Способ получения флюса для агломерации

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(51 М. Кл.з с присоединением заявки МВ(23) Приоритет С 22 В 1/14 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(088.8) Опубликовано 28,02,82. Бюллетень М 8 Дата опубликования описания 28.02.82 В.М.Борисов, Л,С.Агафонникова, А.С,Близнюков, Т.А.Аннушкина и М.Г.Бойко(72) Авторы изобретени 1) Заявител Московский ордена Трудового Красног институт стали и сплавов аманИ АГЛОМЕРАЦ 10 или циг 2 0( 54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФЛ Изобретение относится к подготов сырья для преимущественного использ вания в черной металлургии.Известны способы получения флюса применительно к условиям агломерационного процесса (11, включающие обжиг известняка твердым или газообразным теплоносителем в агрегатах кипящего слоя, нращающихся и шахтны печах, кольцевых машинах ОПР и ПОР и т.д. При использовании н качест ве теплоносителя твердого: топли ва соотношение компонентов, какпра нило, составляет, вес.Ъ: известняк 88-90, коксовая мелочь смесь коксовой мелочи и антра а 10-12Недостатки известных способов низкая производительность и качество изнести, высокий расход топлива и необходимость дробления обожженного продукта (извести) механическими способами применительно к условиям агломерационного процесса.Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату способ обжита извест ннка на конвейерной машине, нключающий дозирование известняка твердого топлива и обжиг с использованием паровоздушной смеси (2),Содержание компонентон в шихте, нес.Ъ; известняк 90, коксовая мелочь 10, при этом крупность известня" ка и:коксовой мелочи составляет 3- 10 и 0-7 мм соответственно, коксовая мелочь содержит 15 золы.пихту дозируют, смешивают, увлажня,ют до 3-3,5 и обжигают на конвейерной машине полезной площадью обжига 14 м в вакуумном режиме или про" дуном паровоздушной смеси снизу. Эа" жигание шихты осуществляют, эжекционной водоохлаждаемой горелкой. Производительность конвейерной машины по загружаемому материалу составляет 600 т/сут (25 т/ч). Содержание (СаО+М 90) акт. не превышает 60,Недостатки указанного способа ошлаконанность поверхности извести золой кокса, что снижает реакционную способность обожженного продукта по выходу (СаО+М 90) акт., низкая степеньиспользования углерода топлива, составляющая 60-75 от общего содержания углерода н шихте; невозможность управления тепловым режимом процесса н ходе обжига, а также высокое содержание неусвоенной из - вести в готовом агломерате.Цель изобретения - интенсификация процесса обжига и унеличениереакционной способности готового продукта.Поставленная цеЛь достигаетсятем, что в способе, включающем доэиронание известняка и твердого топлива, их смешивание и обжиг с использованием паровоэдушной смеси, известняк и карбид кальция, используемый в качестве твердого топлива, сме- ошивают в соотношении 1(0,04-0,06),крупность обоих компонентов поддерживают в пределах 1:(0,2-1,0) и рас -ход пара н паровоэдушной смесиуменьшают на 4,5-5,7 на каждыйквадратный метр полезной площади машины н направлении ее движения.Сущность способа заключается втом, что в качестве теплоносителяпредлагается испольэовать технический карбид кальция, не содержащий золы, а также и соотношении ряда технологических параметрон процесса обжига.При взаимодействии паровоздушнойсмеси с карбидом кальция протекаютреакции с выделением ацетилена и СОСаС+НО=СН 1+СаО+Я ккалС 1 Н+201=СО+СО +НО+О ккалОкись углерода дожигается до СО 1при достаточном избытке кислорода ЗОили взаимодействует с паром с образованием водяного газа.Для повышения степени декарбонизации известняка н процессе обжигаи более полного использования тепла З 5от сжигания ацетилена необходимострого поддерживать соотношение между крупностью известняка и карбидакальция,На фиг,1 представлены результаты 40экспериментальных данных по влияниютемпературы обжига известняка настепень диссоциации СфаСО 3; на фиг.2зависимость между крупностью карбида кальция и скоростью разложения 45СаС 0, обрабатываемого паром.