EA026495B1

EA026495B1 - Устройство для подготовки рудного концентрата для гранулирования

Info

Publication number: EA026495B1
Application number: EA201391679A
Authority: EA
Inventors: Марко Паландер
Original assignee: Ототек Оюй
Priority date: 2011-06-15
Filing date: 2012-06-13
Publication date: 2017-04-28
Also published as: WO2012172174A1; BR112013032335A2; CA2833829C; ZA201400282B; EA201391679A1; US20140117128A1; FIU20114064U0; FI9406U1; CA2833829A1; SA112330554B1; CN103582529A

Abstract

Изобретение относится к оборудованию для подготовки рудного концентрата для гранулирования и спекания/отверждения окатышей в производстве ферросплавов. Указанное оборудование содержит дробилку (1), выполненную с возможностью дробления концентрата на гранулы заданного размера. Указанное оборудование дополнительно содержит сушильный аппарат (2, 3, 4), выполненный с возможностью сушки концентрата до и/или во время его дробления дробилкой (1).

Description

Изобретение относится к устройству для подготовки рудного концентрата для гранулирования и спекания/отверждения окатышей в связи с производством ферросплавов.

Способ и устройство для производства ферросплавов, известные из уровня техники, схематично проиллюстрированы на фиг. 1. Например, приведенный известный способ может относиться к производству феррохрома из хромовых концентратов, но может также применяться для производства других ферросплавов.

Сырье получают из шахты. Рудный концентрат хранят и сначала подают в процесс из расходного бункера 7. Как правило, в рудном концентрате содержание влаги составляет более 1%. Устройство дополнительно содержит дробилку 1 для дробления грубого рудного концентрата до заданного размера гранул, который подходит для последующего этапа гранулирования.

На существующем уровне техники дробилка 1 представляет собой мокрую дробилку, например шаровую дробилку, в которую материал для дробления подается с добавлением воды. Шаровая дробилка 1 представляет собой вращающийся барабан, который частично заполняют материалом для дробления и абразивной средой. В качестве абразивной среды используются различные материалы, в том числе керамические шарики, кремневую гальку и стальные шарики. При вращении барабана абразивная среда поднимается центробежной силой по внутренней поверхности барабана и в конце концов падает на материал для дробления. На степень дробления влияют различные факторы, например размеры абразивной среды и скорость вращения барабана.

За мокрой дробилкой 1 следует шламомешалка 8, выполненная с возможностью перемешивания шлама, выпускаемого из дробилки 1.

Перемешанный в шламомешалке шлам затем подают в фильтр 9, который может представлять собой фильтр с керамическим диском на основе капиллярного эффекта. Фильтр 9 выполнен с возможностью отведения воды из концентратного шлама путем фильтрации для образования обезвоженного минерального концентрата.

Из фильтра 9 концентрат транспортируют в промежуточные бункеры 10. В первые промежуточные бункеры 10 транспортируют также добавки, твердое топливо (коксовую мелочь, функционирующую в качество топлива в последующем процессе спекания/отверждения), технологическую пыль и связующий реагент (бентонитовая глина).

Из промежуточных бункеров 10 концентрат и добавки распределяют на конвейер 11, выполненный с возможностью транспортирования данных материалов в смеситель 12.

Смеситель 12 выполнен с возможностью смешивания концентрата с твердым топливом, технологической пылью и связующим веществом для образования однородной смеси из указанных веществ. В смеситель 12 также может быть добавлена вода для обеспечения достаточного содержания влаги в смеси для гранулирования.

Кроме того, устройство содержит гранулирующий барабан или диск 13, выполненный с возможностью гранулирования смеси, полученной из смесителя 12, в зеленые окатыши.

Устройству для подготовки рудного концентрата содержит также барабанный грохот 14, предназначенный для обеспечения подачи только зеленых окатышей, с равномерными размерами, в виде равномерного слоя из окатышей на замкнутую конвейерную ленту цепной спекающей/отверждающей печи 15.

В непрерывно работающей цепной спекающей/отверждающей печи 15 слой из окатышей проходит последовательные этапы сушки, нагревания, спекания/обжига и охлаждения, причем каждый из указанных этапов имеет различные температурные условия, поскольку слой из окатышей транспортируется через соответствующие зоны печи 15. Спекающая/ отверждающая печь содержит циркуляционные газовые трубопроводы 16, 17, 18, выполненные с возможностью циркуляции газа из зон охлаждения в зоны сушки, нагрева и спекания/обжига для экономии энергии. После спекания/отверждения окатыши являются сферическими, имеют равномерные размеры, являются твердыми и пористыми, обладая соответствующими физическими и химическими свойствами. Они являются идеальным материалом для выплавки ферросплавов в плавильной печи 5.

