Способ получения железорудных окатышей

(51)М Ьз с присоединением заявки йф С 22 В 1/24 Гасударственный квинтет СССР вф делам нзобретеннй п етнрытнй,В;А,Тверитин, В,В.Карпов, Ю.П.Кудфн,А.А.Семенов, Я.Л.Белоцерковский, Л.Д,Колотови С.Н.Евстюгин Всесоюзный научно-исследовательс й ийатвтут металлургической тепло еиенщи(71) Заявитель 54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЖЕЛЕЗОРУДНЫХ ОКАТЬШЕЙ 15 Изобретение относится к области подготовки железорудного сырья в черной металлургии.Известен способ получения железо 5 рудных окатышей на обжиговых машинах конвейерного типа, включающий многоступенчатую сушку с переменным направлением движения теплоносителя в количестве 0,6-1,2 нм /м с и темпераЭтурой 250-600 С, нагрев 1/3-1/4 высо,ты слоя со стороны продувки теплоносителя со скоростью 500-2000 град/мин и высокотемпературный обжиг при 1200- 1350 С 1Недостатками известных способов являются значительный перепад температур по высоте слоя, и как следствие, невысокое качество окатышей нижних горизонтов слоя, в результате20 чего снижается прочность окатышей при восстановлении; повышенный расход тепла на процесс вследствие сжигания значительных количеств топлива во 2-й ступени зоны обжига,недоста точно высокая производительность.машины из-за значительной протяженности зоны подогрева окатышей. устранениеперечисленных недостатков возможно при интенсивном нагреве верхнего го ризонта слоя со скоростями, превышающими 2000 град/мин.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ получения железорудных окатышей на обжиговых машинах конвейерного типа в слое высотой 300-600 мм, включающий многоступенчатую сушку с переменным направлением теплоносителя интенсив ный нагрев 1/3-1/4 части высоты слоя со стороны продувки теплоносителя со скоростью 2000-6000 град/мин и высокотемпературный обжиг при 1200-1350 С 2 . По этому способу повышение скоростей нагрева сопровождают снижением температуры в зоне обжига и увеличением коэффициента расхода воздуха в горне.Недостатками известного способа являются установление скоростей нагрева окатышей вне зависимости от их химсостава, в результате чего при обжиге окатышей из неко-орых типов желеэорудных концентратов готовая продукция имеет невысокую прочность при восстановлении (возможно ухудшение и других покаэаталей качества окатышей); отсутствие взаимосвязи между скорос 870470тью нагрева слоя и временем термообработки окатышей, в результате чего снижается производительность обжиговых машин и увеличивается удельный расход тепла на процесс; пригодность способа для обжига окатышей только при интенсивном режиме их нагрева, в результате чего способ невозможно использовать при скоростях нагрева 1/3-1/4 верхней части высоты слоя, равных 500-2000 град/мин.Цель изобретения - повышение прочности окатышей при восстановлении и снижение удельного расхода топлива.Поставленная цель достигается тем, что в способе, включающем их укладку на обжиговую конвейерную машину окатышей, слоем 300-600 мм, сушку с переменным направлением движения теплоносителя, нагрев 1/3"1/4 частивысоты "лоя со стороны продувки теплоносителя со скоростью 500-6000 град/мин 20 и обжига при температуре 1200-13500 С, скорость нагрева устанавливают в соответствии с количеством минералов, преобладающих в шихте окатышей; при 1-4-х-6000 град/мин,при 5-9-ти-3000 град/мйн и 1 о-ти - 500- 1500 град/мин, причем повышение скоростей нагрева с 500 до 2000 град/мин на каждые 500 град/мин время пребывания окатышей в зоне сушки увеличивают с 12 мин на 5-7%, а в зоне подогрева с температурами 700-1200 С уменьшают, начиная с 4 мин, на 30-35 Ъ, при увеличении скоростей нагрева свыше 2000 град/мин продолжительность сушки поддерживают постоянной и равной 13-16 мин, а время пребывания окатышей в зонах с температурой 1200- 1350 С сокращают, начиная с 20 мин, на 7.