Способ термообработки окатышей из многокомпонентных шихт

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскндСоцналнстнческнкРеспублнк К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 110680 (21) 2939735/22-02 1 М,Кп,з С 22 В 1/20 с присоединением заявки М Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(23) Приоритет Опубликовано 2802,82. Бюллетень М 9 8 Дата опубликования описания 28. 02. 82 3 УДН 622, 782, 42(72) Авторы изобретеии сесоюзный научно-исследовательский институт металлургической теплотехникиТЕРМООБРАБОТКИ ОКА ОКОМПОНЕНТНЫХ ШИХТ к подготов- черной ме- оизводству затрат на обжиг тем- ни Руд Пос чдостигает рмообрабо и Изобретение относитсяке железорудного сырья вталлургии, а именно к пржелезорудныхокатышей.Известны .способы термообработки окатьыей иэ многокомпонентных шихт в зонах обжига и рекуперации конвейерных машин при 1220-1350 С, включающие регулирование температуры теплоносителя, времени пребывания окатышей в зоне и скоростей фильтрации слоя, По данным способам максимальную температуру обжига уотанавливают в зависимости от температуры рязмягче-, ния железорудного концентрата (1).ФНедостатки известных способов необходимость проведения специальных ,трудоемких опытов по определению тем,пературы размягчения материала и на.личия специального лабораторного оборудования) отсутствие взаимосвязи между максимальной температурой обжига и другими параметрами процесса (продолжительностью обжига, скоростью фильтрации слоя), в результате чего падает качество готовой продукции, снижается удельная проиэводительност обжигового оборудования, а также повышенный расход теплоносителя на процесс, что обусловливает увеличеие энергетическихкатышей,Наиболее близок к предлагаемомупо технической суШности и достигаемому результату способ термообработки окатышей иэ многокомпоненткыхшихт, включаюций обжиг и рекуперациюпри 1220-1350 оС, регулированиепературы теплоносителя и времепребывания окатыни.й в зоне 2).Недостатки указанного способанеобходимость установления температуры размягчения железорудного концентрата на специальном лабораторном оборудовании) пригодность данно го способа для обжига окатышей только из определенного вида сырья; отсутствие взаимосвязи между основскимипараметрами процесса, что приводит кухудшению качества . готовой продукции и снижению производительностиобжигового оборудования, а также завышенные затраты топлива и электроэнергии на процесс обжига окатышей,Цель изобретения - повьыение качества готовой продукции и увеличение производительности обжиговогообо ования.тавленная цель сятем то в способе те ткокатышей из многокомпонентных шихт, нключающем обжиг и рекуперацию при 1220-1350 С, рекуперование темпера - туры теплоносителя и времени пребывания окатышей, при увеличении числа компонентов шихты, начиная с З-х, на каждые два компонента температуру теплоносителя в зоне обжига увеличивают с 1220 на 20-40 С, его расход уменьшают с 0,9 на О, 1-0, 2 м/л 1 с, нремя пребывания окатышей в зоне мак О симальных температур увеличивают с 10 на 2-3 мин (20-30 абс.Ь ) а расход теплоносителя в зоне рекуперации уменьшают с 0,8 на 0,15- 025 м /м-с. 15При обжиге гематитовых окатышей время их пребывания в Зоне максимальных температур увеличивают на 20-30 абс.,.Экспериментальное изучение отечественных фабрик окомкования показывает, что для получения окатышей высокого качества параметры термообработки окатышей в зонах обжига и рекуперации следует устанавливать в зависимости от вида железорудного сырья, Данные параметры в основном определяются количеством составляющих, преобладающих ь шихте окатышей (эдесь учитываются только те составляющие, содержание которых в шихте ЗО превышает 0,25%). Укаэанное обстоятельство объясняется тем, что минералы имеют различную величину коэфФициентов линейного расширения, температуру плавления и т.п. Поэтому 35 для ад.ородных (по количеству составляющих шихт) окатышей температура и нремя обжига и скорость фильтрации слоя отличаются от параметров термообработки окатышей из многокомпонент О ных шихт. При увеличении числа компонентон в шихте возрастает, как правило, число тугоплавких элементов. Поэтому необходимо увеличить максимальную температуру и время 45 обжига. Вместе с тем, сумларное количество тепла, подаваемого в слой, во избежание перегрева металлоконструкций обжиговых тележек поддерживается практически одинаковым для всех шихт. Увеличение максимальной температуры и времени обжига сопровождают понижением количества (скорости фильтрации) теплоносителя, подаваемого в эоны обжига и рекуперации;55Опыты показывают, что для магнетитовых окатышей, изготовляемых из 1-3-х компонентов шихты,оптимальная температура теплоносителя составляет 1220 С, время пребывания окаты- бО шей в зоне обжига - 10 мин, скорость Фильтрации слоя н зонах обжига и рекуперации соответственно - 0,9 и 0,8 м 3/м с. При температуре обжига ниже 1220 С имеет место недообжиг 65 нижних горизонтов слоя окатышей иухудшается качество готовой продукции, При температуре обжига выше1220 С возможно образование спеконверхних горизонтов слоя окатышей.