SU975816A1 - Способ производства окатышей и агломерата на. обжиговых установках 1 - Google Patents

Description

Изобретение относится к производству железорудного сырья в черной металлургии, а именно к производству окатышей и агломерата для доменного передела.

Известны способы применения твердого топлива при производстве окатышей.. ⁵ при их получении на обжиговых установках, оборудованных выносными охладителями готовой продукции с пересыпным слоем, вкл'ючаюшие подготовку топлива, · включение его в шихту комкуемого материала и перемешивание с остальными компонентами шихты £ 1 ]·

Недостатками этих способов является; использование только химической теплоты ¹⁵ топлива. При этом не учитываются и, естественно, не используются для улучшения процесса такие физические характеристики топлива, как зольность, вязкость золы, наличие в ней флюсующих и других добавок и др. В результате эффективность применения твердого топлива при окусковании заметно снижается. Кроме того,

2

включение в окомковываемую шихту твердого топлива со значительным содержанием внешней и гидратной влаги приводит как к увеличению расхода тепла на процесс (для удаления влаги топлива), так и к отсутствию возможности гибкого регулирования суммарной влажности шихты посредством включения в нее сухих составляющих. Эти недостатки частично устраняются при специальной термической обработке топлива перед включением его в шихту комкуемого материала.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ применения твердого топлива при производстве окатышей и агломерата при их получении на обжиговых конвейерных установках, включающий подготовку топлива, включение его в поток кускового материала, термообработку полученной смеси и разделение топлива и готовой продукции. По этому способу метаморф»зованвые угли крупностью 10—40 мм

3 975016 4

подвергают термической обработке отходящими газами непосредственно на конвейерной машине [ 2_].

Недостатками известного способа является задалживание полезной площади 5 агломерационных машин, и, следовательно, снижение их удельной производительности; безвозвратные потери части химического тепла топлива (теплоты летучих) с уходящими газами. Кроме того, существо вует необходимость установки специального оборудования для дожигания етих летучих (по требованиям техники беа(опасности и для исключения загрязнения окружающей среды), В результате от- И еутетвия возмсжноети использования всех элементов физической характеристики топлива ι В последующем переделе еффск" тивность его использования при производстве ©катыщей и агломерата заметно » снижается; невозможность получения под»

готовленного твердого топлива крупностью менее 1© мм, т,е, фракции,' необходимей именно при производстве окатышей и агломерата, К недостаткам известного способа относятся также невозможность одновременной ПОДГОТОВКИ топлива И ЙСПЭЛЬЗОв ваша его в процессе аглемерацииСпо существу, топливо ййкнсгй ели аглошихты , никак не влияет на процесс дгп©м®р&ции), 30

т.е, крмплексного использования твердого топлива; возможность иеподйрранш1 только ограниченных видов сырья «метаморфизоран·' вых углей (тоших. углей, антрацитов и др,|

Цель изобретения тивности использовании твердого топлива и улучшение качества обожженных жедрзо» руд^х материалов,'

Поставленная цель ^рстигдр^РЯ том» что до способу производства ойдтыщей ’ и агломерата на обжиговых уетадодхах,· включающему' подготовку те^ира,'‘ в'ведз» ние его в поток ИУОКВШ ШЙЙГ термообработку получений РМ^« « деление топлива и готовой‘проадлдни, топливо средней крупностью в количестве 16-30¼'от' вводят в потов ебожжен!да материала, подученную

выдерживает впередав» иом слое при т^пературдд вым«е 7р$£

» течение 8-40 мин и затем охлаждают

«« мда, га? ода

здй« ерш явддадаш в «е* «ЖРРР? Ы 08« ЙОВВВ 8ЙТЯЙ в крупностью' фйЬмм д евдйржои|$

46

углерода 10-25%, а остальной железорудный материал в виде возврата с со*· держанием' углерода 30-40% включают в шихту окатышей и агломерата.

