SU737486A1 - Способ термической обработки шихтовых материалов - Google Patents

Description

Изобретение касаетс  подготовки сырь  к металлургическому переделу и может быть использовано при производстве агломерата, окатышей и свезкеобожженной извести на машинах конвейерного и кольцевого типа на предпри ти х черной и цветной металлургии. Известен способ совершенствовани  технологического процесса производства агломерата путем использовани  извести и крупнодисперсных активнь1х заменителей коксовой мелочи . Недостатком такого способа, наоравле ного только на интшсификацгоо аглом а- иии,  вл етс  одностороннее решение задачи совершенствовани  технологического процесса. Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  способ термической обработки шихты (агломерации руд и концентратов) путем просась(вани  воздуха через слой шихты на машинах конвейерного типа, включающий предварительный нагрев аглошихты ( зажигательным горном) путем просасывани  через слой нагретых до 90010ОО С газов, содержащих минимал1- . ное количество СО/ ( л 1 и паров воды и обеспечивающих подогрев сло  колосниковой решетки до 400-6ОО С и 8009ОО С в егр верхних горизсжтах:. Нагретые газы получаютс  путем сжигани  или конверсии природного газа Г2 . Недостатками такого способа  вл51ютс  чергезвычайно высока  температура отход щих газов, что значительно снижает тепловой КЦЦ процесса и создает т желые услови  работы дл  texHOJiorH4eci« ro оборудовани , в особенности паллет, вокуумкамер и эксгаустеров нерационалыное использование полезной площади агломашины; большие затраты на строительство рпециального оборудовани  дл  конверсии, сжигани  И нагревл восстановительных газов; разрушение гранул окомкованной шихты в процессе ее высокотемпературного подогрева и снижение газопроницаемости сло  трудность в непользовании высокоактивньос видов твердого топлива, так как даже незначительное содержание в газе СО и сх гррвождаетс  протеканием экзотермических реакций газификации топлива} зна-5 чительное снижение реакционной способности твердого топлива после его прокалки в нейтральной атмосфере, св занное с деструкцией и разупор дочением его структуры . МО

Целью изобретени   вл етс  интенсификаци  аглопроцесса, эффективное использование твердого топлива.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в шихту ввод т топливо с реакцион- 15 ной способностью 1-3 и 8-10 мл/гс в соотношении 1:( 1-0,6) и осуществл ют нагрев с просасыванием поздуха путем

сжигани  высокореакционного топлива,

а при достижении зоны горени  нижнего 20

..,-горизонта сло  шихты производ т спекание в дутьевом режиме, причем отноше ние скоростей воздуха в вакуумном и дутьевом режимах составл ет (1,31 .6) :1.25

Сущность предлагаемого изобретени  заключаетс  в совмещении в пределах в пределах одного агрегата реверсивного режима спекани  щихты, включающего две последовательные стадии процесса, 30

перва , занимающа  65-7S o полезной площади мащины, предназначена дл  термической обработки шихты теплом от сгорани  мелкозернистых высокоактивных заменителей коксовой мелочи35 путем просасывайи  воздуха через слой; втора , составл юща  25-35% полезной площади машины, предназначена дл  расплавлени  щихты теплом сгорани  крупных классов остаточного шлакореакционного 40 топлива.

Реализаци  этой стадии процесса осуществл етс  за счёт реверса, пёдачй воздуха под давлением снизу в момент, ког да зона горени  начальной стадии дости- Гает колосниковой решетки. При этом зона горени  остаточного yrnepsSSTTotiлива соверщает повторное перемещение в обратном направлении - снизу вверх.

Одной из отличных особенностей изобретени  по сравнению с технологическим решением, прин тым за прототип,  вл етс  высокотемпературный шихты перед спеканием за счет рационального сжигани  твердого топлива, реализуемого . использованием его видов и соотношением в шихте Низкореакционного и высокоактивного топлива, равным 1:(1-6,б).

737486

Ограничение реакционной способности топлива определ етс  теми функци ми, которые оно должно выполн ть на каждой стадии процесса. Так, активные виды топлива , буроугольный полукокс и р д других , обладающих реакционной способностью от 8 до 40 мл/г, с используютс  дл  реализации первой стадии процесса, а именно удалени  свободной и гидратной влаги, частичного или полного разложени  карбонатов прогрева шихты и протекани  твердофазных реакций.

Плавление шихты осуществл етс  на второй стадии процесса за счет горени  низкореакционных видов топлива (коксик , антрацитовый штыб, тошие угли и некоторые другие ископаемые виды твердого топлива), обладающих реакционной способностью от 1 до 3 мл/г-с .

Соотношение между содержанием в шихте активных и низкореакционных видов топлива определ етс  степенью завершенности физико-химических превращений . Так, буроугольный полукокс, реакционна  способность которого измен етс  в широких пределах в зависимости от режима коксовани , а теплотворна  способность почти вдвое ниже теплотворной спосоности коксовой мелочи и антрацита, долже вводитьс  имеете с низкореакционным топливом в соотношении 1:1. В противном случае эндотермические реакции на первой стадии процесса окажутс  незавершенными .

