Способ подготовки шихты к спеканию

ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ о Красинсти Ы К до" схоЯ е с 7б , 5 еереевюэфэюд ЭЯ/ Ыфаоние ерйее юаиийеже михаи, ф,,.ф РЕСПУБЛИН СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Сибирский ордена Трудовогного Знамени металлургическийтут им. Серго Орджоникидзе(54)(57) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ШИХТСПЕКАНИЕ, включающий раздельное ЯО 1041591 А Д(51) С 22 В 1 16,;:жф р, 4фЩ зирование компонентов двух слоев, смешивание, увлажнение, окомкав ание и двухслойную загрузку для спекания с введением различного количества тнердого топлина н верхний и нижний слби при общем расходе топлина 5-7 от общей массышихты, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью получения агломерата с повышенной степенью металлизации и улучшения качества агломерационного спека, в верхний слой загружают шихту н количестве 20-30 от общей высоты слоев с удельным содержанием твердого топлива н нем 15-20, а в нижнем слое - 1-2, при этом возврат в количестве 5-15 от общего ра да вводят в шихту э верхнего слоИзобретение относится к металлургической промышленности, а именно к производству агломерата на агломерационных фабриках, и может использоваться при подготовке шихты к спеканию рудных концентратов.Известен способ подготовки шихты к спеканию, включающий дозирование компонентов шихты с подачей большого количестна твердого топлива, смешивание, увлажнение, окомкование и укладку шихты для спекания. Расход большого количества твердого топлива 10ри спекании железорудной шихты ведет мелочи) до 20-25 степень металлиэации агломерата составляет 40 1).Недостатком такого способа подготовки шихты к спеканию является низкая производительность агломерационных установок при спекании. При спекании в обычном вакуумном режиме она достигает 0,6 т/м ч.ЯНизкая производительность аглоустановок вызвана тем, что при спека 20 25 нии слоя с высоким содержанием топли. ва образуется широкая зона расплаватестообразного и жидкого состояния,вследствие чего спекаемый слой имеетпониженную гаэопроницаемостьПри 30 этом количество просасываемого воэду. ха низкое и кислорода для .правильного протекания нормального процессагорения топлива не хватает. Это снижает производительность агломерационных установок.Такой способ подготовки шихты к спеканию не получил распространения на агломерационных фабриках несмотря 40 на то, что предварительная металлизация железорудных материалов перед доменной плавкой позволяет повыситьпроизводительность доменных печей в среднем на 6 и снизить удельный рас.45ход кокса в доменной печи на 5-6 в расчете на каждые 10 Ъ металлиэации Наиболее близким по технической сущности является способ подготовки шихты к спеканию, включающий доэиронание компонентов, смешивание, оком 50 кование и двухслойную загрузку шихты этом в верхний слой вводят весь концентрат в смеси с топливом, а в нижний - возврат и топливо, причем в верхнем слое количество топлива составляет 60-85 (2)Этот способ предназначен для спе кания некомкующихся желеэорудных.ма" териалон причем достаточно крупных концентратов (0,60-0,25 мм,3 и 0,25"1,0 мм - 16,4). При введении возврата в шихту иэ такого концент" 65 с перераспределением ее ингредиентовмежду нижним и верхними слоями, при к увеличению содержания металлического железа в агломерате (предварительная металлизация). При спеканиис расходом твердого топлива (коксовой рата с добавкой крупной кусковой руды (0-8 мм) гаэопроницаемость слояшихты изменяется мало, поэтому вданном случае весь возврат можноввести в нижний слой, который по высоте составляет ( 40 общей высотыслоя шихты, и это не отражается напоказателях процесса спекания.В настоящее время в металлургический передел вовлекаются .бедные по содержанию железа руды, требующие глубокого обогащения с целью полученияконцентрата с высоким содержаниемжелеза, что требует тонкого измельчения железных руд перед обогащением.Спекание тонкоизмельченных концентратов указанным способом вести нельзя, так как вывод вознрата из шихтыи подача его отдельно в смеси с топливом в нижний слой ведет к ухудшению качества окомкованной шихты верхнего слоя, а следовательно, к сниже-,нию производительности агломерационных установбк вследствие снижения газопроницаемости спекаемого слоя шихты.Указанным способом нельзя получитьагломерат с повышенной степенью металлизации (например более 1,0), аповерхностный слой аглопирога будеттакже низкого качестна, так как высота верхнего слоя шихты составляет60 общей высоты слоев, а удельноесодержание твердого топлива в немсоставляет не более ),0, а в нижнемслое нв менее 2,5 при общем расходетоплива 7 (5-7) и расходе возврата 40,Цель изобретения - получение агломерата с повышенной степенью металли.