Если окатыши пребывают в зоне обжигаменее 10 мин, то температура на границе слой - постель не достигает величины 1000-1100 С и качество готовой продукции ухудшается, Если время пребынания окатышей в зоне об.жига превышает 10 мин, то качествоготовой продукции уже не улучшается,а производительность обжигового оборудования понижается. При скоростиФильтрации слоя в эонеобжигаменее 0,9 мэ/м с возрастает протяженность высокотемпературных эон иугленьшается удельная производитель"ность агрегата. При скорости фильтрации слоя в зоне обжига более0,9 м 3/м 0.с окатыши на границах зонподвергают термическому удару большей величины и разрушаются. При скорости фильтрации слоя в зоне рекуперации менее 0,8 м/м 9 с не обеспечивается прогрев нижних горизонтовслоя и падает качество готовой продукции. При скорости фильтрации слояв зоне рекуперации более 0,8 мэ/м св окатышах возможно образование трещин из-за термического удара и ихкачество падает,Увеличение числа компонентов ншихте, начиная с З-х, сопровождаютизменением параметров термообработки в зонах обжига и рекуперации.Так, на каждые два дополнительныекомпонента шихты температуру теплоносителя в зоне обжига увеличиваютна 20-40 С. При меньшем увеличениитемпературы теплоносителя (менее чемна 20 С) имеет место недообжиг нижних горизонтов слоя и качество гото-.вой продукции падает. При большемувеличении температуры теплоносителя (более чем на 40 С) имеет местоспекание окатышей в верхних горизонтах слоя.Одновременно с повышением температур при увеличении числа компонентов шихты на 2 шт. уменьшают расходтеплоносителя (скорость фильтрации)с 0,9 на 0,1-0,2 м /м с, что обеспечивает помимо прочего экономию топлива на машине. При меньшем уменьшении скорости фильтрации (менее чемна 0,1 м /м ,с) качествоготовойпродукции практически не изменяется,а удельный расход топлива возрастает. При большем уменьшении скоростифильтрации (более чем на 0,2 м/м с)происходит недообжиг нижних горизонтов , слоя,Время пребывания окатышей в зонемаксимальных температур повышают с10 на 2-3 мин на каждые дне единицыувеличения числа компонентов,шихты.(ГОК) Михайловский СеверныйЦентральный Лебединский Качканарский Костамукшский Соколовско- Сарбайский 0,21 О, 390,30 0,30,150,6 0,35 63,7 0,25 8,0 65,0 0,3 7,75 65,8 0,04 0,94 6,78 65,9 0,3 4,90 1,36 0,96 61,6 2,7 , 0,66 1,2 0,17 0,46 0,5 Нет сведений 0,3 Ор 77 1,34 0,35 5,34 0,12 67,5 3,8 4,01,1 3,94 62,8 66,3 При меньшем увеличении времени пребыла вания окатышей в зоне обжига (менее чем на 2 мин) не успевает завершиться процесс твердофазного спекания окатышей и качество готовой продукции ухудшается. При большем увеличении времени пребывания окатышей в зоне обжига (более чем на 3 мин) качество окатышей уже не улучшается,а производительность обжигового оборудования падает,При увеЛичении числа компонентов шихт на каждые 2 шт. (начиная с трех) понижают расход теплоносителя в зоне рекуперации с 0,8 на 0 153Р 0,25 м /м с,При меньшем уменьшении расхода теплоносителя (менее чем на 0,15 м/м.с) качество готовой продукции уже не повышается, а расход электроэнергии (нагрузки) на работу тягодутьевого оборудования возрастает, При большем уменьшении расхода теплоносителя (более чем на 0,25 м /м с) происходит недообжиг нижних горизонтов слоя окатышей.Обжиг гематитовых окатьыей (в отличие от магнетитовых) характеризуется повышенным расходом тепла на процесс вследствие отсутствия экзотермических реакций окисления магнетита в гематит. Вместе с тем такиепоказатели процесса, Как температура обжига, скорость фильтрации теплоносителя в зонах обжига и рекуперации, при обжиге гематитовых имагнетитовых окатышей являются практически одинаковыми. Поэтому повышенный расход тепла на процесс целесообразно компенсировать увеличениемвремени пребывания окатышей в зонемаксимальных температур,Для получения качественной готовой продукции при обжиге гематитовых окатышей время их пребывания в зоне обжига следует увеличивать на 20- 30 абс.