При использовании кокса из углей мерки СС или газовых углей, реакционна , теплотворна  способность которых незначительно отличаетс  от теплотворных способностей коксовой мелочи, соот- ношение между последней и указанными видами топлива составл ет 1:0,6. Увеличение содержани  активных видов топлива в этом случае приводит к значительному развитию процессов плавлени  на первой стадии, J4TO  вл етс ; нежелательным  влением с точки зрени  ухудшени  газогфоницаемости сло .

Следует отметить, что экспериментально установленное соотношет1ие между со держанием активных и низкореакционньк составл ющих видов топлива мОжет быть получено и при использовании низкореакционного топлива путем регулировани  содержани  в нем тонких классов менее О,5 мм.

Высокоактивные виды твердого топлива содержат до 8О,0% класса KieHee 0,5 мм Процесс термической обработки цихты на первой стадии может быть значительно усилен путем накатывани  этих классов на поверхность гранул шихт. Таким образом, пбсредством несложных технологических приемов: рационального выбора реакционной способности топ лива, изменени  соотношени  его фракционного состава, накатывани  тонких клас сов на поверхность гранул шихты, может быть достигнута высока  скорость процесса прогрева и спекани  шихты. Дл  реализации способа целесообразно поддержать температуру зажигани  шихты в интервале 800-10ОО°С против 120013ОО С дл  традиционной вакуумной аг ломерации. Физический смысл данного обстойтельства заключаетс  в необходимос ти зажигани  только активных составл ющ топлива, температура воспламенени  которых на 2ОО-400 С ниже температуры воспламенени  низкореакци(жньгх видов топлив например коксовой ivit;jio4H,nAM антрацита. Таким образом, дифференцированное зажигание топлива позвол ет акцентировать процесс .протекани  эндотермических реакций на первой стадии за счет сгоран активных составл ющих топлива, а также исключить или значитепьно ослабить выгорание крупнодисперсных низкореакдионных видов топлива и тем самым более полно завершить процесс образовани  жидкого расплава на заклкзчительной стадии. Снижение температуры зажигани  может быть достигнуто двум  пут ми: снижением расхода газообразного топлива или увеличением коэффициента избытка воздуха. Второе направление более предпочтительно , поскольку позвол ет повьгсит содержание кислорода в горновых газах и вести процесс уже под зажигательным горном. Это обсто тельство нар ду с исключением прокалки топлива также вь годно отличает предлагаемое изобретение от известного решени . К отличительной особенности изобретени  относитс  соотношение между скоростью просасывани  и .фильтрации в дутьевом режиме на первой и второй стади х процесса, равное (1,3-1,6): соответственно. Увеличение скорости просасывани  воздуха на предварительном этапе процесса вызвано р дом факторов: интенсификаци  процесса и отхлаждение зоны горени  активных видов твердого топлива поступлением избыточного количества просасываемого через слой воздуха. Максимальна  температура в зоне горени  твердого топлива на этой стадии не должна превышать 700-830°с, поскольку температура воспламенени  коксовой мелочи и антрацита класса О,53 ,0 мм составл ет 700 и 800 ветственно, Нижний предел соотношени  скоростей фильтрации воздуха относитс  к топливу, реакционна  способность которого находитс  в пределах от 8 до 40 мл/г-с и определ етс  низкой температурной способностью топлива. Уменьшение соответстви  приводит к повышению температуры зоны горени  и воспламенению низкореакционных видов топлива. Верхний предел соотношени  относитс  к топливу, реакционна  способность которого незначительно отливаетс  от реакционной способности коксовой мелочи. Эти виды топлив.а обладают высокой теплотворной способностью и требуют дл  поддержани  зоны горени  на необходимом температурном уровне значительно большего избытка воздуха, чем высокоактивные . Отклонение соотношени  приводит либо к воспламенению низкореакционных видов топлива, либо к переохлаждению зоны горени  и неполному протеканию эндотермических реакций. Низка  скорость фильтрации воздуха в дутьевом режиме обеспечивает высокий температурно-тепловой уровень процесса, полноту сгорани  крупнозернистых низкореакционных видов топлива и образование значительного количества расплава. Реализаци  изобретени  на машинах конверторного типа может быть осуществлена путем отключени  4-6 последних вакуум-камер от эксгаустера и подачи в них воздуха под давлением, создаваемым выносным вентил тором. При этом расход воздуха на стадий вакуумной агломерации увеличиваетс  на 30-40-о. На первой стадии вакуумной агломераии образуетс  значительное количество асплава в нижних горизонтах сло  вследтвие регенерации тепла от вышележащих лоев и повышени  температуры зоны орени  до 1ОО-1100 С. Последнее обто тельство  вл етс  ОД11ИМ из необхоимых условий воспламенени  пизкороак- 773 |тивного топлива при подаче воздуха снизу без дополнительного зажигани . Собственна  теплота нижних горизонтов сло   вшетс  как бы дополнительным горном, обеспечивающим зажигание нижележащих слоев и перемещение зоны Горени  снизу вверх. При этом увеличиваетс  температура и врем  пребывани  шихты в зоне высоких температур в BepxHioc гх риаонтах , что способствует увепичению выхода годного и качества агломерата. Пример 1 . Спекание провод т .в аГлочаше площадью сечени  0,1 м. Состав аглошихты приведен в табл. 1, Таблица 1

