Способ спекания сернистых шихт

(23) Приоритет до делам иэооретеиий и открытий(72) Авторы изобретения В. С. Якушев и А, А. Гринвальд Институт черной металлургии(54) СПОСОБ СПЕКАНИЯ СЕРНИСТЫХ ШИХТ Изобретение относится к черной металпургии, в частности к подготовке сырья для доменного производства.Известны способы спекания агпомерационной шихты из сернистых руд 1 и.21,Недостатками этих способов являются не 5 достаточная степень удаления серы из верхних слоев агломерационной шихты.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому ре 1 О зультату является способ спекания серу- содержащей шихты состоящей из железо- рудных компонентов, содержащих сульфатную и сульфидную серу, флюса и топлива, включающий двухслойную загрузку шихты15 на агломерационную ленту, ее зажигание и спекание с прососом воздуха сверху вниз, с загрузкой в нижний слой шихты с низким содержанием серы, а в верхний - с высоким содержанием серы 3Недостатком известного способа является то, что при двухспойном спекании агломерационной шихты в верхнем слое, который имеет ппокое содержание серь,2не обеспечиваются температуры, при которых удаляется сера, содержащаяся в железорудных компонентах в виде природных сульфатов.11 ель изобретения - снижение содержания серы в агломерате.Поставленная цель достигается тем, что в нижний слой, равный 0,3-0,6 общей высоты слоя, загружают шихту, содержащую серу в виде сульфатов, а в верхний слой загружают шихту, содержащую серу в виде сульфидов .Сущность способа заключается в сле-, дующем.В процессе спекания сернистых шихт при их двухслойной загрузке в нижнем слое, равном 0,3-0,6 общей высоты слоя, содержащем серу в виде природных сульфатов, создаются температуры, необходимые для термической диссоциации сульфатов и увеличивается продолжительность воздействия этих температур на шихту, что в конечном итоге обеспечивает снижение содержания серы в агломерате. Посту.лающие железорудные компоненты классифицируют по видам содержащейся в них серы и складируют в два разные штабеля, Из штабелей двумя потоками железорудные компоненты направляют и шихтовое отделение, В шихтовом отделении дозируют компоненты агломерационной шихты (флюс, топливо и пр,) и транспортируют на смешивание и окомкование раздельно двумя потоками. В первом потоке шихты железоруд- о ные компоненты содержат серу в виде сульфатов, во втором - в виде сульфидов. Шихту каждого потока после смешивания и окомкования раздельно укладывают на агломерационную ленту. В нижний слой, равный 0,3-0,6 общей высоты слоя, загружают шихту первого потока, содержащую серу в виде сульфатов. В верхний слой загружают шихту второго потока, содержащую серу в виде сульфидов, Затем шихту загру- о жают и спекают с прососом воздуха сверху вниз. При такой укладке шихт в процессе спекания в результате развития регенерации тепла и подогрева воздуха и верхнем слое готового агломерата, создаются благоприятные условия цля удаления из нижнего слоя шихты серы, содержащейся в железорудных компонентах в виде природных сульфатов кальция Са 50. и бария Ва 50, термическая диссоциация кото 30 рых начинается при температурах вышеО960 С и выше 1100 С соответственно и ускоряется с повышением максимальной температуры в слое и увеличения продолжительности пребывания шихты при температурах, превышающих температуру на 35 чала термической диссоциации сульфатов.Механизм удаления сульфидной серы, которая содержится в шихте верхнего слоя, при спекании по предлагаемому способу, представляет собой совокупность реакций окисления и термической диссоциации и идут при более низких температурах. Например пирит диссоциирует при 565 С нао половину, Интенсивнике удаление сульфид 45 ной серы из аглошихты в процессе спекания возможно при наличии достаточного количества кислорода и газовой фазе в зоне горения и определенном температур ном уровне процесса. Оба эти фактора за 5 О висят от качества подготовки шихты и содержания топлива в ней и при спекании по предлагаемому способу их реализация не вызывает трудностей. Некоторое ухудшение удаления сульфидцой серы при спекании возможно вследствие взаимодействия образующегося прн окислении серы сульфидов 5 0ф:ндс ом с образованием Саба. Вторичное образование сульфатов кальция в процессе спекания офлюсоваццых шихтхарактерно как для предлагаемого способа, так и для известного, Кроме того, приспекании по предлагаемому способу основность, вид флюса (СаСО,МЯСО Сарили др.), содержание топлива и возвратав верхнем и нижнем слое экспериментально подбираются оптимальными в зависимости от содержания сульфидцой и сульфатнойсеры в слоях.Таким образом, применение предлагаемого способа спекания сернистых шихтпозволяет уменьшить содержание серы вагломерате за счет улучшения условийудаления серы, содержащейся в виде природных сульфатов в железорудных компонентов шихты, при производстве агломерата, например, из сернистых руд Казахстана. Положительное влияние на степень удаления сульфатцой серы из шихтынижнего слоя оказывает также выделениедополнительного тепла в верхнем слое засчет окисления серы сульфидов. Для определения пределов высоты нижнего слоя,шихта которогосодержит серу в виде природных сульфатов, в лабораторных условиях спекают агломерат основностью 1,15с добавкой в аглошихту 20% барита, скоторым внесено 2,746% сульфатной серы.