Способ обжига окатышей из ванадиевых шлаков и шахтная печь для его осуществления

 

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при обжиге конвертерных ванадиевых шлаков в шахтных печах. Целью изобретения является повышение степени извлечения ванадия и уменьшение расхода топлива. Регулирование температурного режима при обжиге окатышей в шахтной печи производится путем дискретной подачи окислителя по высоте , зоны обжига, Нагрев окатышей до 500-600°С осуществляют в слабоокислительной атмосфере продуктов сгорания природного газа с содержанием кислорода 0,5-2,0%. В зону обжига подводят продукты сгорания природного газа с содержанием кислорода 0,5-3,0% и дискретно окислитель , причем содержание кислорода в газе после смешения поддерживают 4,0-8,0% на горизонтах ввода окислителя. В качестве окислителя используют смесь воздуха и очищенного колошникового газа в объемном отношении (1-3) ,:1 соответственно. Шахтная печь для осуществления этого способа обжига оборудована коробами для подачи окислителя, расположенными выше арок для подачи продуктов сгорания природного газа в слой. Ряды коробов подачи окислителя расположены с последовательно уменьшающимся в 1,5-2,5 раза шагом, начиная с нижн его ряда по высоте печи. Изобретение позволяет существенно повысить качество обжига и степень вскрытия шлака на 5%, снизить расход природного газа на 25-30%. 2 С. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил. (Л С vi о о о о ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з С 22 В 1/214

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Ы а%МоЮ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ6СТВУ (21) 4391020/02 (22) 28.12.87 (46) 23.12.91. Бюл. N. 47 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт металлургической теплотехники и

Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им. H,Ï.Áàðдина (72) В.В.Червоткин, М.З.Бланк, Б.А.Бокови- ков, Н.Г.Чиркова, Н.П.Слотвинский-Сидак, В.В.Юренко и С.Б.Новицкий (53) 669 183.423 (088.8) (56) Букетов Е,А., Мальниев В.П. Технологические процессы шахтного обжига в цветной металлургии. — Алма-Ата:,Наука, 1973,,с. 154-164, Авторское свидетельство СССР

ЬЬ 1315478, кл. С 21 В 13/00, 1985, (54) СПОСОБ ОБЖИГА ОКАТЫШЕЙ ИЗ ВАНАДИЕВЫХ ШЛАКОВ И ШАХТНАЯ ПЕЧЬ . ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при обжиге конвертерных ванадиевых шлаков в шахтных печах. Целью изобретения является повышение степени извлечения ванадия и уменьшение расхода топлива. РегулироИзобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при обжиге конвертерных ванадиевых шлаков в шахт ных печах.

Целью изобретения является повышение степени извлечения ванадия и снижение расхода топлива на процесс.,, Ы,, 1700069 А1 вание температурного режима при обжиге окатышей в шахтной печи производится путем дискретной подачи окислителя по высоте зоны обжига, Нагрев окатышей до

500 — 600 С осуществляют в слабоокислительной атмосфере продуктов сгорания природного газа с содержанием кислорода

0,5 — 2,0%, В зону обжига подводят продукты сгорания природного газа с содержанием кислорода 0,5-3,0% и дискретно окислитель, причем содержание кислорода в газе после смешения поддерживают 4,0-8,0% на горизонтах ввода окислителя. В качестве окислителя используют смесь воздуха и очищенного колошникового газа в обьемном отношении (1 — 3):1 соответственно. Шахтная печь для осуществления этого способа обжига оборудована коробами для подачи окйслителя, расположенными выше арок для подачи продуктов сгорания. природного газа в слой. Ряды коробов подачи окислителя расположены с последовательно уменьшающимся в 1,5-2,5 раза шагом, начиная с нижнего ряда по высоте печи. Изобретение позволяет существенно повысить качество обжига и степень вскрытия шлака на 5%, снизить расход природного газа на 25-30 .

2 С, и 1 з.п. ф-лы, 2 ил, 1

Регулирование температурного режима зоны обжига производится путем дискретной (рассредоточенной) подачи окислителя и изменения содержания кислорода в газовой фазе, что обеспечивает рациональный режим процесса, окисления и позволит провести обжиг достаточно интенсивно с мини1700069 мальным расходом природного газа и получением качественного продукта.

Для окислительного обжига используют вэнэдийсодер>кащие окатыши из конвертерных шлаков с различными добавками.

При высокотемпературной обработке ванадийсодер>кэщих окатышей происходит окисление металлического железа, низших оксидов железа, марганца и ванадия, разложение кэрбонэтов, входящих в состав исходной шихты, а также образование растворимыхсоединений ванадия с натрием и кальцием (ванадэтов натрия и кальция), В результате окисления окатышей содержание кислорода в газовой фазе быстро снижэется до 0,52,0% на выходе из зоны обжига, поэтому и скорость окисления окатышей падает и не происходит черезмерного разогрева слоя.

Кроме того, температура материала в верхней части зоны обжига существенно ниже, чем в нижней. Для того, чтобы не допускать резкого повышения температуры слоя в зоне обжига и выдержать заданный температурный ре>ким, ввод окислителя в печь производится рассредоточен но (дискретно) по высоте зоны обжига. Так как поглощение кислорода из газовой фазы в верхней части идет более интенсивно, то в соответствии с кинетикой окисления окатышей для компенсации снижения содержания кислорода в газовой фазе в эту часть зоны обжига окислитель подается более часто. Содержание кислорода в окислителе и окислительный потенциал атмосферы определяются химсоставом окатышей из вэнэдиевого шлака и видом реакционных добавок. !

