Способ обжига сидеритовых руд и шахтная печь для его осуществления

, /1 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Справочник по обогащению и аг.ломерации руд черных металлов, М.,Недра, 1964, с.314,Федоренко М.В Жунев А.Г. и др.Обогащение обожженных бакальскихсидеритовых руд. - Горный журнал,1976, 9 7, с,58-6.Авторское свидетельство СССРВ 549663, кл. Р 27 В 1/20, 1977.Авторское свидетельство СССРВ 488864, кл. С 21 В 1/14, 1971.(54) СПОСОБ ОБЖИГА СИДЕРИТОВЫХ РУД ИШАХТНАЯ ПЕЧЬ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к металлургии, к способам подготовки железорудного сырья к металлургическомупеределу, Целью изобретения является снижение расхода природного газа на процесс обжига при увеличении выхода годного продукта. Согласно изобретению зона обжига с температурами 600 о1000 С разбивается на верхнюю зону обжига продуктами полного сгорания природного газа и нижнюю зону сжигания дополнительно подаваемого прямо в слой природного газа. При понижении качества руды, зависящего от отношения карбонатов магния и кальция к карбонату железа в пределах 0,3- 0,9, увеличивают количество подаваемого в слой природного газа по отношению к газу, сжигаемому в топке, от 0,05 до 1, при этом удельный расход газа на обжиг увеличивается от 24- 26 до 47-49 м /т обоженной руды.зДля осуществления способа необходимо в шахтной печи ниже арок для подвода продуктов сгорания природного газа в выносной топке разместить керны для подачи природного газа прямо в слой материала, При этом расстояние от кернов до арки равно 0,2-0,3 от высоты участков обжига, Дожигание газа осуществляется нагретым воздухом, отходящим из участка охлаждения.2 с.п. ф-лы, 2 ил.Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при обжиге кусковых сидеритовых руд в шахтных печах.Целью изобретения является снижение расхода природного газа на процесс обжига при увеличении выходагодного продукта.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу обжига си- .1 О деритовых руд в шахтной печи, включающему нагрев, декарбанизирующийообжиг при 600-1000 С и охлаждение крупнокусковой руды, обжиг ведут последовательно в две стадии: вначале за счет физического тепла продуктов полного сгорания природного газа, подаваемых из выносной топки и нижней части зоны обжига, затем при одновременном сжигании в слое материала природного газа воздухом, поступающим из зоны охлаждения печи, причем в зависимости от вещественного состава сидеритовых руд при повыше 25 нии отношения карбанатав магния и кальцчя к карбонату железа М СО+ СаСОК в диапазоне К=-О,3 Гесд0,9 пропорционально увеличивают количество подаваемого в слой природного30 газа в пределах его отношения к постоянному расходу прираднога газа в топку 1:(20-1) при соответствующем повьппении удельного расхода природного газа на обжиг с 24-26 до 47- 3; 49 м /т обожженной руды.Б шахтной печи, содержащей в зоне обжига шахты, образованные вертикальными стенками, выносную топку, арки для подвода продуктов сгорания, ниже арок на расстоянии 0,2-0,3 высать. шахт зоны обжига установлены керны для подачи природного газа. Разделение процесса обжига на две стадии и соответственно зоны обжига на двечасти, позволяет осуществить регулирование температурного режима этой зоны в зависимости ат вещественнагасостава руды за счет изменения количества подаваемого в слой природного газа.При обжиге богатой руды с низким содержанием пустой породы и железа аккумулирующей способности зоны подогрева шахтной печи достаточно, чтобы утилизировать тепло продуктов сгорания природного газа, сжигаемого в выносной топке , Температура калошниковага газа в этом случае не превышает 150 С. При повьппении соотношения между карбонатами в большую сторону необходимо увеличивать расход газа на процесс обжига, Однако подавать весь газ в топку нерационально. Б этом случае увеличивается количество продуктов сгорания и температура калошникового газа, так как расход тепла, необходимый на нагрев руды доо600 С (температура начала диссоциациисидероплезита, основного железосодержащего минерала сидеритовой руды),остается постоянным,Для того, ч."