UA132369U - Комплекс для прямого відновлення заліза - Google Patents

Abstract

Комплекс для прямого відновлення заліза має приймальні ємності вихідної шихти і зв'язуючого з живильниками, встановлені в технологічній послідовності змішувач, прес, піч для відновлення брикетів і газоочистка, ємності для готової продукції. Додатково має збірний конвеєр, який встановлений під ємностями вихідної шихти і перед дезінтегратором і бігунами, що розташовані перед змішувачем. Як прес застосований валковий прес. Як піч - індукційна або електрична нагрівальна піч для відновлення залізовуглецевих матеріалів.

Description

Корисна модель належить до чорної металургії і може бути застосована для переробки подрібнених залізовмісних відходів і використання їх у власному виробництві.

Відома установка, яка використовується для прямого відновлення заліза, що містить бункери для залізорудного концентрату, подрібненого вапняку, і дрібного вугілля, яке використовується як відновник, зі встановленими під ними живильниками, що направляють компоненти на елеватори, один з яких по основній лінії подає компоненти в чашовий гранулятор. Отримані в грануляторі сирі окатиші за допомогою роликового укладальника укладаються на конвеєрну обпалювальну машину, яка опалюється газом, де вони сушаться і зміцнюються випаленням.

Далі зміцнені окатиші надходять в похилу трубчасту піч, що обертається, де відновлюються до металевого заліза і видаються через пристрій для видалення золи з відновлених окатишів у бункер готової продукції.

Піч опалюється пилоподібним вугіллям, що надходить по окремій лінії з бункера дрібного вугілля, яке живильником подається на другий елеватор, перевантажується на транспортер, а з нього надходить на пальники, де змішується з повітрям і надходить в піч. Як альтернативне паливо використовується природний газ або мазут (Гулин Н.А. Развитие бескоксовой металлургии /Н.А. Тулин, В.С. Кудрявцев, С.А. Пчелкин и др. - М.: Металлургия, 1987. - 328 б. -

С. 48-49).

Недоліками цієї установки є високе пиління і винесення з печі матеріалу, що відновлюється, з газоподібними продуктами горіння, велика витрата тепла, використання дорогого природного газу, невисока продуктивність печі, що обертається, і можливість утворення в їй настилів.

Ступінь металізації рудно-вугільних окатишів не перевищує 80-90 9.

Відома установка для відновлення рудно-вугільних окатишів на обпалювальній машині, що містить бункери повороту, руди або концентрату, вугілля, вапняку, та встановлені послідовно кульовий млин, фільтр, шнековий змішувач подрібненої шихти із поворотом, чашовий гранулятор, обпалювальна конвеєрна машина, що включає зону сушки і зону випалення (відновлення), і грохот для відділення некондиційного (за розміром) дріб'язка, який направляють в оборот на переплавку |Воскобойников В.Г. Технология и зкономика переработки железньх руд /В.Г. Воскобойников, Л.П. Макаров. - М.: Металлургия, 1977-256 с. - С. 247 |.

Зо Попри те, що обпалювальна машина може бути невеликої одиничної потужності, яка відповідає кількості відходів, що утворюються, вона вимагає відносно великої кількості дорогого природного газу і дуття. Істотним недоліком цієї установки є і те, що рудно-вугільна суміш обкатується недостатньо ефективно, а сирі окатиші мають знижену міцність із-за використання вугілля, що має низькі адгезійні властивості. При металізації утворюється значна кількість спеків, тобто сплавлених окатишів у вигляді друз. Має місце і вторинне окислення, на нейтралізацію якого витрачається додаткова кількість вугілля. Ступінь металізації також недостатньо висока і складає 40-80 95.

Найбільш близьким до заявленої корисної моделі по технічній суті і результату, який досягається, є заводський комплекс для прямого відновлення залізовмісних відходів сталеплавильних заводів, що містить дві ділянки: ділянка для виробництва шламо-коксових брикетів і ділянка для їх відновлення в шахтній печі, як така прийнята вагранка.

Ділянка для виробництва шламо-коксових брикетів, що самовідновлюються, на цементному зв'язуючому у вигляді цеглини шестикутної форми заввишки 110 мм, включає приймальні ємності пилу ливарного виробництва, доменних шламів, вторинної окалини, коксового пилу і зв'язуючого - цементу. Вказані компоненти дозуються і подаються на змішування в спеціальному змішувачі. Суміш формується на вібропресі і витримується під навісом для зміцнення впродовж 5 діб перед тим, як використати брикет.