Из печи 15 окатыши транспортируют во вторые промежуточные бункеры 19. Номер 19 позиции также относится к бункерам для добавок, например, крупнокусковой руды, кокса и кварцевого песка, которые вместе с окатышами загружают в печь 20 предварительного нагрева.

Печь 20 выполнена с возможностью предварительного нагрева окатышей до загрузки в плавильную печь 5. Плавильная печь 5 является электродуговой печью. В печи 5 окатыши спекаются и восстанавливаются до ферросплава. Расплавленный ферросплав, выпускаемый из печи 5, отливают в изделия из ферросплава, пригодные для дальнейшего производства металла.

Отходящий газ, содержащий монооксид углерода и выходящий из печи 5, очищают в газоочистителе 21. Очищенный газ СО используют в качестве топлива, сжигаемого горелкой 22 в печи 20 предварительного нагрева для производства достаточной тепловой энергии для предварительного нагрева окатышей. Очищенный газ СО также подают в горелки 23 и 24, расположенные в стенках циркуляционных газовых трубопроводов 16 и 17 печи 15, для нагрева газа, протекающего в трубопроводах.

Проблема устройства и способа, известных из существующего уровня техники, связана с постоянно

- 1 026495 уменьшающимся наличием сырья хорошего качества. Все более часто обрабатываемое сырье имеет плохое качество, поскольку оно содержит или образует очень мелкодисперсные фракции, например, глиноподобную хромовую руду. Мелкодисперсные фракции составляют, как правило, 80% от частиц, имеющих размер меньше 75 мкм. Мокрое фильтрование мелкодисперсных фракций для их обезвоживания затруднительно, поскольку мелкодисперсные фракции имеют тенденцию засорять фильтры. Кроме этого, время для обезвоживания материала посредством керамического фильтра является слишком большим для процесса и требует серии фильтров, вследствие чего необходимые инвестиции становятся значительными.

Задача предложенного изобретения состоит в устранении вышеизложенных недостатков, присущих существующему уровню техники.

Устройство для подготовки рудного концентрата для гранулирования и спекания/отверждения окатышей в производстве ферросплавов содержит дробилку, выполненную с возможностью дробления концентрата на гранулы заданного размера, и сушильный аппарат, причем указанный сушильный аппарат соединен трубопроводом с плавильной печью и выполнен с возможностью сушки рудного концентрата посредством тепловой энергии, получаемой путем сжигания отходящего газа, содержащего монооксид углерода, из плавильной печи.

Таким образом, сушильный аппарат выполнен с возможностью сушки рудного концентрата посредством тепловой энергии, получаемой путем сжигания отходящего газа, содержащего монооксид углерода, из плавильной печи. Использование газа СО из плавильной печи для производства достаточного количества тепловой энергии для сушки имеет преимущество, поскольку таким образом нет необходимости использовать ископаемые виды топлива.

Сушильный аппарат упомянутого устройства может содержать камеру сгорания, содержащую горелку, расположенную с возможностью сжигания монооксида углерода и/или отходящего газа, содержащего монооксид углерода, для выработки горячих газов, и сушильную камеру, выполненную с возможностью сушки рудного концентрата посредством указанных горячих газов.

Дробилка может содержать дробильную камеру, выполненную с возможностью дробления рудного концентрата во время его транспортирования через дробильную камеру. Дробильная камера и сушильная камера выполнены вместе так, что горячие газы из отдельной камеры сгорания направляются в дробильную камеру.

Камера сгорания, сушильная камера и дробильная камера могут быть выполнены вместе так, что горелка, вырабатывающая горячие газы, прикреплена непосредственно к дробилке.

На прилагаемых чертежах, составляющих часть описания и предоставленных для лучшего понимания предложенного изобретения, проиллюстрированы предпочтительные варианты выполнения изобретения, что способствует объяснению принципов изобретения.

На фиг. 1 схематично изображена блок-схема известных из уровня техники способа производства ферросплавов и обрабатывающего устройства.

На фиг. 2 схематично изображена блок-схема способа производства ферросплавов и устройству для подготовки рудного концентрата по первому варианту выполнения предложенного изобретения.

На фиг. 3 схематично проиллюстрировано начало способа производства ферросплавов и устройству для подготовки рудного концентрата по второму варианту выполнения предложенного изобретения.