Отечественные окусховательные фабрики производят материал, в основном для доменного производства. Его качество, однако, не всегда отвечает современным требованиям доменного передела.

Так, железорудная составляющая в окисленных окатышах почти полностью состоит из гематита (содержание РеО в окатышах находится в пределах 2-4%), Такие окатыши в верхней части деменшях печей (в восстановительной атмосфере) обладают склонностью к разбухание и разрушение, что (существенно, понижает экономические показатели доменного передела ’ и в ряде случаев исключает возможность ведения плавки из шихты с© 100%ным содержанием окатышей, Для доменного передела значительно более экономичном _: является нснользование в рудйй части шихты частично восстановленного материала со степенью восстановления 1В-ЗВ% и выше (содержание Ре© в готовой продукции не нюке В-®%), Получение материала е повышенным содержанием Ре© становится возможным при включении в исходную дату твердого восстановителя

йдеш· урри ида·)·'

\ ' " · ¹

ф, тМЗ ШдаРЙ восстановителя 8 тай И βΡ89Η8$Ρ9 В«яючают

датам ида дадаз «« вшдада* да ярдаядаин) - истого

•Шэдгамдае шята· при яда ЭДИ 8ВДМ1Тта идиатывдют

ТОЙ (ВШтаэЪ пне© рашредега да нзйдатада дада да« твд$· дай вдеетягам « дарнях высоких дагада? $дадагада да*™ дадада яда гада дадагвтадата еиида. «ода ι да ягам даядададада «едамет метешертате' датада* ретдаей «да» ЙШете я'да. даеедав ?гда ««ете« реидаре ждага ««гада· дардадада дадай гададада тада мий[ гада е едаметж·. «да «редаееее ейеетдаемда еииве $«дада» дата. дагага» мда», РШдага ейрайетда даже Ртаида

с последующим ВГО использованием в

деш ότι ййй 1гадав! ига дагай в датадат «дат «вдивдада ® «вевдаж* вдаим* ' тга ж&дагаж выдает

ШЖОВДШ 11« йдаеят^ оальцвгтр,

даадаш«т-«5 975816 6

Предлагаемый спосйб предусматривает комплексное использование твердого топлива при производстве железорудных окатышей и в последующих металлургических переделах. Для этого на обжиговые $ установки, оборудованные выносными охладителями готовой продукции для охлаждения материала с 1100-1350° до 20-120° С, в поток горячего материала •перед подачей его в охладитель включают <· ₍твердое топливо (уголь). Слой материала в етом охладителе должен быть пересыпным (преимущоствоико опускающимся) и нефияьтруемым (частично, либо полностью), В таком ело© при наличии реапирующего восстановителя кислород в расовой фае© практически отсутствует и Происходит интенсивное восстановление , окислов железа. Эти реакции .развиваются с поглощением значительного коли- М нества тепла, и слой опускающегося материала интенсивно охлаждается. При температуре слоя ниже 7©0^в6 провеса) маееообмена практически прекращаются (либо протекают с неопределенно малыми ^и .скоростями) и материал возможно охлаждать в обычном фильтруемом слое, Танни образом, время охлаждения МйТбйНТО § 11ΘΘ-1ΒΒ0 до 7©@*6 явр8|Т§й чен№)м, Это обстоятельство дедуе? можным использование топяуву ной крупности е различным Мелкие фракции тепячуу ©навру» рурючух составляющих отдаю? на рудвитуу термических реахцй тов?аноудутау, бое к тавшийея зопьияй остаток (ха? правиле со значительном содержанием углерода) при грохочении Тотовой продукции попадает в возврат и в дальнейшем используется в шихте окатышей и агломерата* 40 в качестве связующих и прочих '

.Крупные фракции топлива

термической обработке (в СртоЫ ряют летучие, ©нрргия ЦСВД? Я» идет на развитие ендетермичерун* Р?а^ 91 ций восстановления) в при грохочаннк попадают в готовую продукта», Используй емую для доменного передела,., Тутам образом, ка доменкой шихты етаковитеу возможным частично исключить ротрр^ Финитный доменный коке.