Эффективность спекани  .аглошнхты в вакуум-дутьевом режиме

Таблица 2 6 8 Продолжение табл. 1 Всего 10 О, О О Спекание провод т по вариат там. В первом варианте технологи  не отличаетс  от обычной. Во втором случае подогрета  в муфельной печи до 7ОО С аглошихта загружаетс , в аглочашу, затем производитс  зажигание. В этом случае агломераци  шихты осуществл етс  по методике, описанной в прототипе. В третьем варианте спекание ведут в вакуумном , а затем в дутьевом реверсивном режиме. Полученные результаты приведены в табл. 2.

Claims (2)

1. BbicoTa спекаемого сло , мм Основность шихты, СаО/ Температура щихты перед спеканием, С Крупность коксовой мелочи, мм Крупность буроугольного полукокса, мм Крувиость антрацита, мм , Раскоп коксовой мелочи, % Расков, буроугольного полукокса, % Расход антра|Цита, % Экономи  коксовой мелочи, % Температура зажигани , С Скорость спекани , мм/мин на первой стадии . . на заключительной стадии Температура отход щих газов в колаекторе, средневзвещенна  в течение Первых трех минут 300ЗООЗОО 1,551,551,55 207002О З-ОЗ-О--О ,5-0 .. -5-О,5 6,03,О--3 ,0 -.-3,0 О50,01ОО,0 125О125О1000 23,020,2- , . --27,5 --64,2 25О780200 5548055 Пример 2 . Термообработку вестн ка провод т в аглочаше плочцадь сечени  0,1 м. Обжигу подвергают из вестн к Еленовского месторождени  крупностью 12-3 мм. Увлажнение, см вание шихты провод т в услови х, бл ких к производственным. Термообрабо ведут по двум вариантам. В первом ва рианте технологи  обжига производитс по сушествующей технологии, во-второ в вакуум-дутьевом режиме. Полученны результаты экспериментов приведены табл. 3. Таблица Эффективность термообработки известн ка в вакуум-дутьевом режиме Крупность коксовой 0,5-0 мелочи, мм 5-0 Крупность антраци7-0 ,5 та, ммРасход коксовой мелочи, %10,0 Расход антрацита, % Экономи  коксовой мелочи, %О Максимальна  температура в слое, С 1400 на первой стадии на заключительной стадииСтепень обжига, % 72,0 Содержание (СаО + MgO), , % 53,0 87,0 Продолжение табл. 3 Варианты обжига Показатели процесса термообработки Удельна  производительность по CaOgg , т/МЧ0,7 Остаточный углерод, %2,7 Анализ приведенных данных нагл дно демонстрирует преимущество данного способа. Так , при спеканииаглошихты в вакуум-дутьевоК режиме производительность установки возрастает на 8,0-с, выход годного .увеличиваетс  на 18,0% по сравнению с обычной технологией и на .10,0v по с|равнению с прототипом, барабанна  проба агломерата снижаетс  на 3,5 %/а6с/, полность р выведено из аглошихты дефицитное топливо. Остаточное сод жание углерода снижаетс  до 0,2%. Существенно снижаетс  температура отход ших из спекаемого сло  газов, что благопри тно вли ет на работу технологического оборудовани . Ведение процесса термообработки известн ка в вакуум-Дутьевом режиме позвол ет увеличить удельную производительность установки на 57,0%, снизить содержание остаточного углерода с 2,7 до 0,4 %, улучшить степень обжига. известн ка на 19,0%, подн ть содержание (CaO+MgO)p на 44,О%. При этом удалось вывести 50,0% дефицитного топлива из шихты. , Таким образом, основные показагепй процесса как при производстве агломерата , гак и обожженной извести значительно превосход т показатели, полученные при ::., обычном вакуумном режиме и режиме агломерации по прототипу. Ожидаемый экономический эффект от внедрени  разработанной технологии в расчете на агпофабрику производительностью 60О0271 т алгомерата в год дл  условий работы завода Запорожстал составл ет 2617 тью, руб. Формула изобретени  Способ термической обработки шихтовых материалов на конвейерной маигине. вк,лючающий нагрев шихты до 8ОО10ОО°С , зажигание топли и последующее спекание, отличаюшийс   тем, что, с целью интенсификации процесса спекани , повышени  эффектив 6 ности использовани  твердого топлива, в шихту ввод т топливо с реакционной способностью 1-3 и 8-40 мл/гс в соотношении 1:(1-0,6) и ведут ее нагрев путем сжигани  высокореакционного топлива с просасыванием возду::а через слои, а при достижении зоны горени  нижнего горизонта сло  шихты производ т спекание в дутьевом режиме с подачей воздуха снизу, при этом отношение скоростей воздуха в вакуумном и дутьевом режимах составл ет (1,3-1,6):. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 2443506, кл. С 22 В 1/16, 1966.
2. 2.Патент ФРГ № 2414968, кл, С 22 В 1/20, 1975.