На фиг. 4 схематично проиллюстрировано начало способа производства ферросплавов и устройству для подготовки рудного концентрата по третьему варианту предложенного изобретения.

Как можно видеть на фиг. 2, сырье получают из шахты, далее сырье, рудный концентрат, хранят и сначала подают в процесс из расходного бункера 7. Как правило, в рудном концентрате содержание влаги составляет более 1%.

Устройство, изображенное на фиг. 2, содержит дробилку 1 для дробления грубого рудного концентрата до заданного размера гранул, подходящего для последующего этапа гранулирования. В отличие от устройства, известного из существующего уровня техники, дробилка 1, в соответствии с предложенным изобретением, является сухой дробилкой 1. Для того чтобы высушить рудный концентрат перед его подачей в дробилку 1, он должен быть высушен. Для этого устройство содержит сушильный аппарат, в который подают рудный концентрат из расходного бункера 7.

Сушильный аппарат содержит камеру 2 сгорания, содержащую горелку 3. Горелка 3 выполнена с возможностью сжигания монооксида углерода и/или очищенного отходящего газа, содержащего монооксид углерода и полученного из плавильной печи 5 при помощи воздуха для выработки горячих газов. Температура очищенного газа СО составляет примерно от 30 до 60°С. Полученный в результате сгорания газ содержит воду, азот, монооксид углерода и некоторое количество кислорода. Температура этих горячих осушающих газов составляет примерно от 300 до 500°С.

Указанные горячие газы подают в сушильную камеру 4, выполненную с возможностью сушки рудного концентрата с помощью указанных горячих газов. На фиг. 2 камера 2 сгорания и сушильная камера 4 являются отдельными устройствами. Сушильная камера 4 может представлять собой вращающийся барабан, выполненный с возможностью, при своем вращении, транспортировать высушиваемый материал из загрузочной стороны в выпускную сторону.

- 2 026495

Высушенный рудный концентрат подают в сухую дробилку 1. Дробилка 1 содержит дробильную камеру 6, выполненную с возможностью дробления рудного концентрата во время его транспортирования через дробильную камеру. Сухая дробилка 1 может представлять собой шаровую дробилку. Шаровая дробилка 1 представляет собой вращающийся барабан, который частично заполняют материалом для дробления и абразивной средой. В качестве абразивной среды могут использоваться различные материалы, в том числе керамические шарики, кремневая галька и стальные шарики. При вращении барабана абразивная среда поднимается посредством центробежной силы по внутренней поверхности барабана и в конце концов падает на материал для дробления. На степень дробления влияют различные факторы, например, размеры абразивной среды и скорость вращения барабана. Температура рудного концентрата, выпускаемого из сухой дробилки 1, составляет менее 100°С.

За сухой дробилкой 1 в точке А, изображенной в кружке, способ может продолжаться таким образом, как показано на фиг. 1. Из сухой дробилки 1 концентрат транспортируют в промежуточные бункеры 10. Поскольку концентрат является сухим, его не нужно обезвоживать при помощи каких-либо фильтров, как это выполняется в известном существующем способе, проиллюстрированном на фиг. 1.

В промежуточные бункеры 10 транспортируют также добавки, твердое топливо (коксовую мелочь, функционирующую в качество топлива в последующем процессе спекания/отверждения), технологическую пыль и связующий реагент (бентонитовая глина).

Кроме того, устройство содержит гранулирующий барабан 13, выполненный с возможностью гранулирования смеси, полученной из смесителя 12, в зеленые окатыши. Зеленые окатыши имеют достаточную когезионную способность, поэтому они могут транспортироваться и пропускаться через грохот без разрушения.

Кроме этого, устройству для подготовки рудного концентрата содержит барабанный грохот 14 для обеспечения подачи зеленых окатышей только с равномерными размерами в виде равномерного слоя из окатышей на замкнутую конвейерную ленту цепной спекающей/отверждающей печи 15.

В непрерывно работающей печи 15 слой из окатышей проходит последовательные этапы сушки, нагревания, спекания/обжига и охлаждения, причем каждый из указанных этапов имеет различные температурные условия, поскольку слой из окатышей транспортируется через соответствующие зоны печи 15. Спекающая/отверждающая печь содержит циркуляционные газовые трубопроводы 16, 17, 18, выполненные с возможностью циркуляции газа из зон охлаждения в зоны сушки, нагрева и спекания/обжига для экономии энергии. После спекания/отверждения окатыши являются сферическими, имеют равномерные размеры, являются твердыми и пористыми, обладая соответствующими физическими и химическими свойствами. Они являются идеальным материалом для выплавки ферросплавов в плавильной печи 5.