Комплексное использование твердого

ТЙЙМ Ш* ИЯЯТ* “Ю Й!!1 Г «В?й РЙРЯИЙРР МЙТРрВДла, эагрдаеибРВ Я ВТО м йкадн, вдмэрэ да ерявШ дактомд” Р,8-ФЭ ИМ Л квлнчйвтвв 15-30% 0? роса рхлодаемого МУТериТО· При ЭДТО доети топлива меде® Й,8 ММ ТОрВРТЬ .

опускания частил угля значительно превышает скорость опускания основного потока материала, становится возможным попадание кепрореатировавших частил топлива в фильтруемую часть охладителя и, следовательно, вынос углеродосодержащих частил из слоя, что нежелательно. При крупности топлива более 15,0 мм не обеспечивается полное удаление летучих угля и ценность полученного продукта для доменного передела существенно понижается, Подача твердого топлива в количестве, меньшем 15% от веса охлаждаемого материала, не обеспечивает получения готовой продукции е деетатеч- , ним для доменного передела количеством термически обработанного угля, т.е, приводит к возрастанию расхода дефицитного доменного кокса. Подача твердого топлива в количестве, большем 30% от веса охлаждаемого материала, нецелесообразна, тах как приводит и избыточному накоплен»© топлива в готовой продукции н, следовательно, к безвозвратном потерши тепла в процессе последующих переделов.

В первой (по ходу материала) полов»· не охладителя емееь материала и твердого топлива вддерждаают в нефильтруемомпе-* рееь?нн§М ЙЙ ТО температуре выше 7©СГ© р'течЙЙ Д-4© мин. Выдержка материалу р нефильтруемвм елее обеспечивает, во-первых, термическую обработку углей, 00-§?е^х, частичное Восстановление железорудного материала. Фильтрация слоя пй температур© выше 700^е© воздухом¹ (либо другая окислителем) недопустима, так как приводит к простому сгоранию топлива и исключает возможность его термической обработки и протекания реекцгё восстановления окислов железа. Фильтрда ^βί»^Η нейтральным либо восетаво8Н?ел>кым газом в большинстве случаев ТОТОТОбреТО, ТО ТО пртаедит к руНЮРТВекному усложнению конструкции обжтаовТО оборудования.

Оруаеетвленке реакций восстановления окислов жеяраа по предлагаемому способу следует производить в пересыпном слое, ?ак как в противнем случае суН®дат возрастает неравномерность урсствновительной обработки материала В ухудшается качество готовой продукте. В нрфю&твуемом пересыпном слое материал следует выдерживать при тем'ЯЙИ 888£ ТОО⁶®» При температуре χ»((θ ?00*0 процес») восстановления ТОРТО *^вбТО * коксования угля ИракТОТОК ЯРОХраюаютея, а скорость охлаж8

7 9758

дения материала устанавливается недостаточно высокой, что нежелательно. При температуре выше 7ОО⁰С материал следует выдерживать не менее 5 мин. В противном случае процессы удаления летучих 5 й восстановления окислов железа не успевают завершиться и качество готовой продукции ухудшается. Выдержка материала в нефильтруемом слое более 40 мин нецелесообразна, так как при этом ка- 18 чество готовой продукции уже не улучша-» ется, а производительность обжигового оборудования уменьшается, что нецелесообразно.

После завершения процессов массооб- ,5 мена в слое, т.е., начиная с 700^(3, материал охлаждают до требуемых по условиям его транспортировки температур. Охлаждение слоя производят со скоростью выше 50 град/мин потоком охлаждаю- 20 щего агента, который подают в количестве 4-12 м^/кг материала. При этом состав охлаждающего агента существенного значения не имеет и на качестве . готовой продукции не отражается. Поэте- 25 му наиболее экономичным является использование просасываемого через слой окружающего воздуха. Скорость охлаждения материала должна быть не ниже 50 град/мин. В противном случае при зо проскоках материала в верхней "части фильтруемого слоя возможно загорание углерода твердого топлива. Подача охлаждающего агента в количестве, меньшем 4 м³/кг материала, не обеспечивает охлаждения готовой продукции до требуемых по технологии (условиям транспортировки материала) температур. Подача охлаждающего агента в количестве, большем 12 м^/кр, уже не повышая степени охлаж-₄₀ дения.материала, приводит к повышению энергетических затрат на транспортировку избыточного агента.