Відновлення шламо-коксових брикетів здійснюється на ділянці, що включає модернізовану вагранку, в яку подають брикети, що самовідновлюються, в кількості до 70 95 від усієї маси шихти. Впродовж 20 хв. при температурі до 1400 "С брикети відновлюються, а потім плавляться і добирають вуглець до чавуну, який зливається в ємність (чавуновоз) і подається в ливарний цех. Шлак надходить на грануляцію, а свинцевий, цинковий і кадмієвий компоненти виходять разом із колошниковим газом, уловлюють газоочисткою і реалізують на сторону (Новьій способ переработки отходов сталеплавильньїх заводов //Журнал металлург, Мо 4, 2003 г. Злектронньй ресурс пир/огіКеї. ги/огікеї вієеїІ.впІті|.

Недоліками цього комплексу є його великі експлуатаційні і капітальні (7,7 млн. Є) витрати.

Брикети отримують вібропресуванням, яке не забезпечує їм необхідної міцності. Тому у брикети вводиться значна кількість цементу (10-15 95), який у свою чергу знижує зміст у брикетах корисних компонентів і збільшує вихід шлаку, який інтенсивно руйнує футеровку і зношує окремі вузли вагранки. Як джерело високотемпературного тепла у відновній печі (вагранці) використовується дорогий кокс і витрачається значний об'єм дуття.

Тривалість відновлення брикетів вибраного складу в печі, не рахуючи їх нагріву, є завищеною, що вказує на не оптимальний їх об'єм, склад і структуру, оскільки в лабораторних умовах таке відновлення складає декілька хвилин. Зменшення розміру брикетів може понизити їх руйнування і тривалість відновлення, проте це погіршує газодинаміку стовпа шихти, а тому в цьому процесі небажано. Недоліком відомого комплексу є і те, що на ньому отримують рідкий чавун, потреба, в якому не завжди є, тому його необхідно формувати в чушки на розливній машині.

Звідси витікає, що спосіб брикетування, тип відновної печі і структура установки вибрана не з позицій технологічної необхідності, а тому вимагає істотного доопрацювання.

Виходячи з цього, установка не може бути застосована на невеликих металургійних підприємствах для організації автономної переробки незначних об'ємів залізовмісних відходів, що утворюються.

В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення комплексу для прямого відновлення заліза, який при невеликих капітальних і поточних витратах забезпечить переробку більшості подрібнених залізовмісних відходів і отримання з них відновленого заліза, що придатне для використання у власному виробництві невеликих металургійних підприємств.

Поставлена задача вирішується тим, що комплекс для прямого відновлення заліза, що включає приймальні ємності вихідної шихти і зв'язуючого з живильниками, встановлені в технологічній послідовності змішувач, прес, піч для відновлення брикетів і газоочистка, ємності для готової продукції, що відрізняється тим, що він додатково забезпечений збірним конвеєром, який встановлений під ємностями вихідної шихти і перед дезінтегратором і бігунами, що розташовані перед змішувачем, при цьому як прес застосований валковий прес, а як піч - індукційна або електрична нагрівальна піч для відновлення залізовуглецевих матеріалів.

Крім цього комплекс забезпечений стрічковою електричною піччю для сушіння брикетів; похилими решетами для відсіву дріб'язку, що встановлені під валковим пресом, стрічковою електричною піччю і пристроєм для вивантаження готових брикетів з відновлювальної печі; ємністю для зв'язуючого, яка виконана у вигляді бака з мішалкою і дозатором; а також додатково забезпечений накопичувальним бункером шихти, що брикетується, який встановлений над валковим пресом. Піч для відновлення брикетів забезпечена пристроєм видачі брикетів, що виконаний у вигляді зворотного самозакривного конуса і сковзала з регульованою довжиною і кутом повороту.

Загальний вигляд комплексу представлений на кресленні.