Содержание кислорода в гэзовой фазе на горизонтах ввода окислителя после его смешения с продуктэми сгорания поддерживают нэ уровне 4,0-8,0%, тэк как при более высоком содержании кислорода существенно возрастает скорость окисления оксидов железа, марганца и ванадия, что приведет к недопустимому повышению температуры в зоне протекания реакций окисления, спекообразованию и нарушению технологического режима. При содержении кислорода в газовой фазе менее 4.0% значительно уменьшается скорость реакций окисления и увеличивается время пребывания материала в зоне обжига, что ведет к черезмерному росту высоты зоны обжига и является экономически нецелесообразным.

В качестве окислителя используют смесь воздуха и холодного очищенного колошникового газа, Разбэвление воздуха колошниковым газом позволит поддерживать заданный температурный режим в зоне обжига и избежать локального повышения температуры в зоне вводе окислителя, Обь10 отвода 4 и 5 колошникового газа, Загрузка . сырых окатышей в печь производится с поащего воздуха

55 емное соотношение воздуха и очищенного колошникового газа в смеси (1 — 3):1 обусловлено необходимостью поддержания содержания кислорода в газовой фээе на горизонтах подвода оксилителя в диапазоне 4,0-8,0% и определяется химическим составом исходных окатышей

Нэ фиг. 1 изображенэ печь, поперечный разрез; на фиг. 2 — то же, продольный разрез, Шахтная печь состоит из шахт 1, образованных вертикальными стенками арок 2 для подачи продуктов сгорания природного газа в слой. Продукты сгорания природного газа поступают в печь иэ выносной топки 3.

В верхней части печи имеются коробэ для мощью конвейеров 6, Шэхтнэя печь имеет четыре эоны; подогрева, обжига, вэнадэции и охлаждения, В зоне обжига шахтной печи в шахтном порядке установлены три ряда коробов 10 для подвода окислителя. Ряды коробов расположены с последовательно уменьшающимся шагом по высоте зоны обжига. В ни>кней части печи расположены разгрузочные бункера 7, оборудованные шлюзовыми эатворэми, обеспечивающими герметизацию механизма выгрузки, а также короба 8 и 9 д:„ . подвода и отводэ охлаждэРяды коробов для подачи окислителя, -начиная с нижнего, установлены по высоте печи с последовательно уменьшающимся в

1,5 — 2,5 раза шагом. Неравномерное расположение коробов 10 по высоте печи сделано с учетом кинетических закономерностей процесса окисления ванадийсодержащих окатышей и позволит получить рационэльный температурный режим в зоне обжига при наличии экзотермических реакций. При относительном изменении шага установки коробов 10 по высоте печи менее чем 1,5 времени для срабатывания окислительного потенциала в каждой подзоне зоны обжига будет недостаточно, а это приведет к повышению содержания кислорода в газовой фазе, скорости реакций окисления, разогреву слоя и нарушению технологического режима. Относительное изменение шага расположения коробов более чем в 2,5 раза приведет к появлению буферного объема зоны обжига, где процессы окисления уже практически не идут, что экономически нецелесообразно из-за нерационального увеличения габаритов агрегата.

Использование способа обжига окатышей и конструкции шахтной печи позволит предотвратить возможность аварийной ситуации, связанной с неконтролируемым по1700069 оЖй вышением температур в зоне обжига, и таким образом повысит надежность работы печи. Расположение коробов в зоне обжига по изобретению и создание в печи атмосферы с заданным окислительным потенциа- 5 лом позволит существенно повысить качество обжига и степень извлечения ванадия (степень вскрытия шлака увеличивается на 5 ), снизить расход природного газа на

25-30 и повысить производительность аг- 10 регата.

Формула изобретения

1. Способ обжига окатышей из ванадиевых шлаков в шахтной печи, включающий их нагрев до 500 — 600 С, окислительный об- 15 жиг при температурах 500-900 С, выдержку иохлаждение,отличающийся тем,что, с целью повышения степени извлечения ванадия и уменьшения расхода топлива, нагрев окатышей ведут в слабоокислительной 20 атмосфере продуктов сгорания природного газа с содержанием кислорода 0,5-2,0, а окислительный обжиг осуществляют с подводом продуктов сгорания природного газа с содержанием кислорода 0,5-3,0 и окислителя, причем осуществляют дискретную подачу окислителя по высоте зоны обжига, поддерживая содержание кислорода в газе после смешения окислителя с продуктами сгорания на горизонтах ввода окислителя на уровне 4,0 — 8,07ь.

2. Способ по и. 1. отличающийся тем, что в качестве окислителя используют смесь воздуха и очищенного колошникового газа в объемном соотношении (1 — 3):1 соответственно.

3. Шахтная печь для обжига окатышей из ванадиевых шлаков, содержащая выносную топку, арки для подачи продуктов сгорания в слой, короба для подвода и отвода охлаждающего воздуха, отличающаяся тем, что шахтная печь снабжена расположенными выше арок коробами для подачи окислителя, установленными по высоте печи рядами с последовательным уменьшением в 1,5 — 2,5 раза шагов между рядами.

1700069

Йиркуи

РДАюж

Ми/реа

ЙЦ

Юбц

Составитель Л.Александров

Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор M.Кучерявая

Редактор С.Пекарь

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

Заказ 4444 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5