обы количество и температура калошниковаго газа практически не изменялись, часть природногс газа необходима подавать в слой в основание зоны обжига, сжигая его за счет воздуха, подаваемого из зоны охлаждения шахтной печи, расход которого остается постоянным и не зависит от вещественного состава руды. Сжигать весь природный газ в слое нерационально из-за неблагоприятных условий перемешивания газа и воздуха в слое материала, Расчеты показывают, что при повышении отношения карбонатов в руде в диапазоне 0,3-0,9, общий расход прираднога газа необходимо увеличивать с 24-26 до 47 - 49 м /т,э причем соотношение между количеством природного газа, подаваемым в слой материала и в топку, надо поддерживать в пределах 1;(20-1). Бедные сидеритавые руды с высоким содержанием пустой породы, в состав которой входят карбонаты кальция и магния (отношение К 0,9), и низким содержанием железа являются некондиционными, Как уже было сказано, при уменьшении содержания железа в руде расход прирацнога газа повышают в указанных пределах за счет увеличения его подачи в слой материала в нижнюю часть зоны обжига, оставляя расход газа в топку постоянным. В этом случае практически не изменяются количество и температура колошникавого газа, КПД печи остается высоким, а общий расход газа на обжиг - низким, Природный газ подают в нижнюю часть зоны обжига, так как разложение карбонатов магния и, особенно, кальция идет в высокотемпературной части зооны обжига (более 800 С) с большим поглощением тепла. Совмещение процесса горения в слое с процессом диссо 13154циации карбонатов дает возможность получить благоприятный профиль температур в нижней части зоны обжига и провести процесс с высокой интенсивностью без образования спеков. 5Так как количество воздуха, поступающего на горение из эоны охлаждения в зону обжига шахтной печи, во всем диапазоне изменения удельного расхода природного газа, подаваемого О в слой, существенно выше стехиометрического, то нет опасности образования свободного углерода от термического разложения природного газа.При обжиге богатой сидеритовой 15 руды (К с 0,3) поддерживать соотношение между расходами природного газа в слой материала и в топку менее 1:20 нецелесообразно, так как в этом случае незначительный выигрыш в КПД 20 печи нивелируется сложностями конструктивного характера подвода газа в слой, Так как бедные руды с отношением карбонатов К0,9 являются некондиционными, отношение между расходами газа в слой и топку шахтной печи не должно превышать 1:.В случае необходимости такие доломитизированные сидеритовые руды целесообразно по соображениям конструктивного характера обжигать традиционным способом, сжигая весь природный газ в слое материала, как это делается в шахтных печах для обжига известняка и доломита. 35Размещение кернов для подачи при - родного газа в слой материала нике арок на расстоянии, равном 0,2-0,3 высоты шахт зоны обжига, сделано с учетом кинетических закономерностей процессов горения природного газа в слое и диссоциации карбонатов, входящих в состав сидеритовой руды, и позволяет получить рациональныйтемпературный режим зоны обжига при изменении вещественного состава руды.В случае уменьшения расстояния от кернов до арок зоны обжига менее 0,2 высоты шахт появляется опасность 50 чрезмерного повышения температур и образования спеков на горизонте подачи продуктов сгорания из топки в слой, так как в этой области возможно догорание части природного газа, не сгоревшего из-за недостаточной высоты в нижней части зоны обжига.Чрезмерное увеличение высоты нижней части зоны обжига (расстояние от 78 4кернов до арок более 0,3 высоты шахт) нерационально, так как ведет к появлению буферной зоны и снижению удельной производительности печи.На фиг. схематично изображена печь, поперечный разрез; на фиг,2 то же, продольный разрез.Шахтная печь состоит из загрузочных бункеров 1, шахт 2, образованных вертикальными стенками, арок 3 с газораспределительными окнами 4 для подвода продуктов сгорания в верхнюю часть зоны обжига. Окна через жаровые каналы 5 соединены с выносной топкой 6, оборудованной горелками 7. В верхней части печи имеется газоотвод 8 с дроссельным клапаном 9, обеспечивающим регулирование разрежения в печи. Шахтная печь имеет три зоны: подогрева, обжига и охлаждения.Зона обжига содержит шахты 2, образованные вертикальными стенками, опирающимися на арки 3 для подвода продуктов сгорания. Ниже арок на расстоянии 0,25 высоты шахт установлены керны 10 для подачи природногогаза.