Комплекс складається з вузлів і включає забезпечений навісом майданчик 1, на якому влаштовано склад для створення запасів сировини і матеріалів (а - сталеплавильний пил і/або шлам, Б - окалина первинна та вторинна, с - флюс, а - антрацитовий штиб, коксовий дріб'язок або лігнін, е - резервне місце для інших матеріалів, наприклад концентрату, Її - ємність для зв'язуючого).

У вузлі дозування компонентів шихти встановлені в технологічній послідовності бункери 2 для компонентів шихти (в - повороту, тобто відсіву дріб'язку, що утворюється на різних етапах процесу обробки сировини, а - сталеплавильного пилу і/або шламу, в т.ч. що містить окалину, 5 - окалини первинної та вторинної, с - флюсу, а - антрацитового штибу, коксового дріб'язку, або лігніну; е - резервний бункер для інших матеріалів, наприклад, концентрату і ін.) з встановленими під ними живильниками З і збірний конвеєр 4.

Вузол підготовки компонентів шихти включає дезінтегратор 5, бігуни сухого подрібнення 6, двоваловий лопатевий змішувач 7 і бак для зв'язуючого 8, забезпечений мішалкою (на кресленні не показана) і дозатором 9.

Вузол брикетування включає накопичувальний бункер 10 шихти зі встановленим на ньому вібратором 11, брикетний валковий прес 12 і решето 13.

Вузол сушки включає стрічкову електричну піч 14 для сушіння брикетів, решето 75 і закритий майданчик 16 для резервного запасу брикетів, який може розташовуватися на складі 1 для зберігання сировини і матеріалів.

Вузол відновлення включає піч 17 для відновлення брикетів, забезпечену засипним пристроєм 18, пристроєм видачі брикетів 19, сковзалом 20 і решетом 21, ємностями 22 у вигляді контейнерів для готової продукції і газоочисткою 23.

Зображені на кресленні тонкі суцільні лінії зі стрілками позначають основний напрямок руху оброблюваного матеріалу, відходів, що утворюються і газу, а пунктирні - можливий, резервний рух, прийнятий в залежності від властивостей сировини і обраного варіанту обробки.

Рух матеріалів від агрегату до агрегату здійснюється пересипанням - у випадку їх вертикального розташування, конвеєрами - при горизонтальному, а у випадку крутих кутів підйому - елеваторами (на кресленні не показані).

Для забезпечення мобільності, обладнання може бути скомпоновано в ряд автономних вузлів, що встановлюють на зварних рамах.

Комплекс розроблений з урахуванням використання обладнання, виробленого на підприємствах України, і не залежить від зарубіжних постачань комплектуючих або зв'язуючих, що значно знижує вартість комплексу.

Комплекс працює таким чином.

Малопильні та вологі компоненти шихти, такі як зневоднені сталеплавильний (і окалиномісткий шлам, просипи, окалина первинна і вторинна, концентрат, антрацитовий штиб, коксик або лігнін і інші подібні до них матеріали в міру надходження укладають у бурти на майданчику 1 для зберігання і досушки. Сухий сталеплавильний пил з-під фільтрів сталеплавильних печей доставляють цементовозом і безпосередньо вивантажують в один з виділених для цієї мети бункерів 2, а інші компоненти шихти з майданчика 1 доставляють і завантажують у відповідні бункери 2 автонавантажувачем.

У ємність ї доставляють прийняте в цьому технологічному процесі зв'язуюче бішофіт (або рідке скло і подібні до них рідкі зв'язуючі), який самопливом або за допомогою насоса надходить у бак для зв'язуючого 8, де при необхідності розбавляється водою до заданої консистенції, для чого в ньому встановлюють мішалку (на кресленні не показана).

При неможливості організувати такий склад, компоненти шихти зберігають в місцях їх утворення або первинного складування і в міру необхідності підвозять і завантажують автонавантажувачем в один з виділених для цього компонента відповідний бункер 2.

Для запобігання випадкового потрапляння в робоче обладнання великих металевих предметів (наприклад, відновлених брикетів), здатних привести його до поломки, бункери 2 забезпечують металевими гратами з розміром осередків менш 10 мм (на кресленні не показано). Ця величина вибрана з урахуванням того, що граничний розмір частинок, які не руйнуються і надходять в брикетний валковий прес, не повинен перевищувати 10 мм.

