Способ агломерации железорудных материалов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 691 01) 4399 5 С 1 20 СА ОБРЕТЕН ДЕТЕЛЬСТВ ти рецир" ов. - ЧерНТИ, 1979,ЗОРУД дваствахами.ение ью изоб ения является пониж ость способа о при агломе аключается ации шихт из жев в спекаемый ом, езо ых м риал слои подают смесь ов, которую поза, отходящего смешиванием лу ОСУДАРСТВЕННЫЙ НСМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР(71) Институт газа АН УССР(56) Исследование возможнокуляции агломерационных ганая металлургия. Бюллетень9 1, с. 35-36.(57) Изобретение относится к прерительной обработке руд в устройдля спекаиия с подвижными решеткЦелью изобретения является понижокисленности железа в агломерате,При агломерации шихт из желеэорудныхматериалов на агломерационных машинах в спекаемый слой подают смесьгазов, которую получают смешиваниемгаза, отходящего иэ вакуум-камер зоны спекания,с газом, отходящим из Изобретение относится к предвари тельной обработке руд в устройствах для спекания с подвижными решетками ,и может быть использовано в металл гии. ние окисленности железа в агломера вакуум-камер эоны охла:"дения, или своздухом. Концентрацию кислорода всмеси газов поддерживают в пределах13,5-16,0 об.Х, смесь газов подаютпосле зажигания в течение времениспекания шихты или спекания шихты иохяаждения спека, а содержание горючего углерода в шихте устанавливаютсогласно формуле С =С , ,+ адГеО++ЬД, где а = 0,12-0,19, Ь = 2,03,6; Л Рео - задаваемое значение при -роста содержания Гео в агломерате вабс.Е; фщ- соотношение содержанийв шихте химически связанного (карбонатного) и горючего углерода в отн.ед.,Сц - содержание горючего углерод мин 1да в шихте при ее спекании, при кото, ром окислеиность железа в охлажденномспеке практически равна окисленностижелеза в исходной шихте в Е. Изобре- (тение позволяет получить агломератпониженной окисленности без увеличения расхода твердого топлива. 1 э.п,ф-лы, 2 табл,иэ вакуум-камер зоны спекания, с газом, отходящим из вакуум-камер зоны охлаждения или с воздухом, причем концентрацию кислорода в смеси газов поддерживают в пределах 13,5- 16,0 об,й, смесь газов подают после зажигания в течение всего времени спекания шихты или спекания шихты и охлаждения спека, а содержание горючего углерода в шихте устанавливаютсогласно ФормулеС= С, + аРеО + ЬРщгде а щ 012-0,19 (меньшее значениепри концентрации 13,5 ,большее - при 16,03);Ь20-3,6 (меньшее значениедля шихт из гематитовойруды, большее - для шихтиз магнетитовых концентратов, мартитовых и полумартитовых руд);ОДРеО - задаваемое значение прироста содержания ГеО в агломерате, абс.й.АРеО8 ;15р - соотношение содержаний вшихте химически связанного1 карбонатного ) и горючегоуглерода, отн.ед;С- содержание горючего углероЪен)да в шихте при ее спеканиис прососом воздуха, при ко"тором окисленность железав охлажденном спеке практически равна окисленностижелеза в исходной шихте, .дпя шихт из гематитовых руд Ср н2,8-3,0 ; для шихт из магнетитовых руд и концентратов - 3,6-3,8 .На чертеже представлена зависи 30 мость изменения степени полноты использования химической энергии углерода твердого топлива Дотнесенная к изменению концентрации кислорода в смеси газов, подаваемой в слой 35 спекаемого материала, в зависимости от концентрации кислорода в последнейр построенная по экспериментальным данным процесса спекания шихт из магнетитового концентрата с. практически 40 одинаковым расходом твердого топлива.Способ .агломерации шихты иэ железорудных материалов осуществляют следующим образом,Окомкованную шихту, рассчитанную известным способом на содержание в ней углерода С ., откорректированное"Фми нрпо приведенной выше формуле, укладывают на слой постели или непосредст венно на колосниковую решетку агломерационной машины, нагревают продуктами сгорания газового или жидкого топлива, сжимаемого в зажигательном горне. После зажигания нихту спека ют, при этом в слой подают смесь газов с концентрацией кислорода 13,5- 16,0 о, которую получают смешением газа, отходящего из вакуум-камер зоны спекания, с газом, отходящим извакуум-камер зоны охлаждения. Еслина агломашине нет зоны охлажденияспека, то отходящий газ из вакуум"камер зоны спекания смешивают с воэГдухом. Смесь газов подают в течениевсего времени спекания шихты и охлаждения спека на агломерационноймашинеОхлажденный спек дробят и грохотят с целью выделения годного агломерата.