Способ термообработки полидисперсных руд в камере довосстановления

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУбЛИК 1235910 19) ИДЕТЕЛЬСТВУ ОРСИО Бюл.21ный научно-исследова итут металлургическ нецов, А.А. КутузовВ.А, Тверитин,В.А. Найденов183 (088.8)Л.Л. Подготовка трд. -М.: Недра, 1979свидетельство СССРС 21 В 13/1 О, 13.1 удно(54)(57) СПОДИСПЕРСНЫХ Р ЛЕНИЯ преито-взвешенно ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(56) Тациенкообогатимых РУАвторское9 789585, кл ОБ ТЕРМООБРАБОТКИ ПОЛИД В КАМЕРЕ ДОВОССТАНОВ- мущественно печи ступенчао слоя для магнетизирующего обжига железных руд, включаю- прФ подачу нагретой смеси железных руд и твердого восстановителя крупностью 0,1-4,0 мм, восстановление в опускающемся принудительно нефильтруемом плотном слое и скоростное охлаждение готового продукта, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения производительности и улучшения качества готовой продукции, скорость схода плотного слоя при теплотворной способности твердого топлива 5000-6000 ккал/кг устанавливают равной 19-25 мм/мин, при снижении теплотворной способностис с 5000 ккал/кг на каждые 1000 ккал/кг Е соотношение руда-углерод остается постоянным, а скорость увеличивается с 25 мм/мин на 3-6 мм/мин.Изобретение относится к подготовке железорудного сырья в черной; металлургии, а именно к магнетизирую- щему обжигу полидисперсных железных Руд 5Целью изобретения является увеличение производительности и улучшение качества готовой продукции.Загружаемую в агрегат сырую руду средней крупностью 0,1-0,6 мм и 1 О твердое топливо подают в печь со сту" пенчато-взвешенным слоем (СВС), в которой из нее удаляют влагу,. осуществляют разогрев до 900-1000 С и производят частичное восстановление 15 (до 20"ЗОБ). Затем шихту подают в камеру довосстановления, При этом шихту (смесь руды и твердого топлива) в печи передают со ступени на ступень во взвешенном состоянии по 20 направлению к камере довосстановления под воздействием высокоскоростных подаваемых через фурмы воздушных потоков. Эти потоки после затухания скорости перемещаются под сводом печи 25 и сторону камеры довосстановления, опускаются вниз и двигаются к отводящему патрубку, В районе первого ряда фурм отработанные газы отводят из печи. 30Твердое 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 , СО) газовой фазы в зоне частичного восстановления печи. 40Процесс восстановления руды в основном (на 80-1007) протекает и полностью завершается в камере довосстановления.Использование в процессе твердого топлива с теплотворной способностью 5000-6000 ккал/кг обусловливает образование в йлотном восстанавливаемом слое ограниченного числа частиц топлива с повышенной тепловой 50 мощностью, С целью равномерной тепловой обработки такого слоя, скорость схода материала в камере довосстановления следует устанавливать в пределах 19-25 мм/мин. Тем самым 55 обеспечивается восстановление железной руды до степени 120-1407. (по магнетиту) и допустимые нормами потери твердого топлива с готовойпродукцией. При меньшей скоростисхода материала (менее 19 мм/мин)при достигнутом высоком качестве готовой продукции уменьшаетсяудельная производительность процесса(до 16-203). При большей скоростисхода материала (более 25 мм/мин)степень восстановления готовой продукции понижается ниже 1203 и, соответственно, уменьшается при обогащении степень извлечения железа изруды, Твердое топливо с теплотворной способностью выше 6000 ккал/кгв черной металлургии практически неприменяется. При теплотворной способности твердого топлива ниже5000 ккал/кг необходимо большее количество топлива и корректировкавеличины скорости схода материалав камере довосстановления.Снижение тенлотворной способности топлива с 5000 ккал/кг на каждые1000 ккал/кг следует сопровождатьувеличением скорости схода материала с 25 на 3-6 мм/мин,Число частиц угля в шихте определяется его крупностью и теплотворной способностью. Содержание угляв шихте определяется в основном теплотворной способностью,т.