Сопоставление данных показывает,что для обжига известняка крупностью 3-10 мм крупность карбидакальция должна находиться в пределах1,5-12 мм. Экспериментально устанонлено, что температура по высоте слояобжигаемого известняка при расходекарбида кальция около 4-6 Ъ изменяется,от 1200 до 1400 С. Например, при1200 О С скорость,диссоциации СаСОсоставляет 25 мм/ч (фиг.1), т.е, дляобжига частиц иэнестняка крупностью3 и 10 мм время обжига составляет7,2 и 24 мин. При условии производительностиобжигового агрегата, равной 4,68 т/ч,расход карбида кальция составляет3,9 кг/мин, а скорость разложениякарбида кальция при времени обжига 7,2 и 24 мин составляет 0,54 и0,1625 кг/мин.Указанным скоростям разложениякарбида кальция соответствует крупность последнего 2-4 и 10-12 мм дляобжига известняка крупностью 3 и10 мм соответственно (фиг,2).При 1400 С размер частиц карбидакальция для обжига известняка крупностью 3 и 10 мм составляет 1,5-2,0и 2,0-4,0 мм (фиг.1 и 2).Таким образом, для обжига известняка класса 3-10 мм соотношение между крупностью известняка и карбидакальция составляет 1:(0,2-1).Отклонение от оптимальных параметров сопровождается снижением степени обжига изнестняка с одной стороны и пережогом изнести и неполнымиспользованием тепла от сжигания ацетилена с другой.Опытным путем установлено, чторасход карбида кальция указанной выше крупности должен находиться в пределах 4-6 от веса известняка или1:(0,04-0,6), поскольку калорийностьи степень использования ацетиленазначительно выше, чем при использонании коксовой мелочи.Отклонение от указанных соотношений приводит к нарушению режима обжига и резкому ухудшению качестваизвести,Указанные признаки относятся кстадиям подготовки исходных шихтоных материалон.Одним из факторов, определяющихтепловой режим обжига, является корректировка расхода пара в паровоздушной смеси по мере продвиженияматериала к зоне разгрузки.Данное обстоятельство связано стем, что в процессе обжига образующаяся известь, взаимодействующая спаром, переходит в гидроксид кальция, который активно взаимодействуетс карбидом кальция по реакцииСаС)+Са(ОН) =СОН 1+СаО+( ккалИсследованиями установлено, чтотолько в начале процесса необходимоподавать небольшое количество пара.Таким образом, в процессе обжигаизнестняка по предлагаемому способуодновременно протекают реакции междуводяным паром, оксидом и карбидомкальция, а также реакция разложенияпоследнего гидроксидом кальция, чтотребует определенной корректировкирасхода пара в паровоэдушной смесипо мере продвижения обожженногопродукта к зоне разгрузки н силу того, что реакция разложения карбидакальция гидроксидом протекает созначительно меньшим тепловым эффектом, чем реакция между карбидомкальция и паром,Опытами установлено, что в слоевысотой 100 мм на площади оФоло 1 м(головной участок машины) расход пара на гидротацию извести составляет около 3, а в каждом последующем слое вследствие увеличения количества обожженной извести расход пара увеличивается на 1,5-2,7.Поэтому на каждом последующем участке обжигаемого слоя площадью в 1 м все большее (соответствующее расходу пара) количество гидроксида кальция вступает во взаимодействие с карбидом кальция. Для поддержания температурно-теплового режима обжига на заданном оптимальном уровне расход пара на каждом квадратном метре площади машины в направлениИ ее движения необходимо снижать на . 15 4,5-5,7Несоблюдение этого условия можетпривести к развитию реакции гидратации окиси кальция, охлаждению слояи соответствующему снижению качества извести. Уменьшение расхода параприводит к неполной гидратации карбида кальция, воэможности протеканияэтой реакции на стадиях транспортировки, смешивания и комкования шихты, что нарушает санитарно-гигиенические условия труда обслуживающегоперсонала, Предлагаемый способ может быть с успехом применен не только для обжига известняка на кольцевыхи конвейерных машинах, но и во вращающихся и шахтных печах, печах кипящегоаллоя вихревых камер и т.д. При соблюдении всех технологических режимов,укаэанных выше, обожженный продуктхарактеризуется такой же высокойреакционной способностью как и приобжиге на конвейерных и кольцевых машинах.П р и м е р. Апробацию предлагаемого способа осуществляют на конвейерной машине полезной площадью 5,2 мДля исследований используют известняк Некрасовского месторождениякрупностью 3-10 мч и технический кар -бид кальция с содержанием 37,48, 45Крупность карбида кальция изменяютв пределах 1-14 мм.