SU810839A1 - Шихта дл производства агломератаи ОКАТышЕй - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к подготовке мелкозернистых материалов и предназначено преимущественно дл  использовани  в черной металлургии.

Известна шихта, содержаща  органические св зующие вещества, улучшающие качество ее подготовки и газопроницае.мость опекаемого сло  1.

Сущность известного технического решени  заключаетс  в том, что с целью повышени  газопроницаемости шихты в каifecTBe увлажн ющей добавки (частична  или полна  замена воды) используют т желые остатки разгонки мазута. 1астична  или полна  замена воды.органическими добавками увеличивает производительность барабанных окомкователей и снижает выход мелочи из агломерационного спека.

Основным недостатком известной шихты  вл етс  то, что проис.ходит возгонка органических смол в процессе спекани  в зонах сушки и интенсивного нагрева и их конденсации на стенках газовоздушных трактов и лопатках ротора эксгаустера, что привести к разбалансу ротора и выходу его из стро .

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению  вл етс  шихта дл  производства агломерата и окатышей , включаюпса  железорудный концентрат , топлпво, флюс и органическое св зующее , в качестве св зующего она содержит сульфитно-спиртовую барду, со следующим соотношением ингредиентов, вес. %;

Твердое топливо5-10

Флюс10-14

Сульфитно-спиртова  барда3-7

Железорудный концентрат Остальное Увлажнение шихты водным раствором

сульфитно-спиртовой барды улучшает комкуемость шихты, так как частицы крупностью 0,2-1 мм окомковываютс . В результате чего газопроницаемость увеличиваетс  в 5-10 раз. Упрочнение гранул обусловлено высокой адгезионной способностью сульфитно-спиртовой барды. При смепгнвании н окомковании шихты с нспользованнсм водного раствора сульфитноспиртовой барды она хорошо адсорбируетс  па поверхности частиц шихты и равномерно распредел етс  по всей массе материала . Наличие в ней активных групп (СООН, ОН, СО) способствует протеканию процесса полимеризации с нолучением длиниых цепочек молекул в объеме гранул и их упрочнению.

Недостатками известного технического решенн   вл ютс :

1. Низка  водоустойчивость сульфитноспиртовой барды вследствие пеограннченпои растворимости ее в воде, что приводит к се растворению в зоне переувлажнени  и разрушению гранул.

2.Дороговизна и дефицитность, что вызывает повышение себестоимости готового продукта.

3.Повышенное содержание серы в сульфитно-спиртовой барде (до 5-6%) приводит к переходу ее в готовы продукт, тем самым ухудшает его качество.

Цель изобретени  - интенсификаци  агломерациониого процесса за счет приме 1епи  педефннитпого и эффективного органического св зуюц его.

Поставленна  цель достигаетс  TC.VI, что шихта в качестве органического св зующего содержит активиый ил коксохимического производства при следующем соотношении ингредиентов, вес. %:

Твердое топливо-5-10

Флюс10-14

Активный ил коксохимического нроизводства0,3-0,6

Железорудный концентрат Остальное

Известно, что нрочность гранул обеспечиваетс  действием капилл рных и коллоидных сил, в свою очередь завис щих от свойств шихтового материала и специальных добавок, позвол ющих усилить коллоидное взаимодействие в дисперсной систсме .

Преимущество данного св зующего перед известными заключаетс  в высокой эффективности его действи  как на нрочность образующихс  гранул, так н иа скорость смачивани  шихтовых материалов.

Как показали результаты исследований, коллоидный раствор активного ила, обладает высокой поверхностной и адсорбционной активностью, т. е. способностью образовывать поверхностные адсорбцнонные слои н вследствие этого снижать поверхностное нат женне коллоидного раствора, тем самым улучщить условие с.мачивапи .

С другой стороны, несмотр  на уменьшение поверхностного нат жени , увеличение концентрации активного ила приводит к непрерывному росту сил сцеплени  разрозненных частичек мелкозернистого материала и образованию прочных гранул. Так добавка активного ила к воде в количестве 100-200 г/л увеличивает нрочность железорудных брнкетов по сравнению с водой более чем в три раза.

Активный ил представл ет собой мельчайшне частички коллоидных фракций, которые обладают большой удельной новерхностью . Попада  на поверхность агломерационной шихты коллоидные частички активного ила увеличивают общую удельную поверхность агломерационной щихты, тем самым уменьша  толщину плепки жидкости на поверхности частичек шихты. Уметн шенне толщнны пленки приводит к повышеиию сил сцеплени  между отдельными

частичками шихты и следователыю к увеличению механической прочности сфор.мулированных гранул.

Кроме того, коллоидные частицы активного ила интенсивно адсорбируютс  на поверхности твердой фазы, повыша  ее гндрофильность и скорость смачивани  ко.мпонентов шихты. Ускорение смачивани , вызванное снижением новерхностного нат жени  жидкости, про вл етс  особенно отчетливо дл  гидрофобных пористых тел, таких как кокс, поскольку врем  иропиткн значительно сокращаетс  по сравнению с нейтральными и ииактнвными увлажн ющими добавками. Так при окомковании коксовой мелочи растворо.м активного ила (концентраци  100 г/л) содержание фракции 0,5 мм в окомкованном продукте снизилось с 36 до 1,5 абс. %, тогда как нрн увлажнении технической водой это сииженне составило только 5 абс. °о.