-12 при увеличении скорости на каждые 500 град/мин. 40Экспериментальное изучение особенностей работы отечественных фабрик окомкования показал, что для получения обожженных окатышей с максимальной прочностью при восстановлении 45 скорость нагрева верхних элементов слоя в интервале температур 500-1150 С следует устанавливать в зависимости от вида железорудного концентрата, Опыты показали, что величина скорос- ти нагрева окатышей в основном определяется количеством составляющих, преобладающих в шихте окатышей (здесь следует учитывать только те составляющие, содержание которых в шихте превышает 0,25). Указанное обстоятельство объясняется тем, что минералы имеют различную величину коэффициента линейного расширения, температуры плавления и т.п. Поэтому для однородных (по количеству составляющих ших" щ ты) окатышей скорость нагрева может быть значительно выше, чем для окатышей из многокомпонентных шихт. По данному признаку все железорудные концентраты (шихты) и изготовляемые 65 из них окатыши подразделяются на три следующие группы: окатыши, содержащие от 1-го до 4-х, от 5-ти и свыше 10 компонентов отдельных составляющих, Для каждой группы скорость нагрева окатышей при их обжиге, обеспечиваю" щая максимальную прочность обожженных окатышей при восстановлении, примерно одинакова. При содержании компонентов в шихте окатышей 1-4 скорость их нагрева при обжиге должна находить-, ся в пределах 3000-6000 град/мин. Увеличение количества компонентов свы-. ше 4 обусловливает необходимость сии-. жения скоростей ниже 3000 град/мин, так как в противном случае падает металлургическая прочность окатышей. В то,же время снижение скоростей нагрева ниже 3000 град/мин для данной группы окатышей нежелательно, так как приводит к понижению удельной производительности агрегата. Повышение скоростей нагрева свыше 6000 град/мин на серийном обжиговом оборудовании не представляется возможным.При содержании компонентов в шихте окатышей 5-9 скорость их нагрева при обжиге находится в пределах 1500- 3000 град/мин. Увеличение количества компонентов свыше 9 обусловливает необходимость снижения скоростей нагрева ниже 1500 град/мин, Фак как в противном случае падает металлургическая прочность окатышей. В то же вре-. мя снижение скоростей нагрева ниже 1500 град/мин нежелательно,так как приводит к снижению производительности агрегата. Повышение скоростей нагрева выше 3000 град/мин для данной группы окатышей приводит к уменьшению прочности обожженных окатышей при восстановлении и является недопустимым.При содержании компонентов в шихте окатышей 10-20 скорость их нагрева при обжиге должна составлять 500- 1500 град/мин. Окатышей с большим содержанием компонентов в шихте практически не существует, что и огра-;. ничило указанные выше йределы. Уменьшение скорости нагрева окатышей при их Обжиге ниже 500 град/мии уже не улучшает качества готовой продукции, приводит к существенному пойижению удельной производительности агрегата и является нежелательным. Повышение скоростей нагрева свыше .1500 град/мин для данной группы окатышей приводит к снижению прочности обожженных окатышей при восстановлении.Химический составнекоторых железорудных концентратов и оптимальная скорость нагрева изготовленных из них окатышей представлены в таблице.При обжиге офлюсованных окатышей количество оставляющих шихты для ряда ГОКов увеличиваеся на одну единицуУвеличение скоростей нагрева ока- пребывания окатышей в зонах с темпетышей позволяет существенно интенси- ратурой 1200-1350 фС, начиная сфицировать процесс их термообработки. 