RU2683398C1 - Шихта для производства агломерата - Google Patents
Шихта для производства агломерата Download PDFInfo
- Publication number
- RU2683398C1 RU2683398C1 RU2018100954A RU2018100954A RU2683398C1 RU 2683398 C1 RU2683398 C1 RU 2683398C1 RU 2018100954 A RU2018100954 A RU 2018100954A RU 2018100954 A RU2018100954 A RU 2018100954A RU 2683398 C1 RU2683398 C1 RU 2683398C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sinter
- polymer
- charge
- mixture
- increase
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 51
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 34
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 28
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims abstract description 26
- 239000000571 coke Substances 0.000 claims abstract description 23
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 18
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims abstract description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 claims abstract description 10
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims abstract description 5
- -1 flux Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229920000233 poly(alkylene oxides) Chemical class 0.000 claims description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 21
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 238000009851 ferrous metallurgy Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 230000006872 improvement Effects 0.000 abstract description 3
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 238000009856 non-ferrous metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 26
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 22
- 238000005453 pelletization Methods 0.000 description 17
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 13
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 13
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 12
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 description 11
- 230000008569 process Effects 0.000 description 11
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 10
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 8
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 6
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 5
- 229920005596 polymer binder Polymers 0.000 description 5
- 239000002491 polymer binding agent Substances 0.000 description 5
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 4
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 4
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 4
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 4
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 3
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 3
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 3
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 3
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 3
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 3
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 3
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 2
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 2
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 230000005660 hydrophilic surface Effects 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 230000005661 hydrophobic surface Effects 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 231100000647 material safety data sheet Toxicity 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 230000010070 molecular adhesion Effects 0.000 description 1
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 231100000167 toxic agent Toxicity 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000011179 visual inspection Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
- C22B1/14—Agglomerating; Briquetting; Binding; Granulating
- C22B1/24—Binding; Briquetting ; Granulating
- C22B1/242—Binding; Briquetting ; Granulating with binders
- C22B1/243—Binding; Briquetting ; Granulating with binders inorganic
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при производстве агломерата в черной и цветной металлургии, в частности в доменном производстве. Шихта для производства агломерата содержит смесь рудного материала, флюса, коксовой мелочи, концентрата ММС и связующего. В качестве связующего она содержит порошкообразную полимерную добавку Полимер СВ, выполненную в виде смеси натриевых и полиалкиленоксидных производных, при следующем соотношении компонентов, мас.%: рудный материал - 20,0-30,0, флюс - 0-10,0, коксовая мелочь - 2,0-8,0, полимер СВ - 0,1-3,0, концентрат ММС - остальное. Достигается увеличение сил сцепления дисперсных частиц компонентов аглошихты, улучшение комкующих свойств аглошихты, повышение качества агломерата по прочности и восстановимости. 1 ил., 4 табл.
Description
Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при производстве агломерата в черной и цветной металлургии, в частности в доменном производстве.
Известна шихта для производства агломерата, включающая железорудный материал, топливо, флюс и связующее, содержащее органические поверхностно- активные вещества, в качестве которых используют сточные воды фабрик-прачечных в количестве 5-10 мас. % при следующем соотношении остальных ингредиентов, масс. %: флюс 5-10; топливо 5-10; железорудный материал - остальное (а.с. СССР №1770414 A1, С22В 1/244, 1992).
Недостатком данной шихты является высокий расход сточных вод фабрик-прачечных. Поступающая влага совместно с влагой железорудного концентрата мокрого обогащения, флюса и топлива приводит к переувлажнению шихты, а это ведет к ухудшению окомкования, и, как следствие, к снижению производительности агломерационной машины, ухудшению качества агломерата по прочности и по содержанию серы. Недостаток агломерата приходится компенсировать расходованием сырой руды. Уменьшение количества агломерата и ухудшение его качества снижают производительность доменной печи и повышают удельный расход кокса.