зации и улучшение качества агломерационного спека.Указанная цель достигается тем,что согласно способу подготовки шихты к спеканию, включающему раздельное доэирование компонентов двух сло.ев, смешинание, увлажнение, окомкование и двухслойную загрузку для спекания с введением различного количества твердого топлина в нврхний и нижний слои при общвм расходе топлина5-7 от общей массы шихты, в верхнийслой загружают шихту в количестве20-.30 от общей высоты с удельным содержанием твврдого топлива в нем15-20, а в нижнем слое - 1,2, приэтом возврат н количестне 5-15 отобщего расхода вводят в шихту верхнего слоя Выбор пределов по составу слоев шихты и их высоте произнодят на основе экспериментальных данных двухслойного спекания шихты предлагаемым способом с получением агломерата с максимально возможным содержанием металлического железа при расходе топлива 5-7 от общвй массы шихты иподдержанию производительности агломерационной установки на уровне спекания агломерационных шихт известными способами в вакуумном режиме спекания.Для этих условий содержание топлива в нижнем слое шихты составляет 1-2 от общей массы нижнего слоя. Уменьшение содержания топлива в слое с 1 ведет к ухудшвнию качества агломерационного спеха нижнего слоя и увеличению количества расплава при спекании в верхнем слое иэ-эа высокого содержания в нем твердого топлива, а увеличение содержания )2 ведет к снижению содержания топлива в 15 верхнем слое и возрастанию коли 4 ест на расплава при спекании н нижнем слое из-за избытка от горения топлина в нижнем слое и регенерируемого тепла из верхнего слоя, а также при водит к уменьшению содержания металлического железа в аглойерационном спеке, особенно в верхнем слое.При введении в верхний слой твердого топлива более 20, аглоспек верхнего слоя становится очень рых" лым и непрочным, так как на единИцу объема твердого топлива приходится менее единицы объема рудного нещества спекаемой шихты, При содержании твердого топлива в верхнем слое менее 15 содержание металлического железа в агломерате резко уменьшается.Высота верхнего слоя шихты должна находиться в пределах 20-30 от общей высоты слоя спекаемой шихты; снижение высоты верхнего слоя20 нецелесообразно,так как это приводит к чрезмерному уменьшению высоты слоя с высоким содержанием твердого топли"40 на, что снижает содержание металлического железа в аглоспеке. При увеличении высоты слоя ) 30 общее содержание металлического железа н аглоспе. ке также снижается и ухудшается ка-. 45 честно агломерационного спека, так как содержание твердого топлива н слоях выходит за границы допустимых пределов,.которые определяют экономическую эффективность как по качеству спека, так и по содержанию в нем металлического железа.С умвньшением содержания твердого топлива в нижнем слое шихты в допустимых пределах необходимо увеличить высоту верхнего слоя шихты н допустимых пределах для поддержания ныхода,годного агломерата на высоком уровне. Содержание возврата в верхнем 60 слое шихты должно состанлять 5" 15 от общего его расхода. Снижение его содержания менее 5 ведет К ухудшению качества окомкованной шихты веРхнего слоя и снижению газопроницае мости спекаемого слоя, Унеличение же его содержания в верхнем слое шихты с высоким содержанием топлива сверх укаэанного предела (15) ведет к образованию большого количества расплава при спекании н нерхнем слое шихты, что снижает скорость спекания, а также снижает качество аглоспека нижнего слоя, шихта для спекания которого содержит низкое количество твердого топлива. Предлагаемый способ спекания шихты осуществляется следующим образом.Компоненты шихты, например железорудные материалы, (КЬршуновский концентрат фр, 0-0,1 мм - 44 0,1- 0,2 мм - 53), флюс (известняк крупностью 0-3 мм) и возврат (крупностьк 0-6 мм) раздельно доэируются для верхнего и нижнего слоев шихты. Общая высота слоя секаемой шихты, например, принимается равной 300 мм, а высота верхнего слоя принимается равной 75 мм (25 общей высоты слоя шихты), а нижнего слоя 225 мм (75). Расход твердого топлива равен 5 на всю массу шихты, Содержание топлива в нижнем .слое принимаем равным 1,5, а содержание топлива в верхнем. слое составляет 15,5. Расход возврата ранен 40 ой общей массы шихты, при этом н верхний слой вводится 15, а и нижний слоИ 85 от его общего расхода. Таким образом, содержание возврата в верхнем слое составляет 8 а в нижнем 50,7.