Разгружаемый из охладителя материал подвергают грохочению и выделяют из него готовую для доменного передела продукцию крупностью + 5,0 мм и содержанием углерода 10-25%. Минимальная крупность куска этой продукции долн&на составлять 5,0 мм, так как в противном случае существенно возрастает аэродинамическое сопротивление столба шихты в доменных печах и ухудшаются показатели доменного передела. Содержание углерода в готовой продукции ниже 10% ве обеспечивает значительного снижения расхода доменного кокса в поэтому является экономически невыгодным. СоI б

держанием углерода в готовой продукции выше 25% нецелесообразно, так как, не улучшая показателей последующего передела, приводит к увеличению расхода топлива на процесс.

Полученный при грохочении железорудный материал с крупностью 5 мм используют в виде возврата в шихте окатышей и агломерата (тем самым обеспечивается комплексное использование твердого топлива и рудных минералов). Содержание углерода в возврате поддерживают в пределах 30—40%. При меньшем содержании углерода в возврате (менее 30%) не представляется возможным получение вюститно-магнетитовых окатышей, т.е, существенное улучшение качества окатышей. Получение большего содержанты углерода в возврате (более 40%) на серийных обжиговых машинах, как правило, не представляется возможным вследствие наличия железосодержащей пыли в обожженных окатышах.

Предлагаемый способ дает возможность комплексно использовать твердое топливо при производстве окатышей, агломерата и одновременно получать твердое топливо для доменного передела. Химическое тепло летучих и частично углерода используется для частичного восстановления окислов железа и повышения интенсивности охлаждения железорудного материала; углерода частиц топлива крупностью + 5,0 мм, после их термообработки - для частичной, либо полной замены дефицитного металлургического кокса •в доменных печах; углерода частиц возврата — для добавки твердого топлива в шихту при получении вюститно-магнетитовых окатышей; вяжущих добавок частиц возврата - для повышения прочности сырых окатышей и исключения бентонитов из процесса; железа золы возврата для повышения содержания железа в готовой продукции; флюсующих элементов золы возврата - для регулирования основности и других показателей готовой продукции; отсутствие влаги в возврате для регулирования процессов окомкования и снижения удельного расхода топлива на процесс. Все перечисленные операции производятся на серийном обжиговом оборудовании, причем могут быть использованы большинство типов каменного угля, т.е. относительно недефицитные виды твердого топлива.

Пример. На колосниковые тележки обжиговых конвейерных машин, • 10

9 97ί

мер типа ОК-124, оборудованные выносными охладителями чашевого типа, загружают сырые железорудные окатыши со средней крупностью 12 мм и последовательно подвергают: сушке при температуре до 500°С, подготовке к упрочняющему обжигу, высокотемпературному обжигу при 128СР С и рекуперации тепла пр слою' сверху вниз. Обожженные окатыши со средней температурой 1220^0 разгружают с колосниковых тележек и подают в чашевый охладитель. В этот цоток горячих окатышей включают твердое топливо со средней крупн0стью'12мм и содержанием фракции 0-5 мм - 20% от суммарного количества твердого топлива. Количество твердого топлива устанавливают равным 20% от веса охлаждаемого материала. Таким образом, для машин ОК-124 производительностью по сырым окатышам 110 т/ч и выходом годного 0,91 т/т твердое топливо подают в количестве 20 т/ч, в том числе фракции 0-5 мм 4 т/ч. Количество угля контролируют. стандартными весоизмерителями и регулируют дозирующими устройствами. Крупность угля контролируют контрольными рассевами и регулируют изменением режима работы дробильного оборудования.