Известна шихта для производства агломерата, состоящая из смеси компонентов железорудного материала, топлива, флюса, включающая в качестве связующего органическое вещество катамин, при следующем соотношении компонентов, мас. %: флюс 5-10; топливо 5-10; катамин 0,01-0,03, железорудный материал - остальное (Патент РФ №2255125, кл. С22В 1/244, опубл. 27.06.05).
Недостатком известной аглошихты является относительно высокая крупность ее компонентов, вследствие чего при окомковании незаполненные свободные полости между частицами уменьшают действие молекулярных сил сцепления в увлажненной аглошихте. По этим причинам не удается обеспечить достижение высокого уровня удельной производительности агломерационной установки, качества агломерата по истираемости, восстановимости, содержанию серы и мелочи 5-0 мм.
Наиболее близким аналогом к предлагаемому техническому решению является шихта для производства агломерата, содержащая рудные материалы коксовую мелочь и добавки, в качестве которых используют отходы термопластов при следующих отношениях компонентов, масс. %: отходы термопластов 1-4; коксовая мелочь 5-14; рудные материалы - остальное (А.с. СССР №1435632, кл. С22В 1/16, 1988 г. ).
Недостатком известной шихты является повышенная крупность отходов термопластов, доходящая до 10 мм., что ведет к снижению сил сцепления дисперсных сил частиц компонентов шихты. Кроме того, в местах расположения частиц отходов термопластов развиваются излишне высокие температуры, что ведет к снижению восстановимости и истираемости агломерата. Снижение восстановимости агломерата, повышение содержания серы и мелочи ведут к снижению производительности доменной печи и повышению удельного расхода кокса.
Технической задачей изобретения является увеличение сил сцепления дисперсных частиц компонентов аглошихты, улучшение комкующих свойств аглошихты, повышение качества агломерата по прочности и восстановимости, увеличение удельной производительности агломерационной установки.
Поставленная задача достигается тем, что известная шихта для производства агломерата, состоящая из смеси компонентов рудного материала, коксовой мелочи, концентрата ММС и связующего, согласно изобретению включает в качестве связующего порошкообразную полимерную добавку Полимер СВ, выполненную в виде смеси натриевых и полиалкиленоксидных производных, при следующем соотношении компонентов, масс. %:
рудная составляющая 20,0-30,0; флюс 0-10,0; коксовая мелочь 2,0-8,0; связующее 0,1-3,0; концентрат ММС - остальное.
В заявленной агломерационной шихте связующим компонентом является порошкообразная полимерная добавка Полимер СВ, выполненная в виде смеси натриевых и полиалкиленоксидных производных.
Чтобы проследить влияние полимерной добавки на качество железорудного агломерата и производительность агломерационных машин рассмотрим физико-химические показатели и строение Полимера СВ.
Полимер СВ - малоопасная по воздействию на организм человека продукция (4 класса опасности) по параметрам токсикометрии в соответствии с ГОСТ 12.1.007. Имеет ПАСПОРТ БЕЗОПАСНОСТИ РПБ №59997402 57 27146.
Выпускается в виде водного раствора, либо в виде порошка коричневого цвета. Исходя из хим. состава Полимер СВ подразделяется на категории: 1СВ, 2СВ, 3СВ, 4СВ, 5СВ. Физико-химические показатели Полимера СВ рассмотрим на примере вещества категории 5СВ.
Полимер 5СВ имеет следующие физико-химические показатели:
массовая доля воды, %, не более | 10 |
насыпная плотность, г/ см3, не менее | 400 |
показатели активности водородных ионов (рН) водного раствора с массовой долей вещества 2,5%, не менее | 4,5 |
Полимер 5СВ представляет собой водорастворимые поверхностно-активные вещества (ПАВ), содержащие смесь натриевых и полиалкиленоксидных производных полиметиленнафталинсульфокислот (степень полимеризации от 20-25) с различными полярными и неполярными фунциональными группами.
Полимер 5СВ - очень слаботоксичное вещество, не образует токсичных соединений в воздушной среде и сточных водах.