Таким образом, исходя из содержания твердого топлива и возврата в верхнем и нижнем слоях шихт содержание концентрата и известняка в шихте верхнего слоя составляет 76,5, а в шихте нижнего слоя - 47,8.После раздельного смешинания, увлажнения и окомконания компонентов верхнего и нижнего слоев шихт производят загрузку их на решетку агломе-. рационной установки для спекания. Аналогично проводят опыты с различным содержанием топлива и вознрата в шихте, а также базовый опыт с содержанием в шихте 40 возврата, 5 топлива и подачей в верхний слой топлива на 15 больше, чем в нижний. Результаты опытов приведены в таблице. На чертеже представлен график изменения содержания металлического же. леза и выхода годного в агломератах верхнего и нижнего слоя от содержания твердого топлива в шихте верхне- го слоя, где кривая 1 - содержание металлического железа н агломерате верхнего слоя, у" кривая 2 - выход годного агломерата верхнего слоя, 1 кривая 3 - содержание металлического железа в агломерате нижнего слоя,кривая 4 - выход годного агломератаа нижнего слоя, .1041591 10 Показатели спекания и характеристика агломерата Серии опытов Выходгодного,среднийРелит Степеньметаллизации,Средняя вертикальная скорость спекания,мм/мин верхне- .нижнего среднего слоя массослоя все Ъ 1-я серия шихт5 возврата в верхнем слое, 20 общей высоты, 21 топлива (абс) в верхнем слое, 1 в нижнем слое 8,0 4,1 1,0 2,4 20,0 61 2-я серия шихт15 возврата в верхнемслое, 30 общей высотыверхнего слоя, топлива1 в верхнем слое и 2в нижнем 205 0,6 1,4 2,7 3,5 62 При спекании шихты, подготовленной предлагаемым способом, образуется избыток тепла в верхнем слое шихты, содержащем высокое количество топлива. При этом эа счет неполностью сгораемого углерода топлива создается восстановительная атмосфера, обеспечивающая восстановление части окислов железа до железа металличес" кого. Низкое содержание возврата в верхнем слое значительно уменьшает количество расплава в зоне горения топлива и тем самым сохраняет повышенную гавоприницаемость этого слоя во время епекання, что обеспечивает, высокую линейную скорость спекания 15 верхнего слоя шихты с высоким содержанием тодливаПри дальнейшем продвижении эоны горения происходит интенсивное зажигание топлива нижнего спекаемого слоя шихты за счет тепла аглоспека и догорания остаточного углерода верхнего слоя, В этом случае процесс спекания нижнего слоя шихты идет очень интенсивно при низком содержании топлива в самом слое. При этом углерод, догорающий в верхней слое, повышает содержание СО в газе, поступающем в нижний слой, и восстанавливает часть окислов жеЛеза до железа металлического. Процесс спекания позволяет повысить степень использования тепла твердого топлива и увеличить степень восстановления окислов железа.до железа металлического, а за счет высокого содержания твердого топлива в верхнем слое улучшается и качество поверхностного слоя аглопирога.Степень металлизации агломерата при спекании аглошихты, подготовленной предложенным способом, составляет 7-10, в то время как степень металлиэации агломерата при подготовке аглошихты по прототипу не превышает 0,6 при расходе топлива 5-7. Выход годного алгомерата увеличивается на 3-5 по отношению к прототипу.Металлизационный агломерат со сте" пенью металлиэации, примерно, 10 может быть получен известными способами спекания шихты с содержанием твердого топлива в шихте 12. В этом случае производительность аглоустановки по сравнению с предлагаемой снижается на 30, а расход твердого топлива для спекания увеличивается в среднем в 2 раза.Реализация предлагаемого способа подготовки шихты к спеканию обеспечивает по сравнению с известными способами увеличение степени металлизации при практическом сохранении расхода твердого топлива и удельной производительности агломерационных установок на уровне обычного процесса спекания желеэорудных концентратов. При этом повышается выход годно" го агломерата за счет улучшения качества поверхностного слоя аглопирога.1041591 Продолжение таблицы Серии опытов Выход годного,средний В литтепень еталлиедне эации, ссо-нижнеслоя верхнего в.Доли 28 Тирах 627 НодписноВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, %-3, Раувская наб., д. 4/5 акаэ 7070/ Филиал ППП Патентф,л г.ужгород, ул.Проектная, 4 3-я серия щихтл(среднее значение) 10возврата в слое, 25%высота верхнего слояот общей высоты шихты,1 б,5% топлива.;в верхнемслое 1,5% топлива в нижнем слое Показатели спекания н характеристика агломерата Средняявертикальная скорость спекания,