Компоненти шихти, що брикетується, з бункерів 2 живильниками З в прийнятому

Зо співвідношенні укладають на збірний конвеєр 4, який подає їх на спільну обробку в дезінтеграторі 5, що полягає в інтенсивному руйнуванні грудок, які зсохлись і важко руйнуються при активному змішуванні, і додробленні неміцних або крихких частинок, наприклад, вугілля.

У разі аварійної зупинки і необхідності зупинки на ремонт, передбачено реверс збірного конвеєра 4, який дозволяє видаляти залишки суміші і направляти її в бункер відсіву дріб'язку 2, в. З подібною метою, а також для зниження навантаження на дезінтегратор 5, бігуни 6 або інше обладнання, розташоване по технологічної лінії комплексу, передбачено регулювання швидкості руху збірного конвеєра 4 і узгодження його роботи з живильниками 3. Здійснення цих та подібних їм операцій здійснюється автоматично.

Далі суміш з дезінтегратора 5 надходить в бігуни б, де великі і міцні фракції доздрібнюються, а вся суміш дещо ущільнюється, втрачаючи частини повітря, затисненого між частинками, що покращує процеси змішування шихти з рідким зв'язуючим і її брикетування. Спільна обробка і доздрібнення залізорудних і вуглецевмісних компонентів добре усереднює і ущільнює шихту, що істотно скорочує тривалість її відновлення.

Після обробки у бігунах б суміш надходить в двоваловий лопатевий змішувач 7, де змішується зі зв'язуючим, що подається з бака 8 дозатором 9. Подача зв'язуючого в змішувач 7 здійснюється розосереджено по його довжині, що покращує перемішування і рівномірний розподіл по всьому об'єму шихти. Для поліпшення видалення повітря із шихти, що змішується, в змішувачі може створюватися розрідження вакуумною установкою (на кресленні не показана).

Готова суміш подається в накопичувальний бункер 10 шихти, який використовується не тільки для забезпечення безперебійної роботи брикетного валкового преса 12, але і сприяє ущільненню шихти і витискуванню повітря, що залишається в суміші, вирівнюванню вологості і змочування частинок, що сприяє зниженню виходу дрібниці і бою брикетів. Зокрема, повітря, що знаходиться в шихті, стискається при брикетуванні, а потім, при знятті тиску, приводить до спухання і розтріскування брикетів. Для виключення можливості зависання шихти і підвищення її щільності на стінці бункера встановлюють вібратор 11. З цією метою також служить і підпресувальник, який нерідко встановлюють над пресом (на кресленні не показаний).

З накопичувального бункера 10 шихти, що брикетується, суміш самопливом надходить в брикетний валковий прес 12. Брикети, що випали з преса, потрапляють на сковзало (на кресленні не показано), а з нього надходять на похило встановлене решето 13, на якому 60 відбувається відділення від брикетів некондиційного дріб'язку розміром менш 5 мм, який падає у встановлений під решетом 13 короб (на кресленні не показаний) і в міру його наповнення дріб'язок повертається автонавантажувачем в оборот шляхом її перевантаження в бункер відсіву дріб'язку 2, в.

Сирі брикети подають на сушку в стрічкову електричну піч 14 для сушіння брикетів, після якої висушені брикети проходять по решету 15, де звільняються від дрібниці так само, як і на решеті 13, і надходять в засипний пристрій 18 печі 17 для відновлення брикетів. Для забезпечення безперервної роботи комплексу в разі можливої короткочасної зупинки окремих агрегатів, передбачена також можливість створення резервного запасу брикетів на закритому майданчику 16, захищеному від попадання вологи.

У разі зупинки стрічкової електричної печі 14 для сушіння брикетів або при виробництві брикетів, яким практично не потрібна сушка, передбачена також подача вологих брикетів безпосередньо в піч 17 для відновлення брикетів. Для даного комплексу застосовується вдосконалена індукційна піч для відновлення брикетів, проте передбачена можливість установки електричної нагрівальної печі, що дозволяє досягти той же рівень температур 1100- 1200 "С. Припустимо також застосування типової індукційної печі періодичної дії садкою до 30 т, виробництво якої освоєно національної промисловістю (Кнорозов Б.В. Технология металлов /Б.В. Кнорозов, Л.Ф. Усова, А.В. Третьяков и др. - М.: Металлургия, 1978. - 904 с. - С. 69).