Молекулы поверхностно активного вещества (ПАВ) ориентируются в поверхностном слое на границе раздела фаз (водный раствор - воздух - частица шихты) таким образом, что полярная группа, обладающая большим сродством к полярной фазе (воде), втягивается в нее, в то время как неполярный радикал выталкивается в неполярную фазу (воздух) (рисунок 1).
1 - горизонтальная ориентация; 2 - вертикальная ориентация; 3 - адсорбция клубка; 4 - адсорбция пачки; 5 - петлеобразное состояние; 6 - ассоциативные группы клубков.
В результате определенной ориентации молекул ПАВ происходит уменьшение свободной поверхностной энергии, за счет образования мономолекулярного адсорбционного слоя, создающий силовое поле для притяжения соседних частиц. В этом случае, гидрофобные частицы, ранее не участвующие в процессе окомкования, при наличии ПАВ в шихте, способны увеличиваться в размерах и служить устойчивыми зародышевыми центрами для мелких частиц, либо располагаться на поверхности уже сформированных гранул из гидрофильных частиц.
Сформированные гранулы будут приобретать прочность в результате образования адгезионных контактов между твердыми частицами. Согласно уравнению Дюпре - Юнга, работа адгезии и смачивания связаны выражением:
где σ - поверхностное натяжение на границе раздела фаз; cosθ - краевой угол смачивания.
Из уравнения (1.1) следует, что, чем меньше угол смачивания, тем прочнее адгезионные контакты и выше прочность сформированных гранул. Прочные гранулы с растворенным в порах ПАВ без значительного разрушения выдерживают нагрузки слоя шихты в зоне переувлажнения из-за того, что поверхность смоченных твердых частиц шихты является шероховатой и имеет различную кривизну.
Молекулы ПАВ, растворенные в воде, под действием избыточного давления передвигаются от выпуклых поверхностей к вогнутым или плоским и заполняют поры, способствуя тем самым проявлению стягивающего усилия между частицами и формированию адгезионных контактов.
Наличие полиалкиленовых оксидных групп в макромолекулах ПАВ улучшает их адгезию по отношению к гидрофильной поверхности частиц железорудного концентрата. Эффективность действия ПАВ по отношению к гидрофобной поверхности кокса повышается с увеличением количества карбоксильных групп в макромолекулах ПАВ. Также наличие в макромолекулах ПАВ несвязанных разнородных функциональных групп обеспечивает их высокую адгезию как по отношению к полярной поверхности рудных частиц, так и по отношению к неполярной поверхности частиц твердого топлива. В связи с этим появляется возможность расположения частиц кокса не в объеме гранулы окомкованной шихты, а на ее поверхности. Иными словами, частицы топлива не закатываются в гранулы железорудных компонентов, а являются свободными. Это интенсифицирует процесс горения топлива и формирования агломерата.
По мнению заявителя заявки, эффективность использования порошкообразной полимерной добавки Полимер СВ в агломерационном процессе определяется следующими факторами:
- улучшение смачивания поверхности рудных и коксовых частиц водным раствором полимера приводит к интенсификации процесса окомкования, снижению доли мелких частиц концентрата и увеличению газопроницаемости столба шихты и интенсификации горения топлива;
- упрочнение гранул шихты за счет полимерной связки приводит к росту их влагостойкости, и они в меньшей степени разрушаются в зоне переувлажнения нижних слоев, также способствуя увеличению газопроницаемости столба шихты и интенсификации горения топлива;
- разделение рудных гранул и частиц кокса способствует ускорению горения топлива и повышению производительности агломерационных машин;
- все выше перечисленные факторы локализуют зону горения кокса, поднимают в ней температуру и способствую спеканию и упрочнению агломерата.
Учитывая ожидаемое положительное действие порошкообразной полимерной добавки Полимера СВ на показатели агломерационного процесса, заявитель решил провести испытания в лабораторных и промышленных условиях.
Сначала провели лабораторные испытания спекания агломерационной шихты с использованием связующего в виде порошкообразной полимерной добавки Полимер СВ и результаты сравнили с базовой технологией.
Показатели лабораторных спеканий и качество агломерата приведены в таблице 1.