В зоне охлаждения шахтной печирасположены короба для подвода 11 иотвода 2 охлаждающего воздуха. Длявыгрузки охлажденного и обожженногоматериала смонтированы барабанныепитатели 13 и транспортер 14. Печь работает следующим образом.В бункеры 1 шахтной печи при по- мощи загрузочного устройства загружают крупнокусковую сидеритовую руду фракции 20-60 мм, которая поступает в зоны подогрева и обжига шахтной печи. Подогрев руды до 600 С и обжиг в верхней части зоны обжига ведут в противотоке газа и материала за счет физического тепла продуктов полного сгорания природного газа. Сжигание природного газа осуществляют в выносной топке 6 шахтной печи с коэффициентом расхода воздуха сС =1,8-2,0. Разрежение в топке шахтной печи поддерживают на уровне 20-40 Па при помощи дроссельного клапана 9. Продукты полного сгорания с температурой 950-1050 С поступают из нижней части зоны обжига и из топки по жаровым каналам 5 через газораспределительные окна 4 в верхнюю часть зоны обжига шахтной печи. Окончательный обжиг руды проводится в нижней части зоны обжига при одновременном сжигании5 13154 газа в слое материала при 950-1050 С. Природный газ подается в нижнюю часть зоны обжига при помощи кернов 10 через расположенные в них каналы и окна. Далее материал поступает в 5 зону охлаждения шахтной печи, где охлаждается в три стадии в режиме противоток - прямоток - противоток. Воздух на охлаждение поступает в короба 11 и разделяется на два потока: часть идет в верхнюю часть зоны охлаждения и далее в зону обжига шахтной печи, остальной воздух поступает в среднюю часть зоны охлаждения и отводится из печи при помощи короо бов 12. Охлажденный до 60-80 С продукт выгружается барабанными питателями 13 на транспортер 14,и подается в корпус грохочения и магнитной сепарации. При обжиге сидеритовой руды 20 с содержанием РеСО = 58,07, МяСО 21,57, СаСО=7,47 (К,5) удельный расход природного газа на обжиг составляет32 м /т обожженной руды,Эпричем расход газа в топку 24 м /т,э в слой "8 м /т (соотношение 1:3).3В случае ухудшения качества исходнойМ 8 СО + СаСОруды (отношение ------ = 0),РеСОнеобходимо увеличить расход природного газа в нижнюю часть зоны обжига до 16 м /т обожженной руды, оставляя3его расход в топку постоянным (24 м /т). Удельный расход природно 3з го газа на обжиг составит 40 м /т, З 5 отношение между расходами газа в " слой и топку 1:1,5. Предлагаемый способ обжига сидеритовой руды обеспечивает повышение экономии природного газа на обжиг по сравнению с известным с 10 до 157 в зависимости от вещественного состава исходной руды при высокой эффективности процесса обжига.Формула изобретения1.Способ обжига сидеритовых руд, включающий нагрев, декарбонизирующий обжиг продуктами полного сгорания природного газа с температурой0600-1000 С, подаваемыми из выносной камеры сгорания, и охлаждение классифицированной крупнокусковой руды в шахтной печи, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью снижения расхода природного газа и увеличения выхода годного продукта, в нижнюю часть зоны обжига в слой материала вводят и сжигают природный гаэ воздухом, отходящим из зоны охлаждения, причемпри увеличении соотношения МаСО+ СаСОзот 0 3 до 0 9 коЭ Э личество сжигаемого в слое газа прямо пропорционально увеличивают по отношению к постоянному расходу природного газа в топке от 1:20 до 1:1, при этом общий расход природного газа увеличивают с 24-26 до 47- 49 м/т.2. Шахтная печь для обжига сидеритовых руд., содержащая шахты для обжига, образованные вертикальными стенками. свода, выносную топку сжигания, соединенную с распределителями продуктов сгорания, арками с окнами, узлы загрузки и разгрузки и нижнюю часть печи для охлаждения продукта, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью снижения расхода природного газа и увеличения выхода .годного продукта, ниже арок на расстоянии, равном 0,2-0,3 высоты шахты для обжига, печь снабжена кернами для подачи природного газа в слой материала.35478 Мовашииыдыа газ Составитель А.СавельевТехред А. Кравчук Корректор Т.Ко Редактор Н.Егоро Тираж 549ВНИИПИ Государственного комитета ССпо делам изобретений и открытий13035, Москва, Ж, Раушская наб., д 7/26 исное Зака 4/5 л.Проектная, 4 Производственно-полиграФическое предприятие, г,ужг