RU1770410C - Способ производства агломерата - Google Patents

Abstract

Изобретение может быть использовано при подготовке сырь  к металлургическому переделу, а именно при получении агломерата с остаточным углеродом. Сущность изобретени  заключаетс  в том, что топливо при агломерации раздел ют по реакционной способности и ввод т в шихту его часть с высокой реакционной способностью в количестве , необходимом дл  спекани . Топливо с низкой реакционной способностью обрабатывают водной суспензией в жущего вещества с водородным показателем 11- 13 ед. и ввод т в шихту перед смешиванием, причем на каждые 0,1% увеличени  заданного количества остаточного углерода,начи- на  с 2,8%, водородный показатель в жущего, начина  с 11 ед., увеличивают на 0,27-0,33 ед. 3 табл.

Description

Изобретение относитс  к подготовке сырь  к металлургическому переделу, может быть использовано на предпри ти х черной металлургии.

Известен способ получени  агломерата с остаточным углеродом, включающий предварительную обработку твердого топлива фракции + 5 мм перед вводом в агломерационную шихту водной суспензией смеси извести и каолиновой глины, смешивание аглошихты и ее спекание. Недостаток известного способа состоит в том, что ввод в шихту топлива крупнее 5 мм ухудшает технологические показатели спекани : увеличивает врем  спекани , снижает выход годного и производительность агломашин. Кроме того, в технологической схеме агло- фабрики добавл етс  еще одна операци  - выделение топлива фракции + 5 мм, котора 

сопр жена с ухудшением санитарно-гигиенических условий труда на аглофабрике.

Известен также способ спекани  железных руд с остаточным углеродом, включающий предварительную обработку твердого топлива, смешение аглошихты и ее спекание , в котором в аглошихту вместо коксика задаетс  пыль графита и низкосортный графит фракции 2-20 мм. Благодар  низкой горючести графита и быстроте процесса спекани , образующийс  легкоплавкий расплав св зывает частицы руды и графита Однако из-за низкой реакционной способности графита он не может быть эффективным восстановителем в доменном переделе.

Наиболее близким решением по технологической сущности и достигаемому результату  вл етс  способ производства агломерата с заданным значением остаточе

is

i4

О

ного углерода, включающий ввод топлива с различной реакционной способностью водной суспензией в жущего вещества и ввод его в шихту перед смешиванием, а топливо с более высокой реакционной способностью в количестве, необходимом дл  ее спекани , ввод т после окомковани  шихты. Причем на каждые 0,1 % увеличени  в агломерате остаточного углевода, начина  сЗ%, отношение топлива с более высокой реакционной способностью, начина  с 1,0, уменьшают на 0,02-0,03. Существенный недостаток прототипа -относительно высокое содержание мелочи в агломерате, отсутствие практической возможности его использовани  на тех аглофабриках, например, ЮГОК или НкГОК, на которых существующей технологической схемой не предусмотрена подача топлива в конце окомковани  шихты. Поэтому дл  его реализации требуютс  дополнительные капиталовложени .

Цель изобретени  - снижение содержани  мелочи в агломерате с заданными значени ми остаточного углерода.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что, согласно способу производства агломерата с заданным значением остаточного углерода , водородный показатель водной суспензии в жущего вещества поддерживают в пределах 11-13 ед., при этом на каждые 0,1 % прироста в агломерате остаточного углерода , начина  с 2,8%, водородный показатель в жущего, начина  с 11 ед., увеличивают на 0,27-0,33 ед. Предлагаемый способ производства агломерата включает: разделение топлива по его реакционной способности, ввод в шихту топлива с высокой реакционной способностью в количестве необходимом дл  ее спекани , предварительную обработку топлива с меньшей реакционной способностью водной суспензией в жущего вещества, ввод топлива с меньшей реакционной способностью в шихту перед смешиванием, смешивание , окомкование, спекание шихты. В известном способе производства агломерата в качестве водной суспензии в жущего вещества используют смесь извести и каолиновой глины в соотношении 1:1.

Известно, что гранулирование дисперсных составл ющих состоит из сцеплени  частиц сырьевых компонентов св зующим (образование зародышей), уплотнени  и упрочнени  зародышей и окатывани  их в гранулы нужных размеров. Образование зародышей зависит от скорости смачивани  частиц (гидрофобные или гидрофильные), так и водородный показатель (рН) среды в жущего вещества. Дл  частиц с гидрофобной поверхностью при нейтральном водородном показателе в жущего (рН 7) скорость смачивани  минимальна. Угли относ тс  к числу естественно гидрофобных или приводно-несмачиваемых минералов,

смачиваемость которых характеризуетс  величиной краевого угла смачивани , равного в нейтральной среде дл  углей с низкой реакционной способностью - антрацита - 73°; дл  углей с высокой реакционной способно0 стью - кокса - 86-90°. В традиционных услови х работы агломерационных фабрик частицы топлива не могут служить зародышами гранул, более того они плохо накатываютс  на уже образованные зародыши из

5 других компонентов шихты.