е, чем,"беднее" уголь, тем (по массе) соответственно его больше в шихте. Врезультате при одинаковой крупностиугля число его частиц в шихте тембольше, чем ниже теплотворная способность угля. Увеличение числа частиц в условиях контактной передачитепла (камере довосстановления) способствует увеличению поверхности теплообмена и, следовательно, интенсификации всего процесса. В итоге становится возможным увеличение скоростисхода шихты в камере довосстановления.Таким образом, понижение теплотворной способности угля требуетувеличения его общей массы в потокешихты, увеличение расхода угля приего одинаковой крупности приводит кувеличению частиц угля в шихтеростчисла частиц угля в шихте обуславливает сокращение расстояния междукусками руды и угля в камере довосстановления и, следовательно, интенсификацию всего процесса, Увеличениескорости процессов тепло- и массопереноса делает возможным в камере10 П р и м е р. В поток руды на ленточном транспортере включают твердое 35 топливо со средней крупностью 1,2 мм и с теплотворной способностью 5400 ккал/кг, Подготовленную шихту через загрузочное устройство подают в печь СВС и последовательно подвер- ф гают сушке, подогреву, частичному восстановлению и направляют в камеру довосстановления. Сход материала этой камеры устанавливают равным 23 мм/мин. При этом обеспечивается восстановление железной руды до степени 1307. и содержание твердого топлива и готовой продукции не выше 0,27, (по углероду). Восстановленную руду загружают и отправляют на обогащение.Снижение теплотворной способности топлива с 5400 до .3400 ккал/кг сопровождают увеличением скорости схода материала до величины 35 мм/мин.При использовании угля, имеющим теплотворную способность 1690 кал/кг, и подаче в слой требуемого количестдовосстановления увеличение скорости схода шихты, т.е. повышение произодительности всего процесса. При приращении скорости схода материала менее 3 мм/мин на каждые 1000 ккал/кг снижения теплотворной способности топлива без улучшения качества готовой продукции уменьшается удельная производительность процесса. При большем приращении скорости схода материала (более 6 мм/мин на каждые 1000 ккал/кг снижения теплотворной способности топлива) степень восстановления готовой продукции снижает,ся ниже допустимой и падает степень 15 извлечения железа из руды.В печах СВС магнетизирующего обжига железных руд термообработке подвергают шихту со средней крупностью 0,1-0,6 мм при крупности частиц 20 угля в пределах 0,1-4,0 мм, Меньшая крупность частиц угля обусловливает их попадание в уходящие газы и вынос из печи (т.е, безвозвратные потери топлива). Врехний предел крупности 25 угля ограничен, во-первых, условиями завершения его реагирования в камере довосстановления (углерод более крупных частиц угля не успевает прореагировать и безвозвратно теряется из процесса с готовой продукцией), во-вторых, условиями его транспорттировки по ступеням СВС. ва углерода для завершения процессов восстановления в шихту необходимо включать не менее 21-237. угля.При крупности угля 0,1-4,0 мм в камере довосстановления практическикаждая часТица руды соприкасаетсяс частицей угля и контактная теплопередача предельно интенсифицирована (отметим, что .при теплотворнойспособности угля 5000 ккал/кг егодоля в шихте составляет 4-57 ичастицы руды отдалены зачастую отчастиц угля на 2-4 калибра куска).Прямой контакт частиц руды и угляобусловливает завершение восстановления окислов железа в монослое.Производительность процесса увеличивается при этом в несколько раз(в среднем в 2-5 раз). Интересно,что с этой точки зрения в печахСВС наиболее предпочтительным является использование "бедных" топлив,например глинистых сланцев.Подготовленную шихту с углем( теплотворной способностью5000 ккал/кг) через загрузочноеустройство подают в печь СВС и последовательно подвергают сушке, подо.