Из данных таблицы 1 следует, что в параллельных базовых спеканиях (База №1 и База №2) основные показатели процесса близки между собой. Степень окомкования равна 94,1, а вертикальная скорость спекания 4,09 мм/мин. При указанных параметрах спекания прочность базового агломерата находилась на достаточно высоком уровне и соответствовала действующим техническим условиям: выход класса более 5 мм в стандартном барабане Б+5 мм=72,4, а класса менее 0,5 мм - Б-0,5 мм=8,4.
Добавка к шихте Полимера 3СВ в количестве 1,0 кг/т шихты привела к незначительному росту степени окомкования, которая поднялась с 94,0% в базовом варианте до 95,4%. Это дало возможность увеличить скорость спекания с 4,09 мм/мин. в базовом варианте до 4,56 мм/мин. без существенного снижения прочности агломерата. При этом производительность установки выросла на 10,6% и достигла 0,345 т/м2/час.
Добавку Полимер 5СВ с наибольшей степенью полимеризации испытывали в двух параллельных опытах. Разбег в значениях показателей процесса несколько выше, чем в базовых спеканиях, видимо, из-за сложности распределения малого количества связующего при ручном перемешивании шихты. Однако, значения показателей в обоих параллельных опытах лучше, чем в базовых. Степень окомкования достигла 96,3% и, как минимум, на 2% выше базовой. Вертикальная скорость спекания равна 5,05 мм/мин и выше наибольшего достигнутого значения в базовых спеканиях.
Несмотря на более короткое время нахождения материала в зоне высоких температур из-за увеличенной вертикальной скорости спекания, прочность агломерата в стандартном барабане по выходу класса более 5 мм была равна 72,4 и выше, чем средняя в базовых спеканиях. Причина получения более прочного агломерата заключается в более интенсивном горении топлива в шихте с повышенной газопроницаемостью и, соответственно, с локализацией высокотемпературного поля.
По лабораторным спеканиям шихты были сделаны выводы.
Применение в шихте порошкообразной связующей добавки Полимер СВ благотворно сказывается на ее окомковании. Визуально шихта с порошкообразной полимерной добавкой выглядит более равномерно окомкованной. Степень окомкования по сравнению с базовой выросла для 3СВ - на 1,3%, а для 5СВ - на 3,3%. Вертикальная скорость спекания по сравнению с базовой выросла при добавке Полимер 3СВ на 10,3%, а при добавке Полимер 5СВ - на 12,7% при сохранении высоких показателей прочности агломерата.
Достигнутые показатели использования связующего в виде порошкообразной полимерной добавки Полимер СВ в лабораторных испытаниях доказали эффективность предложенного заявителем технического решения.
Это позволило испытать порошкообразную полимерную добавку Полимер 5СВ в промышленных условиях.
Опытно- промышленные испытания предложенной шихты с использованием порошкообразной полимерной добавки были проведены на Высокогорском горно-обогатительном комбинате (ВГОК) при производстве агломерата для Челябинского МК. Для проведения испытаний по производству железорудного агломерата ОАО «ВГОК» закупил 40 т Полимер 5СВ, характеристика которого была приведена выше. Для подачи 5СВ в шихту был выделен шихтовый бункер емкостью 100 м3, в который была помещена вся партия. Выгрузка добавки из бункера производилась конвейером с шириной ленты 1 м и длинной 2,0 м, привод которого имел регулируемую скорость вращения. Добавка с конвейера из-под бункера пересыпалась на сборный конвейер, загруженный предварительно шихтой. Шихта с добавкой после нескольких пересылок подавалась в смеситель и окомкователи машин.
По данным инструментальных замеров высоты слоя, скорости ленты, выхода агломерата из 1 т шихты и выхода возврата расчетом определяли удельную производительность каждой агломерационной машины.
Расход порошкообразной полимерной добавки определялся по данным инструментальных замеров нагрузки на 1 м конвейера из-под бункера возврата и скорости ленты.