Перед спеканием подготовленную шихту укладывают в аглочашу слоями. Высота каждого слоя 30 мм, всего десятьслоев. От каждого слоя шихты отбираетсяпроба и анализируется на содержание серы. После спекания пирог разрезали погоризонтали на десять равных частей, вкоторых определялось остаточное содержание серы. Среднее содержание серы иагломерате составляет 1,288%, а средняя степень ее удаления - 53,1%,Результаты по распределению серы послоям и степень ее удаления приведеныв табл. 1,Из приведенных данных видно, что распределение остаточной серы по высоте аглопирога неоднократно. По мере продвижения зонь 1 горения сверху вниз достигаются необходимые температуры, обеспечивающие термическую диссоциацию сульфата бария Ва 50, увеличивается продолжительность воздействия на шихту высоких температур, степень десульфурации шихты растет от верхнего слоя к нижнему и в последних трех слоях (восьмой, девятый, десятый) практически остается на одном уровне, Кроме того, е верхней части аглопирога активцое удаление ".ульфатцой серь 1 наблюдается в пя740847 том слое, где степень обессеривания достигает более 50%.Таким образом, экспериментально обоснован предел высоты нижнего слоя шихты, содержащей серу в виде супьфатов, равный 0,3-0.6 обшей высоты спекаемой по предлагаемому способу шихты,П р и м ер . Предлагаемый и известный способы спекания сернистых шихт проверены в дабораторных условиях. Спекают 16 двухсдойную шикту основностью 1,15, в железорудной части которой содержится сера, % (табд. 2).В табл. 3 приведен расход компонентов шихты, % 15 Как по известному, так и по предпагаемому способу, 30% возврата подают в нижний слой агпошихты (Сера возврата =0,407%).оБщ20В каждой серии опытов как по известному, так и по преддагаемому способу, проводят по десять спеканий.Подготовка шихты к спеканию - смешивание, увдажнение и окомкование - производится в окомковатеде барабанного типаф 675 мм (и = 12 - 13 об/мин). Шихтаддя каждого слоя подготавдивается отдельно. Продолжительность окомкования1,5 мин, необходимое количество воды 30подается за первые 60 с. Высота каждого сдоя загружаемой шихты ссставпяпа Таблица 1 ок за ер -жание суль- фатно 4, .2,750 2,698 2,748 2,739 2.760 2,773 Остаок,2 ерьу вшихте 2,748 2,765 2,69 6150 мм, общая высота слоя спекаемойшихты - 300 мм. Диаметр агдочаши250 мм. Эксгаустер обеснечивал начапьое разрежение 900 мм вод.ст, Послеспекания пирог депят на две равные части и анапизируют на содержание серы, Поизвестному способу в нижний слой загружают шихту с низким содержанием серыв сокоповской руде, в верхний - с высокимсодержанием серы в атасуйской руде. Попреддагаемому способу в нижний сдсй загружают шихту с высоким содержанием серы в атасуйской руде, в верхний - шихтус низким содержанием серы в сокодовской руде. Распределение серы в агдошихте и агдомераг ах, подученное по известному и предлагаемому способам, приводится в табл. 4,. Из изложенного следует, что предлагаемый способ спекания сернистых шцхт гуозвопяет значительно снизить содержание серы в. агдомерате по сравнению с известным и увепичить степень удаления серыв 1,45 раза.Согласно расчету, применение предпагаемого способа взамен известного ддяусдовий КарМК с годовьум производством4,6 мпн, тонн чугуна и потреблениемкокса 2,7 млн. тонн позвопит увеличитьвыпдавку чугуна на 43240 тони чугуууа вгод и снизить .потребдение кокса на26352 тонн кокса в год,74 0847 Продолжение табл, 1 Показате Слои сверху вниз, 1;о 10 ли Сте- пень удаления серыв каждомслое 10,2 18,6 27,4 36,8 54,8 6 2,7 75,8 81,1 81,6 81,7 удаления сесоте 53,1 57,9 62,8 67,8 72,9 76,6 80,0 81,4 81,6 81,7 пирога Таблица 2 а сульфат Сера Руда сул 0 9 Соколоеска Лтасуйская,59 торой сл о омпоненть Соколовская руд Атасуйская руда 59 звестняк, фр. 3-0 моксик, фр. 3-0 мм 6 3 Т еры об держани и.ихте,% 330 ерхний слой,065 нижний слой еднее содержаниеяхте, о 0 Суммарнаястепень ры снизу вверхпо вы. 6-0 мм6-0 мм 11,3 3,38 1, 261 0,350 Табл ипа Т740847 10 Продолжение табл. 4 Способ Показатели известный предлагаемый Содержание серы в агломерате, % 0,177 0,39151,4 Степень удаления серы,% 74,6 Составитель Л. ПанниковаРедактор Ю. Петрушко Техред М. Петко Корректор М. Пожо Заказ 3295/3 Тираж 694 Подпис ное БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5, филиал ППП "Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 формула изобретенияСпособ спекания сернистых шихт, состоящих из железорудных компонентов,15 содержащих сульфатную и сульфидную серу, включающий двухслойную загрузку шнхт на агломерационную ленту, зажигание и спекание с прососом воздуха сверху вниз, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с пе 20 лью снижения содержания серы в агломерате, в нижний слой, равный 0,3-0,6 общей высоты слоя, загружают шихту, содержащего серу в виде сульфатов, а в верхний слой загружают шихту, содержащую серу в виде сульфидов.Источники информации, .принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР М 16 9546, кл. С 2 2 В 1/16, 1 96 3.2. Авторское свидетельство СССР И 395460, кл. С 22 В 1/16, 1958.3. Патент Японии 46-23809, кл, 10 3 11,1971 .