греву, частичному восстановлению инаправляют в камеру довосстановления. Сход в этой камере устанавливают равным 19 мм/мин. При этом обеспечивается восстановление железнойруды до 1207. и содержание твердоготоплива в готовой продукции не выше0,257 (по углероду),Снижение скорости схода материала в камере довосстановления с19 до 15 мм/мин приводит к тому, чтопри достигнутом высоком качестве готовой продукции удельная производительность процесса уменьшается на 47Снижение теплотворной способноститоплива, например, с 5000 до3000 ккал/кг сопровождают увеличением скорости схода материала до ве 5000+3000личины 25 + ------3 = 31 мм/мин1000Фгде 3 мм/мин - приращение скоростисхода материала на каждые 1000 ккал/кгснижения теплотворной способноститоплива.При такой скорости обеспечивается восстановление железной руды до120-1247. и высокая степень извлечения железа. При меньшем приращениикорости схода материала, даже при2 мм/мин, степень восстановлениявозрастает до 145-1477 (при которой235910Ь60 мм/мин, Все промежуточные значения определяются по известному (прямая пропорциональность) соотношению.Отклонения от этих соотношений незнаВ таблице приведены примеры использования различных углей (экспери ментальные данные по восстанавлениосолитовых руд в опускающемся пере- сыпном слое).Топ- ливо ТеплоСоотношение Соот- СкоВыход концентрата,7 Удельная Степеньвосстановлетворная способность ношеростьсхода,мм/мин рудатоплипроиз води- тель- ность ние часния ру% топлива,ккал/кг во тиц топли - во-рупо руде,т/м да Прослойное ЛГОК 3060 90:10 64 7,16 123 1:64 31 Прослойное ЛГОК 3400 88,2:11,8 1:52 35 7,21 132 61 НесортовойММК 5020 94:6 1;112 19 4 50 120 5410 93,5:5.,5 1."120 23 5,35 130 То же П ер и м е ч а н и е. Средняя крупность руды 0,28 Мм, разбег 0,1-0,6 мм, Средняя крупность угля 2,10 мм, разбег 0,1-4,0 мм. Из тыблицы видно, что понижение теплотворной способности топлива с 5020-5410 до 3060-3400 ккал/кг обусловливает, с одной стороны, за счет снижения содержания руцы в шихте уменьшение удельной производительности процесса на 3,5-5,87., с другой,стороны за счет интенсификации процесса (увеличения скорости схода шихты) увеличение удельной производительности на 25,8-45,6%. Таким обра зом, увеличение контактов частиц руды и топлива примерно в 2 раза приводит к соответствующему увеличению интенсивности процесса. Б итоге при понижении теплотворной спо собности топлива с 5020-5410 до 3060-3400 ккал/кг и сохранении содержания углерода в шихте постоянным Количество угля зависит от типа обжигаемой руды и количества углерода в угле. Чем меньше углерода в угле, тем пропорционально больше его количество в объеме шихты и, соответственно, больше количество частиц угля при его одинаковой во всех случаях крупности.степень извлечения железа при обогащении не увеличивается), а удельная производительность процесса снижается в 1,5 раза.Скорость восстановления в плотном опускающемся слое прямо пропорциональна оптимальной для каждого случая скорости схода шихты. В нашем случае скорость восстановления 0,8%/мин соответствует скорости схода 19 мм/мин, а скорость восстановления 27./мин - скорости схода до чительны и определяются типом восстанавливаемых пуд. удельная производительность процессавосстановления в пересыпном слоеповышается с 4,50-5,35 до 7,167,21 т/и .ч, Одновременно с этимповышается степень восстановления(по магнетиту) руды с 120-130 до123-132% и выход концентрата изруды с 56-58 до 61-64%.Таким образом., качество готовойпродукции улучшается.2359 О Составитель А. СавельевТехред М. Ходанич Редактор Г. Волкова Корректор Т. Колб Заказ 306/23 Тираж 552 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Е"35, Раушская наб., д. 4/5 4Производственно-полиграфическое предприятие, г. ужгород, ул. Проектная, 4 Применение изобретения обеспечивает увеличение удельной производительности агрегата на 16-203, повьппение степени восстановления обож-. женкой руды по магнетиту до 1403 истепени извлечения железа до 82-853,снижение содержания непрореагировавшего углерода до 0,3-0,5 Х (абс).