В качестве базового режима принималась работа агломерационной фабрики с непосредственно после перехода на шихту для производства агломерата для ЧМК. После окончания базового периода включили конвейер подачи порошкообразной полимерной добавки. Его скорость рассчитали таким образом, чтобы расход Полимера 5СВ был примерно равен 0,38% в общей массе железорудной части шихты. Этот расход поддерживался весь период испытаний. При изменении нагрузки на агломерационную фабрику постоянный расход добавки поддерживали регулированием скорости конвейера, выдающего ее из бункера. Фактический расход полимера, рассчитанный по данным весового учета шихты и Полимера СВ, оказался близким к заданному и равным 0,38 кг/т шихты.
В первый опытный период высоту слоя на всех машинах поддерживали такой же, как и в базовый период, равной 250 мм.
Во второй опытный период высоту слоя на агломерационных машинах подняли в среднем на 10%. На машинах №1,3 установили высоту слоя 300 мм, а на машине №1 - оставили 250 мм, т.к. изношенность лопаток эксгаустера приводила к очень низкому разрежению в газоходе.
В базовом и обоих опытных периодах (кроме настроечного) регулирование процесса спекания осуществлялось технологическим персоналом, который устанавливал скорость агломерационных машин, влажность шихты и величину нагрузки по визуальному контролю степени прогрева слоя и прочности агломерата, сбрасываемого с паллет.
В таблице 2 приведены усредненные технологические показатели работы всех агломерационных машин и качество товарного агломерата в базовый и опытные периоды, а также усредненные данные по указанным периодам в целом по фабрике.
В таблице 3 представлены теплотехнические параметры всех машин в базовый и опытный периоды.
Приведенные в таблицах 2, 3 данные показывают, что ввод порошкообразного полимерного связующего Полимер 5СВ в железорудную часть шихты в количестве 0,38% позволил существенно улучшить комкуемость шихты. Степень окомкования в среднем по всем работающим машинам (1, 3, 4) поднялась с 60,8% до 71,3%. Однако, эти значения при использовании полимера существенно ниже полученных в лабораторных опытах, где они достигали 96% (см таблицу 1). Основная причина заключается в неоднородности окомкования шихты на разных машинах. Как следует из таблицы 2 на машине №3, где модернизирован узел загрузки шихты на ленту, а в барабане - окомкователе были установлены форсунки для равномерного увлажнения шихты горячей водой, степень окомкования приближалась к лабораторным значениям и была равна 77-83%. В то же время на машинах №№1 и 4, где модернизация не была завершена, процесс окомкования шел значительно хуже, хотя степени окомкования с добавкой все равно оказались выше, чем без нее.
Улучшение процесса окомкования за счет использования порошкообразной полимерной добавки дало возможность увеличить скорость движения ленты при неизменной высоте слоя. В опытном периоде 1 средняя скорость агломерационных машин выросла на 7,8% с 1,28 м/мин. (база) до 1,38 м/мин. Ускорение движения ленты не привело к незавершенности процесса горения топлива, а тепловой уровень в слое несколько вырос. Об этом свидетельствует повышение содержания закиси железа в готовом агломерате с 14,3% (база) до 15,9% (опытный 1) и прочности агломерата в барабане с 60,0% (база) до 67,8% (опытный 1) при неизменном выходе возврата на уровне 27,4%.
Увеличение скорости движения ленты без изменения количества возврата естественно привело к росту расчетной удельной производительности агломерационных машин №1 и №3 не менее, чем на 30%. На машине №4 из-за существенной неравномерности загрузки шихты технологический персонал не имел возможности увеличить скорость ленты, т.к. в области, где высота слоя превышала среднюю, формировалась область непропеченной шихты. Поэтому удельная производительность машины №4 оказалась ниже базовой. Несмотря на это средняя производительность фабрики поднялась приблизительно на 20% и достигла 1,013 т/м2×час при базовой 0,837 т/м2×час (см. таблицу 2).