20 мин, на 7-12 (на каждые 500 град/Поэтому продолжительность пребывания мин). Уменьшение времени пребыванияокатышей в зонах подогрева и обжига, окатышей в этих зонах менее чем наследует уменьшать. Вместе с тем вы уже не улучшает качества готовойсокие скорости нагрева предъявляют продукции, но обусловливает снижениеповышенные требования к степени за- удельной производительности обжиговоговершения удаления влаги в зоне суш- оборудования. Уменьшение времени преки и требуют увеличения времени пре- бывания окатышей в зонах с температубывания окатышей в этой зоне. Опыта Рами 1200-1350 ф более чемне 12 немн установлено, что при скоростях наг- допустимо,так как приводит к недообрева окатышей 500-2000 град/мин между жигу окатышей,зонами сушки и обжига доджна быть спе- При скоростях нагрева свышециальная зона подогрева, а при ско град/мин продолжительность сушкиростях свыше 2000 град/мин наличие должна находиться в пределах 13-16зоны подогрева на обжиговой конвейер- мин. МеньшаЯ пРодолжительность сУшки15ной машине нежелательно, так как при (менее 13 мин) приводит к снижениюводит к снижению ее производительнос степени удаления влаги ниже 95.Вольти. В резУльтате температурно-времен- шая продолжительность сушки (болееной режим обработки окатышей корректи мин)уже не повышает эффетивностируется следующим образом.20 сушки окатышей в зоне и поэтому неПри повышении скоростей нагрева сжелательна.500 до 2000 град/мин на каждые Сущность изобретения заключается,500 град/мин времяпребывания окатышей в интенсификации режимов нагрева ив зоне сушки следует увеличивать с обжига окатышей и установлении оп 12 мин на 5-.7, а время пребывания 25 тимальных скоРостей нагрева слоя дляокатышей в зонеподогрева с темпе- каждого конкретного вида обжиговогоратурами 700-1200 С следует, начинаяматериала.с 4 мин, уменьшать на 30-35. Увели- Пример осуществления способа.чение времени пребывания окатышей в Сырые железорудные окатыши загрузоне сушки менее чем на 5 (на каж- З 0 жают на обжиговую конвейерную машинудые 500 град/мин) приводит к умень- и последовательно подвергают сушкеРшению степени удаления влаги из ока- подогреву и обжигу. Например, натышей к концу ниже 95 и, как резуль- конвейерной машине обжигают офлюсотат, к их растрескиванию в последую- ванные окатыши из концентрата Михайщих зонах. Увеличение времени пребы ловского ГОКа. Эти окатыши, согласнования окатышей в зоне сушки более чем йРиведенной таблице (с учетом офлю-.на 7 (на каждые 500 град/мин) уже сования, т.е. Учеличением содержане повышает эффективности сушки ока- ния СаО в шихте), изготовляют из шихтышей в зоне и поэтому нежелательно. ты, состоящей из трех основных сосТемпература газа-теплоносителя в гор- тавляющих, т.е. окатыши относятся кне зоны подогрева не должна быть ни - 40первой группе обрабатываемого сырьяоже 700 С, так как в противном случае При этом скорость их нагрева при обскорость нагрева окатышей падает ни- жиге должна составлять 4000 град/минРже 500 град/мнн и удельная производи- т.е. превышает 2000 град/мин. Тогдательность обжиговой машины уменьша- температурно-временной режим термоется. При температуре газа-теплоно обработки таких окатышей будет слесителя в горне эоны подогрева вышеодующим. Суммарная продолжительность900 С скорость нагрева окатышей уве- двухступенчатой сушки должна быть равличивается свыше 2000 град/мин и зо- на 15 мин при температурах 250-600 С.на подогрева исчезает. Уменьшение После завершения сушки окатыши посвремени пребывания окатышей в зоне 50 тупают в зону обжига с температуройподогрева, начиная с 4 .мин, менее газа-теплоносителя в горне 1250 С,чем на 30 (на каждые 500 град/мин) Продолжительность пребывания окатыприводит к появлению в зоне подогре- й й 20 4000-500шей в этой зоне составит 20+ фва участков слоя с одинаковой по 500длине машины температурой, т.е. часть 55 Ю,03 20 = 15,8 .