Способ подготовки шихты для производства окатышей

 

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при производстве окатышей. Целью изобретения является повышение прочностных свойств окатышей и снижение энергозатрат на их обжиг. При подготовке шихты отбирают представительную пробу концентрата и определяют его эквивалентный диаметр (D экв). Затем пробу разделяют на классы и определяют содержание в них силикатных фаз. Основную массу концентрата разделяют на два класса так, чтобы соотношение массовой доли силикатных фаз мелкого класса к крупному находилось в пределах 0,175-0,215, после чего крупный класс подвергают доизмельчению до соотношения D экв/D экв=0,1-0,2 мм/мм, где D экв - эквивалентный диаметр частиц доизмельченного класса концентрата. Это приводит к увеличению его удельной поверхности и интенсификации ферритообразования. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) О А1 (51)5 С 22 В 1/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСН0МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbfTHRM

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4461045/31-02 (22) 15.07.88 (46) 30.07.90. Бюл. И 28 (71) Институт металлургии им.А.А.Байкова (72) Т.Я.Малышева, А.А.Роянов, О.А.Долицкая, В,П.Падалка, Г.В.Чеснокова, Л.З.Ходак, Д.М Крылов, Ф.М.)Kypaвлев, А.А.Клюшин, П.H.Докучаев, В.Я.Лядова, В.М.Машков и А.P.Ðàõèìîâ (53) 669. 1:622.788.36 (088.8) (5Р) Авторское свидетельство СССР

N 781221, кл. С 22 В 1/02, 1979.

Авторское свидетельство СССР

N 10463 10, кл. С 22 В 1/14, 1982. (54) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ШИХТЫ ДЛЯ

ПРОИЗВОДСТВА ОКАТЫШЕЙ (57) Изобретение относится к черной металлургии и может быть использоваИзобретение относится к черной металлургии.и может быть использовано при производстве окатышей.

Целью изобретения является повышение прочностных свойств окатышей и снижение энергозатрат на их обжиг.

Способ предложен, в основном,для железорудных концентратов скарнрвого типа, где Si0< представлено рядом силикатных фаз, имеющих разные температуры плавления. В природе железорудного концентрата, полученного флотационными методами и методами магнитной сепарации, заложено неравномерное распределение минеральных фаз по

2 но при производстве окатышей. Цель изобретения - повышение прочностных свойств окатышей и снижение энергозатрат на их обжиг. При подготовке шихты отбирают представленную пробу концентрата и определяют его эквивалентный диаметр (d „ ). Затем пробу разделяют на классы и определяют содержание в них силикатных фаз. Основную массу концентрата разделяют на два класса так, чтобы соотношение массовой доли силикатных фаз мелкого класса к крупному находилось в пределах 0,1750,215, после чего крупный класс подвергают доизмельчению до соотношения с э к в/d ý „ — — (О, 1-О, 2) мм/мм, где

d — эквивалентный диаметр частиц

3К8 доизмельченного класса концентрата.

Это приводит к увеличению его удель. ной поверхности и интенсификации ферритообразования. 2 табл. классам крупности (табл. 1). Низкотемпературное упрочнение окатышей из концентратов скарнового типа происходит за счет высококремнистого первичного расплава, образующегося при плавлении силикатных фаз (нижняя часть обжигаемого слоя). На стадии высокотемпературного упрочнения первичный расплав ассимилирует новообразования ферритных фаз., исходные компоненты шихты (верх и середина обжигаемого слоя). Но значительная масса наиболее реакционноспособных силикатов, представленных рудными минералами, расположена в инертных

1581760 (+О, 044 „+О, 074 мм) классах крупности. Извe ñòíî, что интенсивность плавления материала пропорциональна его удельной поверхности. Поэтому доизмельчение крупного силикатосодержащего класса концентрата и увеличение, таким образом, его удельной поверхности интенсифицирует процессы фазообразования в окатышах, что позволяет 10 повысить качество окатышей, преимущественно в нижней части спекаемого слоя и существенно снизить энергозатраты на их обжиг, Концентраты имеют свое, характерное только для данной разновидности, распределение силикатных фаз по классам крупности. Для scex концентратов указать единый интервал классов крупности, по которому необходимо их раз- 20 делять„ не представляется возможным.

Наиболее универсальным является показатель соотношения силикатных фаз в мелком классе к крупному классу.

Для приведенного концентрата (табл.1) 25 данное соотношение достигается при разделении его по классу от 0,074 до

0,044 мм.