Расчетные значения прироста производительности, полученные на основе разовых инструментальных замеров, подтверждаются данными, приведенными в таблице 3. За 1 час работы всех машин в базовом периоде производилось в среднем 131 т/час готового агломерата (0,583 т/м2×час), а в опытном периоде 1 без учета времени простоя из-за отсутствия электроэнергии - 167 т/час (0,741 т/м2×час). Значения удельной производительности машин, определенные по фактически произведенному агломерату, ниже, чем по инструментальным замерам. Это объясняется тем, что при учете времени для производства определенной партии агломерата не вычитается время кратковременных остановок, связанных с техническими причинами.
Во втором опытном периоде на машинах №3 и №4 высоту слоя подняли с 250 мм до 285 мм и 293 мм соответственно. Для этих машин разрежение в коллекторе было равно 767,5 мм вод. ст.и 809,2 мм вод. ст. (см. таблицу 3). Этих величин оказалось достаточно для нормального спекания с практически полным сгоранием кокса. О высоком тепловом уровне в высоком слое свидетельствуют ряд факторов:
- температура отходящих газов оказалась выше, чем в базовом режиме, и превысила 100°С; следовательно, в нижних слоях топливо сгорело и спекание агломерата завершилось в полном объеме;
- содержание закиси железа в готовом агломерате поднялось с 14,3% (база) до 17,8% (опытный 2).
На машине №1 разрежение в коллекторе не поднималось выше 600 мм вод. ст. Поэтому заявитель не увеличивал высоту слоя, опасаясь, что кокс шихты, непосредственно прилегающей к колосникам, не сгорит и резко увеличится количество возврата и соответствующий конвейер не справится с нагрузкой.
Несмотря на то, что на машине №1 высота слоя оставалась такой же, как и в базовом периоде, средняя высота слоя по фабрике в опытном периоде 2 поднялась на 8% с 256 мм до 276 мм. При этом скорость движения лент на машинах №3 и №4 снизилась менее, чем на 6%.
Увеличение времени и интенсивности тепловой обработки слоя повышенной высоты естественно отразилось на качестве агломерата. Прочность товарной продукции поднялась, как по сравнению с базовым периодом (на 7,8%), так и с опытным периодом 1 (на 1,6%), достигнув величины 67,8%. При этом доля возврата сократилась с 27,4% (периоды базовый и опытный 1) до 21,5%.
Снижение выхода возврата в опытном периоде 2 обеспечило рост средней удельной производительности всех машин, определенной по инструментальным разовым замерам на 18%. Даже более высокий рост производительности рассчитан по объему выпуска агломерата за время опытного периода 2 (см. таблицу 3). В этом случае рост производительности достигал 30%.
Таким образом, заявитель установил, что наиболее эффективно порошкообразная полимерная связующая добавка Полимер СВ действует в случае спекания в повышенном слое. Это объясняется тем, что за счет повышения газопроницаемости хорошо окомкованной шихты, которая не размокает в зоне переувлажнения, удается полностью сжечь кокс в повышенном слое и увеличить время его тепловой обработки шихты за счет локализации зоны горения и сокращения тепловых потерь в окружающую среду. В результате повышается прочность агломерата и увеличивается выход годной товарной продукции при сокращении количества возврата.
Помимо выпуска дополнительной продукции при использовании порошкообразной полимерной добавки сокращаются энергетические затраты с ростом производительности машин. В таблице 3 приведены удельные расходы природного газа и кокса, рассчитанные, как по экспериментальным замерам, так и по данным стационарных КИП.
Удельный расход природного газа снизился в обоих опытных периодах по сравнению с базовым периодом в среднем на 17% за счет того, что при росте производительности машин в опытных периодах условия зажигания слоя существенно не меняются и абсолютный расход природного газа остается одинаковым во всех периодах.
Доля кокса в шихте опытных периодов незначительно поднялась по сравнению с базовым периодом на 2-4% (относительных). Это сделано для гарантированного достижения требуемой прочности агломерата при росте производительности.