Полученную смесь горячего кускового материала и твердого топлива постепенно опускают по кольцевой шахте охладителя сверху вниз в нефипьтруемом пересыпном слое (для этого верхняя часть кольцевой шахты изготовлена с "глухими" стенками). В нефипьтруемом слое материал выдерживают при температуре до 70Сг С в течение 10 мин. Температуру материала контролируют стандартными термопарами и регулируют изменением скорости схода материала. Время нахождения материала в верхней шахте охладителя контролируют по скорости схода материала (на разгрузке) и регулируют изменением глу_ζ бины погружения неподвижного разгрузочного ножа.

В верхней части охладителя происходит частичное восстановление окислов . железа (за счет химического тепла летучих и частично углерода топлива в условиях отсутствия кислорода в газовой фазе), интенсивное охлаждение окатышей и термическая .-обработка кускового угля.

Из верхней части охладителя материал поступает в нижнюю часть кольцевой шахты, обрудованную жалюзийными решетками для поперечного прососа через слой охлаждающего агента (воздуха), в количестве 2 м^э/кг материала, т.е. 2.·'(0,91*

' 110 + 20) 10³·*240000 м^э/ч. Воздух ⁵ через охладитель просасывают дымосова— ми, контролируют стандартными диафрагмами и регулируют дроссельными заслонками и вентилями. Скорость охлаждения материала в нижней части охладителя ¹⁰ устанавливают равной 100 град-мин. Эту скорость контролируют по показателям стандартных термопар и скорости схода материала и регулируют изменением скорости фильтрации холодного агента через ¹⁵ спой.

Охлажденную продукцию подвергают грохочению и выделяют из нее шихту Для доменного передела крупностью + 5,0 мм и содержанием углерода 15% и возврат ²⁰ с содержанием углерода 30%. Крупность шихты для доменных печей и возврата контролируют контрольными рассевками и регулируют изменением размера отдельных ячеек грохота. Содержание угле²⁵ рода в шихте и возврате регулируют изменением соотношения 'мелких и крупных фракций подаваемого в. охладитель топлива, а также скорости схода материала и контролируют по химанализу готовой про³⁰ дукпии.

Полученный возврат включают в шихту сырых окатышей, а материал крупностью + 5,0 мм направляют на доменный передел.

³⁵ Применение предлагаемого изобретения повышает эффективность использования твердого топлива, что обеспечивает исключение из доменного передела 40-100% металлургического кокса, повышение на

⁴⁰ 1-3% производительности доменных печей и снижение выноса колошниковой пыли. Кроме того, на обжиговых конвейерных машинах обеспечивается получение обожженных окатышей с содержанием

⁴³ РеО 5—8% и выше и становится возможным сокращение расхода бентонита иа процесс производства сырых окатышей.

⁵⁰

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Способ производства окатышей и агломерата На обжиговых установках, включающий подготовку топлива, введение эго ³³ В поток кускового материала, термообработку полученной смеси, разделение топлива и готовой продукции, отличающийся тем, что, с целью по11

   975816

   12

   вы шения эффективности использования твердого топлива и улучшения качества обожженных железорудных материалов, топливо средней крупностью 15-0,8 мм в количестве 15—30% от веса материала ' 5 Вводят в поток обожженного кускового Материала, полученную смесь материала Выдерживают в нефильтруемрм пересыпном слое при температурах выше 70СГ С в течение 5-40 мин и затем охлаждают со 10 скоростью выше 50 град/мин потоком охлаждающего агента, подаваемым в коПичестве 2-4 м /кг материала, затем из охлажденного материала отделяют готовую

   для доменного передела продукцию крупностью + 5,0 мм и содержанием углерода 10—25%, а' остальной железорудный материал в виде возврата с содержанием углерода 30-40% включают в шихту окатышей и агломерата.