Увлажиение и окомкование тонкозерннстых шихт коллоидны.м раствором активного ила представл ет собой нроцссс образовани  двойного молекул рного сло  на поверхности твердой фазы. Установлено, что вблизи линии смачивани  существует очень тонкий поверхностный слой. Течение основной массы жидкости, сопровождающеес  изменением краевого угла, образует вторичиый - более толстый слой.

Коллоидные частипы активного ила постепенно адсорбируютс  на новерхности твердого тела, при этом их концентраци  в первичном слое уменьщаетс  быстрее, чем во вторнчном, вследствие его меньшей толщииы н непосредственного расноложени  на поверхности, что вызывает более быстрый рост новерхностного нат жени  первичного сло . Возникающа  разность сил поверхностного нат жени  раствора обеспечивает растекание вторичного сло , повышение смачиваемости н скорости окомковани  шихты. В свою очередь увеличение поверхностного нат жени  раствора на границе с твердой фазой способствует новы .щению работы адгезии н прочности образуюп1ихс  грапул.

Концентраци  активного ила в воде онределена опытным путем и составл ет 0,3-0,6% от веса щихты нлн 100-200 г/л. Нижний предел обусловлен резким улучшением технико-экономических ноказателей окомковани  и спекани  агломерационной шихты. Верхний предел ограничен техническими требовани ми, обусловленными осаждением активного ила н спижепием пропускной способности трубонроводов и форсунок.

Наибольщий эффект от увлажнени  нлихты коллоидными растворами активного ила достигаетс  при использовании в рудной части 100% концентрата, основности 1,2-1,9, т. е. содер/кании известн ка в пределах 10-15%. Дальнейшее увеличение

содержани  флюса нивелирует св зующие свойства раствора. Расход топлива за счет улучшени  комкуемости шихты может быть увеличен до 10%, что позволит получить частично металлизированный агломерат.

Элементарный состав ила в % к абсолютно сухому безводному веществу:

С 56,7; Н5,6; N 5,6; 6 32,1.

Функцнональньтй состав, мгэкв/г акт. ила:

СООН 1,84

ОН 3,24

СО 3,02

ОСНз 0,23

Технический состав, %: V 52,8: А 28,3; W° 3,1.

Пример. Дл  получени  шихты были подготовлены четыре смеси ингредиентов, содержащие кажда , вес. %: флюс в виде известн ка 10, твердое топливо в виде коксовой мелочи 5 и отличающиес  друг от друга содержанием активного ила, равным в каждой смеси последовательно, вес. %: 0,15, 0,30, 0,50, 0,60, а также содержанием железорудного концентрата, составл ющим дополнительную (до 100%) часть в каждой смеси. Шихту окомковывали в барабанном смесителе диаметром 500 мм и длиной 1200 мм в течение 1,5 мин.

Кажда  смесь спекалась отдельно. Спекание проводили в агломерационной чаше диаметром 200 и высотой 400 мм.

Дл  сравнени  были подготовлены две смеси: одна с сульфитно-спиртовой бардой, друга  без активного ила.

Сравнительные данные приведены в таблице.

Анализ полученных данных показывает,

что при использовании сульфитно-спиртовой барды по сравнению с водой улучшаютс  все показатели процесса спекани . Удельна  производительность и прочность агломерата выросли на 26 и 15,9% соответственно .

Однако при увлажнении шихты растворо .м активного ила, содержание которого в шихте составл ло 0,3% (т. е. на пор док ниже, чем расход сульфитно-спиртовой барды ) получены идентичные показатели. При увеличении содержани  активного ила в

шихте до 0,5 н 0,6% удельна  производительность по сравнению с прототипом возросла на 7,5 и 13,7% соответственно при неизменном качестве агломерата.

Улучшение показателей процесса нар ДУ с высокой поверхностной и смачивающей активностью водных растворов активного ила обусловлено высокой водостойкостью в зонах конденсации и переувлажнени . Визуальный осмотр шихты при прерванных

спекани х показал, что гранулы в зоне переувлажнени  не разрушаютс  и имеют ту же прочность, что в зоне исходной щихты. Значительный выход активного ила св зан со все возрастающим промышленным

внедрением очистки сточных вод коксохимического производств биохимическими методами . Больша  часть активного ила (60-70%) вместе с условно очищенной водой поступает на тушение кокса или гранул цию шлака, при этом безвозвратно тер етс  углеводородсодержащее вещество, обладающее высокими св зующими и поверхностно-активными свойствами. Использование в качестве св зующей добавки акивного ила коксохимического цроизводства позволит значительно улучшить качество подготовки агломерационной шихты м, как следствие, удельную производительность и прочность агломерата.

Claims (2)

1.Патент Японии Л 8641, кл. 10 I 112, 1970.

2.Патент США № 3489549, кл. 75-5, 1968 (прототип).