Если на агломерационной машиненет эоны охлаждения спека, то егодробят, а затем охлаждают в охладителе.Пределы концентрации кислорода всмеси газов, подаваемой в слой в процессе спекания шихты, установлены поданным экспериментальных исследований.При содержании кислорода в смесигазов, подаваемой в слой спекаемогоматериала, свыше 16,0 . для усиленияразвития реакций восстановления оксидов железа необходимо увеличиватьрасход твердого топлива, что сопряжено с усиленным образованием расплава и как следствие, происходитухудшение прочностных свойств агломерата при его тепловосстановительной обработке,При содержании кислорода меньше13,5 резко уменьшается степень использования химической энергии углерода твердого топлива (см.чертеж),что требует увеличения расхода последнего.Вывод эмпирической формулы выполнен на основе экспериментальных данных, приведенных в табл. и 2.Минимальные содержания углеродав шихте С , при которых практичес,ми Нф, ки не получают развития процессы восстановления оксидов железа и не увеличивается содержание оксида железа(11) в агломерате, установлены порезультатам экспериментальных исследований по спеканию нефлюсованныхшихт из гематитовой руды и магнетитового концентрата (табл.1),Если окисленность железа в агломерате равна окисленности железа в шихте, то это является свидетельством уравновешивания реакций восстановле" ния железа в процессе спекания ших 15 ты и реакций его окисления в процессе охлаждения спека, При этом раз- ность концентраций кислорода в фактическом агломерационном газе и газе, который мог бы образовываться при спекании шихты с тем же содержанием углерода, но не содержащей железа, равна нулю, т.е, а,.0=(0) -(0)тф= О Эта разность и нзята в качествепараметра, характеризующего степеньразвития реакций восстановления(окисления )железа. При превалировании восстановления над окислениемд.Е 0 ) О, а при превалировании окисления железа д.ЕО О.По данным табл.1 установлены следующие значения С,при которыхокисленность железа не изменяется(ЛЕО =О) в процессе спекания шихты и охлаждения спека: для гематитовой руды С 2,8-3,07. (РеО 1 ми н 112%), для магнетитоного концентрата 3,6-3,8% (ГеО 27-28%) .Для вычисления коэффициента а вформуле, учитывающего влияние прироста ЕеО на содержание углерода вшихте, вычисляли значения соотношения ЛС,/ЛГеО для опытов с неофлюсованными шихтами из гематитовой рудыи магнетитоного концентрата (табл.2).Для приведенных н табл.2 опытовоно колебалось н пределах от 0,12до 0,19, т.е, й С, = (0,12-0,19)ЮеО = аЛГеО,Для определения поправки, отражающей влияние доли флюса и шихте насодержание РеО в агломерате, а следовательно, и на содержание горючегоуглерода в шихте, по данным табл.2строили графики РеО = (ч), по которым находили значения тангенса углов наклона прямых к оси координат/,(13,9 для шихт гематитоной руды,23,4 для шихт из магш.титовьх концентратов). Так как С зависит от заданного содержания ГеО в агломерате, тополученные значения тангенсов угловнаклона прямых умножали на среднеезначение коэффициента= 0,15 итаким образом находили значения коэффициента Ь и приведенной выше эмпирической формуле, равные 2,0 и 3,6 соответственно для шихт иэ гематитонойруды и магнетитово.о концентрата,Для шихт, содержащих оба типа железорудных материалов, значения коэффициента Ь устанавливают в пределах64199 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 2,0-3,6 в зависимости от массовых долей компонентов в шихте.П р и м е р 1 (по прототипу). Шихту, состоящую из гематитовой руды и возврата и содержую 30% горючего углерода, смешивали, увлажняли и окомковывали. В чашу агломерационной установки на колосниковую решетку загружали слой постели иэ дробленого агломерата класса 5-3 мм, а затем слой окомкованной шихты.