Проведенные опытно - промышленные испытания позволили установить улучшение следующих показателей за счет ввода в шихту порошкообразной полимерной связующей добавки Полимер 5СВ:
- рост производительности агломерационных машин не менее, чем на 18%;
- снижение расхода природного газа не менее, чем на 12%;
- снижение расхода электроэнергии не менее, чем на 10%;
- снижение расхода кокса не менее, чем на 10%;
Для обоснования преимуществ заявляемой шихты для производства агломерата в сравнении с шихтой - прототипом, заявитель провел отдельные опытные испытания. Результаты испытаний приведены в таблице №4.
Результаты спекания агломерата, полученного при различном количественном содержании связующего компонента показали, что заявляемая шихта (составы 5,6,7, табл. 4) с использованием связующего, выполненного в виде порошкообразного Полимер СВ имела наилучшие показатели в сравнении с шихтой- прототипом по качеству агломерата и прочностным показателям.
Состав шихты был следующим, мас. %: рудная составляющая 20,0-30,0, флюс 0-10, связующее 0,1-3,0, концентрат ММС - остальное.
Указанные пределы значений компонентов шихты по достигнутым опытно-экспериментальным и промышленным испытаниям, по мнению заявителя, являются наиболее оптимальными.
Пределы содержания рудной составляющей шихты (20,0-30,0) обусловлены удельной производительностью машин. Увеличение содержания (более 30,0%) приводит к снижению качества агломерата из-за снижения газопроницаемости шихты и снижения скорости спекания агломерата. Снижение содержания рудной составляющей (менее 20,0%) ведет к снижению качества агломерата по истираемости, восстановимости и содержанию мелочи 5-0 мм.
Пределы содержания в шихте флюса (0-10,0) обусловлены прочностными характеристиками агломерата. Увеличение содержания (более 10,0%) флюса приводит к снижению прочностных свойств агломерата.
Пределы содержания связующей добавки в виде порошкообразного Полимер СВ (0,1-3,0) обусловлены повышением газопроницаемости окомкованной шихты, при этом удается полностью сжечь кокс в повышенном слое и увеличить время его тепловой обработки шихты за счет локализации зоны горения и сокращения тепловых потерь в окружающую среду. В результате повышается прочность агломерата и увеличивается выход годной товарной продукции при сокращении количества возврата.
Проведенные опытно-промышленные испытания позволили установить улучшение следующих показателей за счет ввода в шихту полимерной связующей добавки Полимер 5СВ:
- рост производительности агломерационных машин не менее, чем на 18%;
- снижение расхода природного газа не менее, чем на 12%;
- снижение расхода электроэнергии не менее, чем на 10%;
- снижение расхода кокса не менее, чем на 10%;
Таким образом, предложенное техническое решение соответствует критерию " новизна".
Анализ патентов и научно-технической информации не выявил использования новых существенных признаков, используемых в предлагаемом изобретении, по функциональному назначению. Следовательно, предлагаемое изобретение соответствует критерию «изобретательский уровень».
Предлагаемый вариант шихты для агломерата был опробован на ОАО " Высокогорский горно-обогатительный комбинат", что подтверждает промышленную применимость изобретения.