Предварительное разделение представленной пробы концентрата на клас- ЗО сы крупности и определение в них содержания силикатных фаз, необходимо для определения фракций, разделение по которым основной массы концентрата удовлетворяет данный признак, Отношение процентного содержания силикатов вмещающих пород более 0,215 нецелесообразно, так как в этом случае наряду с силикатосодержащими минералами будет доизмельчаться значи40 тельная часть железорудной составляющей концентрата и, как следствие, качество готового продукта снизится.

При отношении процентного содержания силикатов вмещающих пород менее

0,175 улучшение качества окатышей не

45 достигается вследствие малого количества доизмельченного концентрата.

Незначительное увеличение образовавшегocH при термообработке расплава не может повлиять на интенсификацию про- ,50 цеасов минералообразования, а доизмельчение крупного класса концентрата ухудшит структурные показатели необожженных окатышей.

С точки зрения интенсификации процессов плавления и минералообразования средняя крупность доизмельченных частиц должна быть минималь" ной. Но самопроизвольная агрегация тонкодисперсных частиц приводит к необоснованным энергетическим затратам на измельчение. Поэтому необходимо их крупность ограничить началом процесса агрегации. Из этих соображений нижний предел отношения d !d я хь эк9 принят равным 0,1.

Доизмельчение крупных силикатосодержащих классов до определенной величины способствует стабилизации размера частиц концентрата, Это приводит к ухудшению структурных характеристик окатышей, так как минимальную плотность упаковки имеют образцы, сформированные из частиц одного раз" мера. Чтобы избежать стабилизацию частиц концентрата при доизмельчении, верхний предел отношения Й /a . экю принят равным 0,2, Уже при небольших долях мелких классов крупности в шихте, способных заполнить пустоты между крупными частицами, достигается увеличение плотности упаковки окатышей.

В промышленных условиях разделение железорудного концентрата на классы крупности можно осуществить на стадии обогащения путем гидроциклонирования.

Затем пульпа, содержащая мелкий класс концентрата, направляется на фильтра" цию, а пульпа с крупным классом воз вращается на доизмельчение.

Изучение влияния доизмельчения силикатосодержащего класса концентрата на свойства железорудных окаты- . шей проводили в лаборатории окомкования ССГПО. Исследуемый концентрат соответствовал концентрату текущего производства объединения. Отношение процентного содержания силикатов вмещающих пород рассчитывали после разделения концентрата на классы крупности из данных химанализа по

Формуле

СаО + SiO + MgO + А1гО з

СаО + SiO + MgO + A1 0> где СаО, В О, МвО, А1гО з - массовая доля соответствующего компонента в подрешеточном классе концент ата р ф

СаО, SiO, (И@0, Я1гО(,, - массовая доля соответствующего компонен та в надрешеточном классе концентрата, I ЭК8 / ЭКВ (0, 1-О, 2) мм/мм, - эквивалентный диаметр частиц доизмельченного класса концентрата;

- эквивалентный диаметр частиц концентрата.

Табли ца 1

ГАЕ С1экв

6 экв

Гранулометрический состав и расп компонентов по классам крупности ределение химических концентрата ССГПО

Показатели

Класс крупности,,мм

+0,2 0,2--0,1f 0,1- 1 0,074-) 0,063-1 0,056- 0,044-1 0,040- 0,020- 0,010- 0,005 -О, 074 -0,063 -0,056 f -0,044 0,040 (-О,O2O -а, 010 -0,005 j

Гран. состав,3.0,14

Массовая доля, т:

Fe

Fe0

СаО

3,34

l,64

4,58 0110 4,83 36,63 44,84 1,97

0,36 1,57

52,04

0,83

23,88

2,24

41,10

2,40

20,33

6,75

55,15 57,83 63,05 70,30

1,6 1 1,23 1, 18 н.д .

27,82 27,79 29,89 н.д.

3,27 2,06 . 1,76 0.35

42,0

2,38

21,61

6,47

48,10

1,95

24,30

4,»

68,60

0,59 н.д.

0,59

Отношение 0,175 и 0,215 достигали разделением концентрата на ситах с диаметром ячейки 0,074 и 0,044 мм соответственно.

В исследуемом концентрате преобладающим, наиболее богатым по железу является класс крупности 0,044

0,020 мм (см ° табл.1) ° Измельчение более крупного класса до заданной величины эквивалентного диаметра частиц проводили в УДА-установке.

Смешивание полученных классов концентрата осуществляли в специальной смесительной емкости. Сюда же добавляли бентонит в количестве 0,6 6 от массы шихты, Шихту гранулировали в барабане-окомкователе в течение 5 мин при скорости вращения 29 об/мин.