Известно однако, что с одной стороны закреплением реагентов с различным водородным показателем среды на поверхности минералов можно резко измен ть величину

0 краевого угла смачивани , а, следовательно , и гидратированность поверхности минералов . С другой - при водородном показателе среды, равном 11,2-12, и выше образуютс  коллоидные системы в виде ус5 тойчивых гелей. Одно и другое способствует образованию прочных зародышей при гранулировании . Следовательно, селективно обработав гидрофобные частицы компонентов шихты реагентом, который, адсорбиру0  сь на поверхности этих частиц, изменит величину краевого угла смачивани , повысит скорость их смачивани  и будет способствовать гелеобразованию в смеси этих частиц, можно добитьс , чтобы эти предва5 рительно обработанные частицы, в том числе и частицы топлива, служили зародышами гранул и хорошо накатывались при окомко- вании.

Сущность способа состоит в следую0 щем.

Согласно изобретению топливо, задаваемое в аглошихту, раздел ют по его реакционной способности. Топливо с высокой реакционной способностью задаетс  в агло5 шихту без обработки и в количестве, необходимом дл  процесса спекани . Топливо с низкой реакционной способностью, например , антрацитовый штыб обрабатывают водной суспензией в жущего вещества и

0 подают в шихту до смешивани . Водородный показатель суспензии, составл ющий 11-13 ед., способствует образованию устойчивых гелей. И на контакте твердое тело - св зующее адсорбируютс  тонкодисперс5 ные компоненты шихты. В процессе окомковани  образуютс  гранулы, зародыши которых представлены, преимущественно, частицами этого твердого топлива. Эта часть топлива в основном переходит в ко- нечный агломерат в виде остаточного углерода . Кочкова  мелочь, необработанна  водной суспензией в жущего вещества, подаетс  совместно с другими компонентами аглошихты на окомкование, в количестве, необходимом дл  спекани  шихты заданно- го состава. В силу гидрофобности своей поверхности , коксова  мелочь практически не закатываетс  в гранулы. Дл  обосновани  пределов водородного показател  водной суспензии в жущего вещества, обеспечива- ющих снижение содержани  мелочи в агломерате с заданным значением остаточного углерода, проведены лабораторные спекани  агломэрата. Использовались шихтовые и технологические услови  прототипа, дл  серий опытов с наиболее высокими технико-экономическими показател ми, при оптимальном расходе топлива дл  данного состава шихты (см. прототип, серии 3,5 и 8), в которых в качестве суспензии в жущего вещества, использовались сточные воды производства ацетилена - серии 3, 5 и 8. Спекани  выполнены в лабораторной чаше диаметром 225 мм высотой 400 мм. Состав шихты, мас.%: руда ЗЖРК 8, известн к 11- 13, топливо фракции 3-0 мм(ПШ, Сг 82% и КМ, Сг 74%), 7,6; 7,8 и 8,1, возврат - 22 и концентрат ЮГОКа - остальное.

Основность агломерата CaO/SiOa выдерживают в пределах 1,2-1,25. Дл  обосно- вани  пределов изменени  водородного показател  водной суспензии в жущего вещества по предлагаемому способу при подготовке шихты к спеканию низкореакционную часть топлива - антра- цитовый штыб обрабатывали водной суспензией в жущего вещества, в качестве которого использовали сточные воды производства ацетилена различной концентрации (от 5 до 100%), что обеспечивало изменение водородного показател  среды от 7 до 13,2 ед.

Результаты исследований приведены в табл.1.

Из табл. 1 видно, что оптимальный диа- пазон водородного показател  водной суспензии в жущего вещества находитс  на уровне 11-13, чем и объ сн етс  наибольшее содержание в агломерате остаточного углерода от 3,0 до 3,7% (серии 81-3, 81-4. 81-5).

Снижение водородного показател  менее 11,0 приводит к получению низкого содержани  остаточного углерода в агломерате (1,9% (сери  8 -2)), т.к. в этой среде коллоидные системы неустойчивы, частицы топлива не могут служить центрами образовани  зародышей, и в процессе спекани  больша  часть углерода выгорает.

Увеличение водородного показател  более 13,0 дл  достижени  технического эффекта не требуетс , так как содержание остаточного углерода в агломерате при рН более 13 практически не увеличиваетс  (сери  81-6).