Верхний пласт шихты нагревали прососом продуктов сгорания природного ч/газа, сжигаемого в зажигательном горне. По окончании зажигания н слойподавали смесь агломерационного газа с воздухом с концентрацией кислорода 18,8%. После спекания шихты по всей высоте слоя и охлаждения пирог аглоспека извлекали из чаши, дробили, отсенали мелочь.Л р и м е р 2, Шихту из гематитовой руды или магнетитоного концентрата и возврата с содержанием горючего углерода 2,8-6,0% смешивали, увлажняли и окомконывали. В чашу агломерационной установки на колосниконую решетку загружали слой постели из агломерата класса 5-13 мм, а эаггм окомкованную шихту, Верхний пласт слоя шихты нагревали прососом продуктов сгорания природного газа сжигаемого в эажигагельном горне. По окончании зажигания н слой подавали смесь газов с содержанием кислорода 13,0-18,87, которую получали смешиванием агломерационного газа с воздухом, Смесь подавали в течение всего времени спекания шихты и охлаждения спека, Охлажденный спек извлекали из агломерационной чаши, дробили, отсеивали мелочь. Иэ годного агломерата отбирали пробу для химического анализа.При подаче в слой смеси газов с содержанием кислорода 13,5-16,07. получали агломерат с повышенным содержа. нием ЕеО и пониженным сопержанием Ге О наличие которого является одной иэ основных причин трещннообразо-вания и распада кусков при тепловосстановительной обработке. При этом существенно повышается прочность агломерата и, как следствие, производительность доменной печи, сокращается расход дорогостоящего и дефицитного кокса. Кроме того, повышается экономичность способа за счет повтор,Таблипа 2 Изменение содержаний оксида железа (11) в агломерате в зависимости от содержаний горючего и карбонатовогоуглерода в шихте Дш РеО,отн.ед. % С% Основной и железорудный материал шихты Шихта из .гематитовойруды без флюсаТо же 12,0 17,3 24,0 0 0 0 18,8 3,0 18,8 4,018,8 5,0 Шихта из гемагитовойруды с добавкой10% флюсаТо же, с добавкой 20%флюса 10,0 0,38 18,8 3,0 18)8 3,0 0,74 ного использования отходящего агло" мерационного газа в процессе спекания шихты.Формула изобретения5 1. Способ агломерации желеэорудных материалов, включающий дозироваНие компонентов, смешивани 6, увлажнение и окомкование шихты, укладку оком-,1 О Кованной шихты на колосниковую решетку агломерационной машины, зажиГание шихты и спекание с подачей в слой смеси газа, отходящего из ваКуум-камер зоны спекания с газом, отходящим из вакуум-камер зоны охлаждения, или с воздухом, охлаждение спека, его дробление и грохочение с выделениемгодного агломерата, отличающийся тем, что, с целью понижения окисленности железа в а"ломерате, концентрацию кислорода 1 в смеси газов поддерживают в пределах 13,5-16,0 об.%, а содержание горючего углерода в пп;хте устанавливают согласно формулеС " С ш ,+ аДРеО + Ьв, где а = 0,12-б,19;Ъ = 2,0-3,6;6 РеО - задаваемое значение прироста содержания оксида железа(11) в агломерате;р " соотношение содержаний в шихте химически связанного,(карбонатного 7 и горючего углерода, отн.ед;Сы - содержание горючего углеродав шихте при спекании ее спрососом воздуха, при котором окисленность железа в охлажденном спеке равна окисленности железа в исходной шихте.2. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что смесь газов подают в слой в течение времени спекания шихты и охлаждения спека на агломерационной машине.1564199 Продолжение табл.2 То же, беэ добавкифлюсаТо же 11 11 11 Шихта иэ гематитовойруды с добавкой10% флюсаТо же 15,0 3,015,0 4,24 5,0 6,0 0,38 0,27 0,20 14,0 17,3 24,8 Шихта из гематитовойруды с добавкой 20%флюсаТо же 15,0 3,0 15,0 4,0 5,0 6,0 0,74 0,56 0,36 12,0 12,8 17,3 18,8 4,018,8 4,51 29,0 0,26 28,8 18,8 4,4815,0 3,8 0,47.0 22,4 31,6 15,0 3,6 15,0 3,7 0,37 27,0 То же, с добавкой 20%флюса 21,0 0,38 Составитель Л. Шашенков Техред Л.ОЛийнык Редактор Л. Веселовская Корректор Э. Лончакова Заказ 1139 Тираж 491 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 Шихта иэ магнетитового концентрата без добавки флюсаТо же, с добавкой 10%флюсаТо же, с добавкой 20%флюсаТо же, беэ добавки флюсаТо же, с добавкой 0%флюса 5,0 3,0 135 28 3,0 2,9 . 16,0 3,0 16,5 3,0 15,0 4, 15,0 5,2 0 0 0 0 0 0 0 16,0 18,0 18,5 16,0 5,8 21,4 28,6