Ъ.При меньшемувеличении времени обжига (менее чем на 20) имеет место недообжиг окатышей и качество готовой продукции ухудшаетсяПри большем увеличении времени обжига (более чем на 30) качество готовой продукции уже не улучшается, а производительность обжигового обору. дования падает,Химсостав некоторых желеэорудных концентратов и оптимальные параметры термообработки изготовленных из них окатышей в зонах обжига и рекуперации представлены в табл. 1 и 2.908874 Та блица 2 Время пре- Скорость Фильтрации бывания н н зонах, м 9/м с зоне обжига,мин КоличествосоставляющихконТемпература обжига,С обжига рекуперации центра"та 0,9 0,8 Ок 7-0,8 0,65-0,75 09 0,8 0,7-0,8 0,65-0,75 О,б 0,55 0,7 0,65 0,6-0,7 0,55-0,65 0,6-0,7 0,55-0,65 формула изобретения 2 1220 10 5 1240-1260 12-13 2 1220 10 5 1240-1260 12-13 7 1260-1280 14-16 4 1230-1250 121260-1280 13-15 б 1260-1280 13-15 Сущность предлагаемого способазаключается н оптимизации основныхпараметров термообработки окатышейв зонах обжига и рекуперации длякаждого коНкретного видаобжигаемогоматериала (магнетитовых,гематитовыхи других окатышей ).Способ осущестнляют следующим образом,Сырые железорудные окатьвяи загружают на обжиговую конвейерную машинуи последовательно подвергают сушке,подогреву и обжигу. Например, на конвейерной машине обжигают неофлюсованные окатыши из концентрата Лебединского: ГОЕа. Эти окатыши изготовляютиэ шихты, состоящей иэ пяти основных составляющих. Таким образом, при 45термообработке таких окатьвоей учитывать .увеличение числа компонентовшихты с Э-х до 5-ти, т.е. на два.Тогда температуру обжига (с учетомувеличения этой температуры на 30 Сна приращение каждых двух компонентов шихты) устанавливают равной 1220++301250 фС. Время пребывания окатьваейв зоне обжига поддерживают равным10+3=13 мин (с учетом увеличения вре-,мени на 3 мин. на приращение каждыхдвуи компонентов шихты). СкоростьфиАтрации теплоносителя в зоне об"жига устанавливают равной 0,9-0,2=0,7 м 9/м 1 с (с учетом уменьшеннаярасхода теплоносителя на 0,20 м /мс) 60на приращение каждых двух компонентов шихты).После обжига окатыши охлаждают иотправляют на склад готовой продукции. 65 При обжиге окатьваей другого типа,например, гематитовых с химсостаном,близким Лебединскому месторождению,температурно-временной режим обжигаи рекуперации является следующим:для вышеприведенных условий термообработки окатышей температура обжига1250 С, время пребывания окатышей нзоне обжига увеличннают до 13+0,313=16,9 мин (с учетом увеличения времени прибывания н зоне н отличие отмагнетитоных окатышей на 30), скорость фильтрации теплоносителя в зоне обжига - 0,7 м/мф. с, н зоне рекуперации скорость фильтрации слоя0,55 м/м с. После обжига окатышиохлаждают.Применение способа позволяет повыситы производительность обжиговыхмашин на 7-9 и улучшить металлургические свойства обожженных окатышей.Вместе с тем, оптимиэацМ температурно-временного режима окатьыейобеспечивает сокращение удельногорасхода топлива на процесс на 6-11,При таком улучшении параметров про-,цесса экономический эфФект составляет 160 тыс.руб. на 1 млн,т окатышей,1. Способ термообработки окатышей из многокомпонентных шихт, включающий обжиг и рекуперацию при темпера-: турах 1220-1350 фС, регулирование температуры теплоносителя, времени пребывания окатьваей о т л и ч а ю "908874 Составитвль А. СидоренкоРедактор Л.Пчелинская Техред Х.Кастелевич. Корректор М.Коста Штв ша шщ шшш щ ж Заказ 757/31 Тираж 657 Подписное ВНИЙПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП фПатент, г, ужгород, ул. Проектная, 4 щ и и с я тем, что, с целью повьыения качества готовой продукции и увеличения производительности обжиговогооборудования, при увеличении числакомпонентов шихты, начиная с З-х,иа каждые два компонента температурутеплоносителя в зоне обжига увеличивают с 1220 фС на 20-40 фС, его расход умвниаают с 0,9 до 0,1-0,2 м 5/м с,,время пребывания окатьаей в зоне максимальных температур увеличивают с10 на 2-3 мин 20-30 абс. Ъ а расход теплоносителя в зоне рекупеоацииуменыиют с 0,3 на 0,15-0 ф 25 мз/м 1 с 1 2. Способ по и. 1, о т л и ч а ю-.щ и й с я тем, что, с целью получения качественной готовой продукциипри обжиге гематитовых окатьааейвремя их пребывания в зоне максимальных температур увеличивают на(20-30 абсид),Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Братчиков С.Г. и др. ТеЫотехвика окускования железорудного сырья.М., фМеталлургияф, 1970.2. Патент Японии 9 52-95517,кл, С 22 В, 1976.