мин. Скорость нагреплощади машины не используется и ва верхнего слоя окатышей устанавлиудельная производительность агрегата вают изменением перепада температурпадает. Уменьшение времени Пребыва- газа-теплоносителя в зонах сушки иния окатышей в зоне подогрева более обжига и времени пребывания обжиговыхчем на 35 (на каждые 500 град/мин) тележек между этими зонами. Контрольприводит к тому, что слой окатышей: 60 этих величин производят по стационарне успевает разогреваться до требуе- ным КИП. После обжига окатышн охлажмых по технологии температур. дают и отправляют на склад готовойПовышение скоростей нагрева слоя . продукции.окатышей свыше 2000 град/мин следу- При обжиге окатышей другого типа,ет сопровождать уменьшением времени 65 например, из Качканарского концентра870470 12 1 500 0,06 12 = 13,5 ннн.1500-500При скорости нагрева ниже 2000 град/мин время пребывания окатышей в зоне подогрева составляет 4.01500-500- 0 Э 4 0 = 4 нн 1 н 1 одна500вакуум-камера). Затем окатыши поступают в зону обжига и охлаждают,Применение настоящего способа поз. воляет повысить производительность обжиговых машин на 7-9 и улучшить металлургические свойства обожжен.ных окатышей. Вместе с тем,оптимизация температурно-временного режима обжига окатышей обеспечивает сокращение удельного расхода топлива на процесс на 6-11При таком улучшении параметров процесса эконбмический эффект составляет 160 тыс. руб. на 1 млн. т. окатышей. АР 410 Я Месторождение (ГОК) Содержание,Количество составляющиконцентрата Скорость нагрева,град/мин СаО 810,Идо нео- офлюфлю- совансо- ныеЪан- ные 0,21 10,35 0,35 63,7 65,0 65,8 Михайловский,минералов, преобладающих в шихте оКатышей;при 1-4-х - 3000-6000 град/мин,при 5-9-ти - 1500-3000 град/мин 4причем при повышении скоростей нагрева с 500 до 2000 град/мин на каждые 500 град/мин время пребыванияокатышей в зоне сушки увеличиваютс 12 мин на 5-7, а в,зоне подогрева .с температурами 700-1200 С уменьшают, начиная с 4 мин, на 30-35, причем при увеличении скоростей нагревасвыше 2000 град/мин продолжительностьсушки поддерживают постоянной и равной 13-16 мин, а время пребыванияокатышей в зонах с температурой 120013504 С сокращают, начиная с 20 мин,Формула изобретения та, относящихся к 2-му типу обрабатываемого сырья (7 составляющих шихты), температурно-временной режим обжига будет таким. Суммарная прщолиуельность сушки составит 12+0,06 12=14,2 мин(здесь 2000 град/мин) мин) - оптимальная скорость нагрева окатышей иэ Качканарсйого концентрата),.Продолжительность высокотемпературного обжига при температуре 1250 С составит 20 мин. После обжига окатыши 00 охлаждают.При обжиге охатышей, например, из Соколовско-Сарбайского концентрата, также относящихся ко 2-ому типу обра- батываемого 1 сырья (7 составляющих шихты) и имеющих оптимальную скорость нагрева 1500 град/мин, температурно- ,временной режим бужет следующим. Суммарная продолжительность сушки -Способ получения железорудных окатышей, включающий их укладку на обжиговую конвейерную машину слоем 300-600 мм и сушку с переменным направлением движения теплоносителя, нагрев 1/3-1/4 части высоты слоя со стороны продувки теплоносителя со ,скоростью 500-6000 град/мин и обжиг при 1200-1350 С, о т л и ч а ю .щ И й- фф с я тем, что, с целью повышения прочности окатышей при восстановлении и снижения удельного расхода топлива, скорость нагрева устанав,ливают в соответствии с количеством 5 5000 4000 2000 2000 5000 4000 2 ООО 2 ООО 2000 2000 3000 2000. Составитель ЛСавицкаяРедактор Н.Аристова Техред М.Голинка Корректор Г.Огарж Ш ШщЗакаэ 8680/54 Тираж 684 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, ЖРаушская наб., д. 4/5Филиал ППП фПатентф, г. Ужгород, Ул. Проектная, 4 на 7-12 при увеличений .скорости накаждые 500 град/мин. Источники информациипринятые во внимание при экспертизе1. Братчиков С.Г. и др. Теплотех;ника окускования железорудного сырья,Металлургия, 1970.2. Авторское свидетельство СССРР 616310, кл. С 22 В 1/24, 1976.