Вивантаження готових брикетів з печі 17 для відновлення брикетів здійснюється через пристрій видачі 19 зі зворотним самозакривним конусом, що виключає нерегульований випуск гарячих готових брикетів, по сковзалу 20 з регульованими довжиною, кутом повороту і нахилу і далі по решету 21 в ємності 22 у вигляді контейнерів, які забезпечені засувною кришкою для запобігання вторинного окислення і економії тепла. Ємності (контейнери) 22 з відновленими брикетами подаються в сталеплавильну піч на переплавку, а в разі відсутності потреби - реалізуються на сторону. Остиглий відновлений продукт практично не окислюється, тому може складуватися навалом і відвантажуватися як звичайний металобрухт.

Функціональним призначенням газоочистки 23 є запобігання потрапляння в навколишнє середовище шкідливих газоподібних речовин і важких металів (цинку, свинцю, кадмію та ін.), які містяться в сталеплавильних шламах. Використання деяких зв'язуючих, наприклад, бішофіту, хлористого кальцію та інших подібних речовин спрощує сублімацію важких металів, але

Зо ускладнює газоочищення.

З метою приведення у відповідність з санітарно-гігієнічними нормами і екологічними вимогами усі місця пересилки, пиління і газовиділення забезпечуються металевими знімними щитами, активними і пасивними пилозахисними пристроями - пиловловлювачами, ковпаками і газоочисткою.

Для зниження запилення також передбачені брезентові рукави, мінімальні висоти перепадів матеріалів, які переміщуються, і закриті течки з невеликими кутами нахилу.

Застосування корисної моделі дозволить організувати повну утилізацію пилоподібних і інших залізовмісних відходів, що утворюються на невеликих металургійних підприємствах і організувати їх використання у власному виробництві. Це дозволить поліпшити екологічну обстановку на підприємстві і скоротити загальні втрати металу на 3-5 95.

Claims (6)

ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ

1. Комплекс для прямого відновлення заліза, що включає приймальні ємності вихідної шихти і зв'язуючого з живильниками, встановлені в технологічній послідовності змішувач, прес, піч для відновлення брикетів і газоочистка, ємності для готової продукції, який відрізняється тим, що додатково забезпечений збірним конвеєром, який встановлений під ємностями вихідної шихти і перед дезінтегратором і бігунами, що розташовані перед змішувачем, при цьому як прес застосований валковий прес, а як піч - індукційна або електрична нагрівальна піч для відновлення залізовуглецевих матеріалів.

2. Комплекс за п. 1, який відрізняється тим, що забезпечений стрічковою електричною піччю для сушіння брикетів.

3. Комплекс за п. 1, який відрізняється тим, що забезпечений похилими решетами для відсіву дріб'язку, що встановлені під валковим пресом, стрічковою електричною піччю і пристроєм для вивантаження готових брикетів з відновлювальної печі.

4. Комплекс за п. 1, який відрізняється тим, що він забезпечений ємністю для зв'язуючого, яка виконана у вигляді бака з мішалкою і дозатором.

5. Комплекс за п. 1, який відрізняється тим, що додатково забезпечений накопичувальним бункером шихти, що брикетується, який встановлений над валковим пресом.

6. Комплекс за п. 1, який відрізняється тим, що піч для відновлення брикетів забезпечена пристроєм видачі брикетів, що виконаний у вигляді зворотного самозакривного конуса і сковзала з регульованою довжиною і кутом повороту.

2 г. е 4 є ї ; й м ж Шо оч по З . ї ! і ние: | | | Н дн І ав се а! В ях вн і ве р в і ей к й см е «Б 065 че я ІЗ В сша І пе Б і І Ск В Ге о-ви ЗИЯННЯНЯ ; (8) ї | ча т вк " | Ї 23 ! й, ть ж / шини ШИЯН ОКО Са ін. щ--чщО ! (0) ож т. чи АКА я Ко о -43 » Де . Де тично покжжжанА І з 7 Н й « і їх пр ее і ! я ; зопнзаовько | ! и х -- ША 6 1 чу і ни п | Кс Н пнкео тех вт КО АКА ЧК тет чию чно чех оче сто ото ет а Еко і є : ие і з прю 4У і й М ' дя - 16, їх і й і ' Є . чи ше З ех , г час т