Дл  обосновани  зависимости прироста остаточного углерода в агломерате от изменени  водородного показател  водной суспензии в жущего вещества производили дополнительные спекани  по предлагаемому способу при оптимальном расходе топли- ва дл  заданного состава шихты. Результаты спеканий представлены в табл. 2.

Из данных табл. 2 следует, что среднее содержание остаточного углерода в агломерате при рН 11,0 ед. составл ет 2,8% ,2.,0

Средний прирост увеличени  содержани  остаточного углерода в агломерате при увеличении рН среды на 1 единицу составит: при увеличении рН с 11 до 12 ед. 0 ,3 +0,3 +0,5 л оесо/

0,366%, при увеличении

0,3 +0,4 +0,2

рН с 12 до 13 ед. 0,3%.

Следовательно, увеличение водородного показател  дл  повышени  содержани  углерода в агломерате на 0,1% составит:

по нижнему пределу изменение рН сре- 0,1

ды

с 0,27 ед.

0,366

по верхнему пределу изменение рН среды 0,33 ед.

Полученную зависимость можно выразить аналитически:

рнх 11 - (0,27-0,33) ед.(1)

где рНх - водородный показатель водной среды в жущего, обеспечивающий прирост остаточного углерода в агломерате на х%;

х - прирост остаточного углерода в агломерате , %.

Пример. Обеспечить в агломерате прирост остаточного углерода на х 0,6%, путем изменени  рН водной суспензии в жущего .

Согласно формуле рН среды составл ет:

,Нх

0,6

р1 - 11 - х (0,27-0,33) 11 - (1.6 -2 ,0) 12,6-13,0 ед.

Следовательно, концентрацию сточных вод производства ацетилена в водной суспензии в жущего необходимо повысить до 80% (см. табл. 1). Дл  качественной оценки технологии производства агломерата в

идентичных услови х проведены сопоставимые спекани  по известному и предлагаемому способу. Подготовка шихты к спеканию. По известному способу (серии 3,5 и 8), Антрацитовый штыб обрабатывают вод- ной суспензией в жущего вещества, представл ющей собой смесь извести и каолиновой глины в соотношении 1:1. Обработку ведут до по влени  на топливо увлажненной поверхности. Далее антрацитовый штыб смешивают с шихтой и окомковывали. За 30 с до окончани  процесса окомковани  на поверхность гранул подают коксовую мелочь в количестве, необходимом дл  спекани  шихты. По предлагаемому способу (сери  31-4,51-4 и 8-4). Водородный показатель водной суспензии в жущего вещества выдерживают на уровне 12,0 ед. путем поддерживани  концентрации сточных вод производства ацетилена и водной суспен- зии в жущего вещества на уровне 50%. Обрабатывают в жущим антрацитовый штыб до по влени  на топливе увлажненной поверхности . Далее коксовую мелочь (совместно с другими компонентами шихты и антрацитовым штыбом) обработанным в жущим окомковывают. Затем шихты спекают . Оценка качественных показателей проводитс  по известным методикам. Примеры результатов спеканий приведены в табл. 3. Приведенные данные показывают, что ведение процесса по известному способу характеризуетс  большей скоростью спекани , чему способствует распределение коксовой мелочи между гранулами окомко- ванной шихты, в ущерб выхода годного и прочности агломерата. По предлагаемому способу, при незначительном снижении скорости спекани , выход годного и, следо

вательно, прочность агломерата растет, содержание мелочи снижаетс , при этом производительность и содержание остаточного углерода примерно одинаковы. Преимущества предлагаемого способа состо т в следующем:

1)снижаетс  содержание мелочи в агломерате на 1-2,0% абс;

2)снижаютс  эксплуатационные затраты вследствие замены водной суспензии в жущего вещества - смеси извести и каолиновой глины, более дешевым в жущим: - отходами производства -сточными водами производства ацетилена;

3)возможность реализации способа без дополнительных капиталовложений.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ производства агломерата с заданным количеством остаточного углерода, включающий разделение топлива по его реакционной способности, ввод в шихту топлива с высокой реакционной способностью в количестве, необходимом дл  ее спекани , предварительную обработку топлива с низкой реакционной способностью водной суспензией в жущего вещества и ввод топлива в шихту перед смешиванием, смешивание, окомкование и спекание шихты, отличающийс  тем, что, с целью снижени  содержани  мелочи в агломерате, обработку топлива с низкой реакционной способностью осуществл ют водной суспензией в жущего с водородным показателем 11-13 ед., при этом на каждые 0,1% увеличени  в агломерате заданного количества остаточного углерода , начина  с 2,8%, водородный показатель в жущего увеличивают на 0,27- 0,33 ед.

   Таблица

   Таблица2

   Т.а б л и ц а 3