Обжиг окатышей проводили в монослое. Температурно-временной режим обжига следующий: скорость нагрева

70 град/мин, изотермическая выдержка

20 мин, скорость охлаждения !00 град/

/мин.

Температуру изотермической выдержки изменяли от 1000 до 1300 С с целью о установления влияния доизмельчения концентрата на свойства окатышей по высоте палет,, Результаты обжига железорудных окатышей приведены в табл. 2, Из табл. 2 видно, что согласно предложенному способу прочност ь на сжатие из сухих окатышей с доизмельченными крупными классами концентрата увеличилась.

В то же время удалось повысить за счет интенсификации плавления .си- . ликатов вмещающих пород прочность на сжатие обожженных окатышей до величин

3,63; 3,80 и. 3,74 кН/ок. уже при

1150 С (что соответствует нижней части обжигаемого слоя). В окатышах из базовой шихты этот показатель равен 2,94 кН/ок.

Использование предлагаемого способа подготовки шихты для производства

6 окатышей обеспечивает в сравнении с существующим (прототипом) следующие преимущества: снижение содержания

5 мелочи (5-0 мм) в товарной пробе за счет повышения качества окатышей в нижней части спекаемого слоя, донной и бортовой постели, снижение температуры термообработки окатышей и

10 уменьшение времени выдержки в зоне обжига, что в целом позволяет снизить расход технологического топлива, снижение расхода кокса до 3 кг/т чугуна за счет использования окатышей в шихте доменных печей.

Формула изобретения

20 Способ подготовки шихты для производства окатышей, включающий разделение концентрата на классы крупности, измельчение крупного класса концентрата, смешивание его с неизмельчае25 мым классом, введение в концентрат флюсующих и упрочняющих добавок, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности окатышей и снижения энергозатрат на обжиг, определяют эквивалентный диаметр представительной пробы концентрата, делят ее на классы крупности и определяют в них содержание силикатных фаз, основную массу концентрата раз35 деляют до соотношения массовой доли силикатных фаз мелкого класса к массовой доли силикатных фаз крупного класса, равным 0.,175-0,215, после чего крупный класс измельчают до

40 величины отношения с 1581760

Продолжение табл. t

Показатели

Класс крупности, мм

1 0,063- 0,056- 0,0

-0,056 -0,044 0,0

+0)2 0,2-0,1 О, 1- 0,074- 44-1 0,040- 0,020- 0,010- 0,005

-0,074 -0,063 40 (-0,020 -0,010 -0,005

2,59

2,02

5,35

19,35 18,39 13,94 11,3 7,43 5,84

3,67 3,43 ?,64 2,36 1,66 1,34

5,48 5 10 4,26 3,07 2,00 1,71

Si0 м а

А1т 03

1,18 2,15

0,43 0,47

0,56 0,84

Химинеский состав

1 т Таблица

Влияние доизмельчения силикатосодержа01его класса концентрата на свойства желеэорудных окатышей класса крупности 0,020-0 мм.

Ъ ч ае!

К1

6/ ЭКВ

Качество обожженных окатышей, R, кН/ок при температуре обжига, C

Качество сухих окатышей, R., Н/ок

Опыт

1000 1\00 1150 1200 1250 1300

«Отношение массовой доли силикатных фаз подрешеточного к надрешеточному классу концентрата.

44

Базовая шихта.

Составитель Л.Шашенков

Редактор Т.Лазоренко Техред Л.Олийнык К орректор . уска

И.М

Заказ 2068 Тираж 503 Подписное . ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,101

1"

3

5

7

9

0,175

0,200

0,215

0,215

0,175

0,200

0,200

0,150

0,230

0,10

0,15

0,20

0,10

0,20

0,1

0,25

0,15

0,15

17,2

17,8

18,5

19,9

18,3

17,9

16,9

15,9

19,5

16,2

1,10 2,05

1,16 2,22

1,30 2,39

1,28 2,44

1,27 2,24

1,19 2,29

1,13 2,09

1;12 2,11

1,37 2,10

1,18 2,00

2,94 3,84

3,63 4,24

3,80 4,48

3,74 4,38

3,65 4,14

3,70 4,30

2,88 3,80

2,86 3,81

2,95 3,75

2,80 3,72

4,69 4, 59

4,62 4,56

4,72 4,55

4,68 4,61

4,60 4,60

4,65 4,58

4,01 4,16

3,98 4,09

3,93 4 11

3,90 4,00