Из печи 15 окатыши транспортируют во второй промежуточный бункер 19. Номер 19 позиции относится также к бункерам для добавок, например, для крупнокусковой руды, кокса и кварцевого песка. Спеченные/отвержденные окатыши и добавки загружают в печь 20 предварительного нагрева.

Печь 20 выполнена с возможностью предварительного нагрева окатышей до загрузки в плавильную печь 5. Плавильная печь 5 является электродуговой печью закрытого типа. В печи 5 окатыши спекаются и восстанавливаются до ферросплава. Расплавленный ферросплав, выпускаемый из печи 5, отливают в изделия из ферросплава, пригодные для дальнейшего производства металла.

Отходящий газ, содержащий монооксид углерода и выходящий из плавильной печи 5, очищают в газоочистителе 21. Газоочиститель 21 может представлять собой эжекторный скруббер Вентури, работающий по принципу мокрой очистки.

Очищенный газ СО используют в качестве топлива, сжигаемого горелкой 22 в печи предварительного нагрева для производства достаточной тепловой энергии для предварительного нагрева окатышей. Очищенный газ СО также подают в горелки 23 и 24, расположенные в стенках циркуляционных газовых трубопроводов 16 и 17 цепной печи 15, для нагрева газа, протекающего в трубопроводах. Трубопровод для газа СО обозначен на фиг. 2 буквой В, изображенной в кружке.

На фиг. 3 показана модификация устройства, изображенного на фиг. 2. В этом варианте изобретения дробильная камера 6 и сушильная камера 4 выполнены в виде единого целого. Из отдельной камеры 2 сгорания горячие газы направляют в дробильную камеру 6, выполненную с возможностью работы также в качестве сушильной камеры 4. Камера сгорания 2 отделена от объединенных дробильной и сушильной камер 4, 6. В другом случае устройство и способ могут быть аналогичны блок-схеме, изображенной на фиг. 2. Далее процесс может продолжаться, как отмечено изображенной в кружке буквой А на фиг. 2. Как показано буквой В, изображенной в кружке, трубопровод для газа СО может быть аналогичен трубопроводу, изображенному на фиг. 2.

- 3 026495

На фиг. 4 показана другая модификация устройства, изображенного на фиг. 2. В этом варианте изобретения камера 2 сгорания, сушильная камера 4 и дробильная камера 6 выполнены в виде единого целого. Горелка 3 прикреплена непосредственно к дробилке 1. Далее процесс может продолжаться, как отмечено изображенной в кружке буквой А на фиг. 2. Как показано буквой В, изображенной в кружке, трубопровод для газа СО может быть аналогичен трубопроводу, изображенному на фиг. 2.

Для специалиста очевидно, что при улучшении способа основная идея изобретения может быть реализована различными путями. Таким образом, изобретение и его варианты выполнения не ограничены описанными выше примерами и могут варьироваться в пределах объема правовой защиты, определяемой формулой изобретения.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Устройство для подготовки рудного концентрата для гранулирования и спекания/отверждения окатышей в производстве ферросплавов, содержащее дробилку (1), выполненную с возможностью дробления концентрата на гранулы заданного размера, и сушильный аппарат (2, 3, 4), причем указанный сушильный аппарат (2, 3, 4) соединен трубопроводом с плавильной печью (5) и выполнен с возможностью сушки рудного концентрата посредством тепловой энергии, получаемой путем сжигания отходящего газа, содержащего монооксид углерода, из плавильной печи (5).
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что сушильный аппарат содержит камеру (2) сгорания, содержащую горелку (3), выполненную с возможностью сжигания монооксида углерода или отходящего газа, содержащего монооксид углерода, для выработки горячих газов, и сушильную камеру (4), выполненную с возможностью сушки рудного концентрата посредством указанных горячих газов.
3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что дробилка (1) содержит дробильную камеру (6), выполненную с возможностью дробления рудного концентрата во время его транспортирования через дробильную камеру, причем дробильная камера (6) и сушильная камера (4) выполнены вместе с обеспечением направления горячих газов из отдельной камеры (2) сгорания в дробильную камеру (6).
4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что камера (2) сгорания, сушильная камера (4) и дробильная камера (6) выполнены вместе таким образом, что горелка (3), выполненная с возможностью выработки горячих газов, прикреплена непосредственно к дробилке (1).