Смешивание исходных компонентовосуществляют в барабанном смесителе.Расход карбида кальция изменяют в 5пределах 2-8 от веса известняка.Общий расход пара изменяют от 12 до 25 кг. Скорость фильтрации воздуха по всей длине машины выдерживают равной 0,5 м/с. Обжиг ведут при подаче паровоэдушной смеси снизу. Перед зажиганием на паллету загружают слой высотой 50 мм, увлажняют еговодой и зажигают газовой горелкойв вакуумном режиме. После зажиганияна поверхность шихты загружают дополнительные слои высотой 250 мми подают паровоздушную смесь снизувверх, начиная соР второй вакуумкамеры. Все вакуум-камеры задросселированы для работы на давлении.При уменьшении расхода пара до12-14 кг/м показатели обжига практически соответствуют показателямпри расходе пара 25 кг/м 1.Таким образом, анализ полученныхданных показывает, что в оптимальных условиях процесса, соответствующих соотношению крупности известняка и карбида кальция 1:(0,2-1), расходу последнего в интервале 4-6 отвеса известняка и общему снижениюрасхода пара на 30 по длине машины,удельная производительность,по выходу (СаО+МО) общ. и (СаО++МО) акт. по Сравнениюс базовымопытом возрастает на 27,9-33,9 и48,3-54,9 соответственно.Крупность готового продуктауменьшается по сравнению с базовымс 3-10 до 0-3 мм вследствие гидрата-.ции извести и реакционная способйостьвозрастает в 3-4 раза.Основные технико-экономическиепоказатели процесса практически длявсех вариантов с использованием в ка.честве твердого топлива карбидакальция значительно превышают значения тех же показателей при использовании коксовой мелочи,В таблице представлены данныебазового и предлагаемого обжигов, приэтом крупность кокса при базовом обжиге составляет 0-7 мм, а при предлагаемом крупнооть карбида кальция0,1; 1,5-12; 12-14. мм соответственно,Значительное увеличение производительности установки и качества иэ - вести объясняется рядом факторов, главными из которых являются расширение высокотемпературной эоны обжига (оптимальный варинт) в 4,5-5 раз по сравнению с базовым (см. таблицу), что сопровождается равномерностью обжига по всей высоте слоя, раскрытие зерен обжигаемого известняка засчет гидратации поверхностного слоя извести, высокая степень использования углерода карбида кальция и. частота последнего по содержанию золыо о Гщ СО СО О л о м о О л л О сЛ 1 м с сг 1 м: 1.Кнхх 908868 4 сО Ю О Ю о о 2 И 1 ООНХЕ ОИФОо . о хоО) ь ъ+к дное х х юнх е -с.о еоа ецаЬ Об йбВЛко,ао охд бд я дох хеооО л 1 Г 3 1 х Ц й сб н ха Й си й а ох о ф ,Ох о хо О гЭ х И 6 Ц о Ц о аИ1 1 1Ю СО о СЙ СОЮ с 3 10 о о о о 1 1 1 1 СЧ 11 Ю О о л Й Е о Э о И х 1 Ц б 4 Ц х Ц о х оЮ Ю Ю л Сщ 4О 1 СОъ сй 1(Ч СЛ л ф 1 Ю Ю о х д х б ф х 3 Я Ц ао П Г О л са м Ю Ю 1о о о СО1О О Ю 6 К хо х х 9 д М 6 о ц цо дхб аален ЯСО б СЯ л а 2 ф ХСОн с сб Г- цал о ц хфх О ф б (б х 1 а еСб С Ю (б Охд О1Сф) 1 1Ра 11 1 а г о о 1 1 1 1 1ол1 1 л с СЧ) О н р х Е П дД Ф а Х х о х о охх хю н ЭЙф р 4 о х ъ93 хай141 ЕИОоой фхо хоОХСбл ф о о о юо ахфцОоСО1ОРЪ 1 Х о х ю х хф Д с ДД 16 хоод Эя ах 6 1 .3 1 но о ци и х пЭ6 Но оЭо(б дйф Х ю1б хавхЭоМаооеххидо2 о 3х лсч3 охаялСС ВЭОБ ходсац цоИЭЭцоса зЕ днххое хц МСЧх асохЦь ЕСЭЯСбаооб ы оЯ 66б ао12 908868 Формула изобретенияСпособ получения флюса для агло - мерации, включающий доэирование иэ - вестняка и твердого топлива,их сме - шивание и обжиг с использованием паровоздушной смеси, подаваемой под давлением снизу на кольцевых и конвейерных машинах, о т л и ч а ю щ и й с я тем что, с целью интенсификации процесса обжига известняка и повышения реакционной способности готового продукта, известняк и карбид кальция, используемый в качестве твердого топлива, смешивают в соотношении 1:(0,04-0,06), круп 30 ВИИИПИ Эаказ Гирдж 657 По 57/31 исн.ое "зОилиал ППП .Ужгород4 емпература обжига ность обоих компонентов поддерживают в пределах 1:(О,-1) и расход пара в паровоздушной смеси уменьшаютна 4,5-5,7 на каждый квадратныйметр полезной площади машины в "направлении ее движения. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Монастырев А.В. Производствоизвести. М., Высшая школа, 1975,с, 10-45.2. Берштейн Р,С. Повышение эффективности агломерации. М., Металлургия 1, 1979, с. 40-54.