Claims (2)
- Шихта для производства агломерата, содержащая смесь рудного материала, флюса, коксовой мелочи, концентрата ММС и связующего, отличающаяся тем, что она содержит в качестве связующего порошкообразную полимерную добавку Полимер СВ, выполненную в виде смеси натриевых и полиалкиленоксидных производных, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
-
Рудный материал 20,0-30,0 Флюс 0-10,0 Коксовая мелочь 2,0-8,0 Полимер СВ 0,1-3,0 Концентрат ММС остальное
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018100954A RU2683398C1 (ru) | 2018-01-10 | 2018-01-10 | Шихта для производства агломерата |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018100954A RU2683398C1 (ru) | 2018-01-10 | 2018-01-10 | Шихта для производства агломерата |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2683398C1 true RU2683398C1 (ru) | 2019-03-28 |
Family
ID=66089631
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018100954A RU2683398C1 (ru) | 2018-01-10 | 2018-01-10 | Шихта для производства агломерата |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2683398C1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1195468A (en) * | 1968-02-16 | 1970-06-17 | Blocked Iron Corp | Improvements in or relating to Ore Agglomerates |
SU662021A3 (ru) * | 1975-11-20 | 1979-05-05 | Акцо Н.В. (Фирма) | Шихта дл производства агломерата или окатышей |
SU810839A1 (ru) * | 1979-03-26 | 1981-03-07 | Московский Ордена Трудового Красногознамени Институт Стали И Сплавов | Шихта дл производства агломератаи ОКАТышЕй |
SU1435632A1 (ru) * | 1986-09-10 | 1988-11-07 | Украинский Научно-Исследовательский Институт Специальных Сталей,Сплавов И Ферросплавов | Шихта дл производства агломерата |
RU2281976C2 (ru) * | 2003-05-19 | 2006-08-20 | ОАО "Высокогорский ГОК" | Шихта для производства агломерата |
-
2018
- 2018-01-10 RU RU2018100954A patent/RU2683398C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1195468A (en) * | 1968-02-16 | 1970-06-17 | Blocked Iron Corp | Improvements in or relating to Ore Agglomerates |
SU662021A3 (ru) * | 1975-11-20 | 1979-05-05 | Акцо Н.В. (Фирма) | Шихта дл производства агломерата или окатышей |
SU810839A1 (ru) * | 1979-03-26 | 1981-03-07 | Московский Ордена Трудового Красногознамени Институт Стали И Сплавов | Шихта дл производства агломератаи ОКАТышЕй |
SU1435632A1 (ru) * | 1986-09-10 | 1988-11-07 | Украинский Научно-Исследовательский Институт Специальных Сталей,Сплавов И Ферросплавов | Шихта дл производства агломерата |
RU2281976C2 (ru) * | 2003-05-19 | 2006-08-20 | ОАО "Высокогорский ГОК" | Шихта для производства агломерата |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
БЕЛЕНКО Е.В. и др. Теоретические основы механизма формирования качества сырых окатышей с полимерными добавками в составе комплексного связующего, Сталь, 2005, N2, сс. 15-17. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US2750273A (en) | Method of heat hardening iron ore pellets containing fuel | |
CN101310033B (zh) | 烧结矿的制造方法 | |
CN102719264A (zh) | 一种高反应性焦炭及其生产方法 | |
CN102102147B (zh) | 链篦机回转窑生产镁质球团工艺 | |
DE60113816T2 (de) | Verfahren zur sinterung und sinterbettzusammensetzung | |
ZA200606413B (en) | Method for the production of a raw sintering mixture | |
JP6421666B2 (ja) | 焼結鉱の製造方法 | |
JP2007169780A (ja) | 焼結鉱の製造方法 | |
RU2683398C1 (ru) | Шихта для производства агломерата | |
CN102127635A (zh) | 一种硫化金矿流态化焙烧方法 | |
US3400465A (en) | Permeable bed drying process | |
EP0203854A2 (en) | An improved process for agglomerating ore concentrate utilizing emulsions of polymer binders or dry polymer binders | |
CN102230079A (zh) | 链篦机回转窑生产镁质球团工艺 | |
CN101643842A (zh) | 强化直接用硫酸渣制取氧化球团的方法 | |
CN103468943A (zh) | 铬粉矿冷压球团生产工艺 | |
CA1150515A (en) | Process and apparatus for deoiling and agglomerating oil-bearing mill scale | |
WO2017194841A1 (en) | Binder composition and a sintering process | |
KR101492783B1 (ko) | 페로크롬의 제조 방법 | |
NO159968B (no) | Installasjonssystem med skjoetekontakt. | |
KR101541669B1 (ko) | 페로크롬의 제조를 위한 야금 조성물 | |
JP2015199978A (ja) | 還元鉄を用いた高炉操業方法 | |
EA031479B1 (ru) | Способ получения кокса | |
JP2015209570A (ja) | 還元鉄の製造方法 | |
CN205740375U (zh) | 电石的制备系统 | |
US3257195A (en) | Sintering process |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200111 |