуры ее плавления и вязкости, повышения смачиваемости и растворимости в ней твердой фазы, т,е. для увеличения произвоаительности агрегата, по етому способу нельзя, так как жидкая фаза образуется из той же твердой фазы.Получаемый по предлагаемой технологии окускованный продукт имеет более высокую плотность, чем агломерат, так как при расплавлении шихты из нее удаляются газы, а пропитка ею твердой фазы осуществляется без прохождения газовчерез раэмягченный материал. Порист ость ф готового окускованньго продукта может регулироваться содерианием извесь ника в первоначальной твердой части ших"10287 ты, добавкой к ней твердого топлива раэ личной .крупности и с различным содержанием. летучих веществ. При взаимоцействии твераой фазы с жидкой летучие вещества выделяются и образуют органи 5 эованную пористость (прочность) готово-го продукта.Окускованный процукт, полученный по предлагаемому способу, обладает высшей прочностью, чем агломерат. Агломерат 10 характеризуется прочностью на ароби мость 65-75% фракций +5 мм и истира емостью 7-10% фракции .;-0,5 мм, пористостью 35 50%. Содержание возврата . при агломерации составляет более 30%, 5 а выход годного в предлагаемом спосо бе 80-90% и возврата 3-36% в зависимости от количества применяемого расп лава. При агломерации на образование расплава в слое аглошихты требуются 20 затраты самого высококачественного це фицитного твердого топлива кокса или антрацита 300 500 тыс. ккал на 1 т агломерата, 35-48 кВтч электроэнергии на просос воздуха через слой сжигания 25 в нем твердого топлива и охлаждения спека,31 8В предложенном способе окускования руа и концентратов может быть исполь зован любой виц топлива, имеющий достаточную теплотвориую способность, любое теплотехническое оборуцование с достаточным тепловым коэффициентом полезного аействия и нацежностью ра боты. Отходящие газы из печи для расплавления шихты могут быть использова ны для сушки шихты, ее поцогрева или подогрева воздуха,. поцаваемого на горение. Кроме того, компоненты шихты, содержащие летучие и вредные примеси (воцу, двуокись углерода, серу, мышьяк, цинк, свинец и т.п.) могут быть включены в состав части шихты, прецназначенной для образования расплава, При расп лавлении летучие и врецнью вещества удаляются в нужной степени, Для охлаждения окускованного продукта испольэуеъ. ся исходная шихта. Это позволяет ижлючить энергоэатраты на охлаждение воэ духом, расхоауемью в процессе агломерации, а подогретую шихту вернуть в процесс. Предложенный способ может быть применен цля окускования переувлажненных концентратов.Составитель Л, ШашенковРедактор Н. Воловик Техреа К.Мыпьо Корректор В. ГирнякЗаказ 4896/24 Тираж 627 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., ц, 4/5 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4