Способ получения окатышей

 

Изобретение относится к области окускования материалов в черной металлургии. Сущность: способ включает подачу влажной шихты на тарель окомкователя, окомкование шихты с образованием восходящего и нисходящего слоев окатышей, обработку нисходящего слоя струями сжатого воздуха, подаваемыми в перекрестном токе к материалам. В нисходящем слое формируют воздушную полость путем подачи сжатого воздуха импульсом 0,4-6,8 Н, а периферию полости дополнительно обрабатывают струями вентиляторного воздуха, расход которого составляет 0,6-1,4 от расхода сжатого воздуха, что позволяет повысить прочность окатышей. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к производству железорудных окатышей.

Известен способ получения окатышей, включающий подачу влажной шихты в тарельчатый окомкователь, окомкование с образованием восходящего и нисходящего слоев окатышей (см. Вегман Е.Ф. Окускование руд и концентратов. М.: Металлургия, 1984, с.234-240).

К недостаткам способа относится невысокая прочность получаемых окатышей.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения окатышей, включающий подачу влажной шихты на тарель окомкователя, окомкование шихты с образованием восходящего и нисходящего слоев окатышей, обработку нисходящего слоя струями сжатого воздуха, подаваемыми в перекрестном токе к материалам (см. а.с. 1618771, МПК С 22 В 1/24, 1989г.).

К недостаткам способа относятся относительно невысокая прочность получаемых окатышей и потери шихты с выносом материалов из тарели окомкователя при струйной обработке. Это обусловлено следующим. Применение сжатого воздуха в процессе окомкования позволяет в общем случае повысить прочность окатышей, выход годного за счет динамического наклепа материалов друг с другом или с одним из ограждений. Интенсивность этого процесса зависит от площади взаимодействия струи и формы реакционной зоны. Увеличив площадь зоны взаимодействия и придав ей форму полусферы или полусферического сегмента, можно дополнительно повысить прочность окатышей. Однако в этом случае, как и в прототипе, возникают потери шихты с выносом материалов из тарели окомкователя, особенно значительные, если реакционная зона расположена близко от бортов тарели.

Задачей изобретения является повышение прочности окатышей и снижение потерь шихты.

Для достижения указанного технического результата в способе получения окатышей, в котором на тарель окомкователя подают влажную шихту, осуществляют окомкование шихты с образованием восходящего и нисходящего слоев окатышей, обработку нисходящего слоя струями сжатого воздуха, подаваемыми в перекрестном токе к материалам. Отличительным признаком предлагаемого способа от прототипа является формирование в нисходящем слое воздушной полости путем подачи сжатого воздуха импульсом 0,4-6,8 H, причем периферию полости дополнительно обрабатывают струями вентиляторного воздуха, расход которого составляет 0,6-1,4 от расхода сжатого воздуха.

Форма воздушной полости может иметь вид правильной полусферы, полусферического сегмента (при угле атаки струи, равном 70-90 град) или их неправильных разновидностей (при угле атаки струи менее 70 град). Воздушная полость образуется в нисходящем слое при определенных условиях. А именно: импульс струи и, соответственно, ее силовое воздействие должны быть на уровне 0,4-6,8 Н, при этом чем меньше угол атаки, тем импульс струи должен быть больше. Энергия струи расходуется на формирование воздушной полости, придание скорости и сообщение импульса комкуемым шихтовым материалам. Струйное воздействие на слой вызывает повышение прочности окатышей за счет динамического наклепа, зародышеобразование и ускорение роста гранул путем динамического внедрения частиц и конгламератов зерен в поверхность окатышей. В воздушной полости все эти процессы многократно усиливаются за счет увеличения площади реакционной зоны, интенсивного вращения, соударения и взаимной коагуляции частиц шихты. Мелкие окатыши и зародыши способны выполнить 1-2 оборота по образующей полости до выхода из нее, более крупные гранулы могут находиться в полости более длительное время, совершая 2-3 оборота.

Если импульс струи сжатого воздуха будет менее 0,4 Н, то энергии струи не хватит, чтобы сформировать воздушную полость, и повышения прочности окатышей не произойдет. Если импульс струи сжатого воздуха будет более 6,8 Н, то в этом случае нарушается стабильность окомкования, воздушная полость размывается, в результате падает производительность окомкования и увеличиваются потери шихты.

Часть материалов в зависимости от угла атаки струи и места ее расположения выносится из воздушной полости на рабочую площадку или на транспортер подачи кондиционных окатышей, формируя потери шихты в виде просыпи. Чтобы снизить это негативное явление, по периферии полости, откуда идет неорганизованный вертикальный выброс материалов, под некоторым углом (30-90 град) подают дополнительные струи, которые формируют аэродинамическую отсечку выбросов. Т.к. масса и скорость выбрасываемых из полости материалов невысоки, а площадь выброса значительная, то для струйной отсечки рационально применять струи невысокой мощности и давления, но с более высоким расходом. Таким условиям удовлетворяют струи вентиляторного воздуха, давление которого достигает 20 кПа, а по стоимости он более чем в 10 раз дешевле сжатого воздуха. Расход вентиляторного воздуха составляет величину, равную 0,6-1,4 от расхода сжатого воздуха. Это количество вентиляторного воздуха обеспечивает эффективную струйную отсечку и минимальные потери шихты с просыпью. Если расход вентиляторного воздуха будет составлять менее 0,6 от расхода сжатого воздуха, то этого количества воздуха не хватит, чтобы снизить выбросы из полости. Их количество остается на уровне прототипа. Если расход вентиляторного воздуха будет более 1,4 от расхода сжатого воздуха, то энергия струи существенно возрастает и окатыши способны разупрочняться, что противоречит задаче изобретения.

Таким образом, за счет отличительных от прототипа признаков заявляемый способ приобретает новые свойства: увеличение реакционной поверхности на границе струи и комкующегося материала, организация циркуляционного движения материалов в воздушной полости, струйная отсечка неорганизованных выбросов материалов из полости и вовлечение их в процесс динамического наклепа. Что ведет к повышению прочности окатышей и снижению потерь шихты.

Способ получения окатышей реализуется с помощью устройства, представленного на чертеже.

Тарельчатый окомкователь содержит борта 1 и днище 2, на поверхности которого формируется восходящий слой (не показан) и нисходящий слой 3, в котором формируют воздушную полость 4 с помощью потока сжатого воздуха, истекающего из сопла 5, установленного под углом к нисходящему слою. Воздушная полость имеет периферию 6, которая характеризует кольцевую границу полости, находящуюся на пересечении полусферы полости и верхней границы нисходящего слоя. По периферии движутся вертикальные потоки 7, которые формируют выбросы материалов из полости. Для их аэродинамической отсечки на периферию полости подают струи вентиляторного воздуха, истекающего из сопл 8, подсоединенных к кольцевому коллектору 9 с возможностью изменения угла атаки к слою и снабженных регулирующей аппаратурой (вентилями) 10.

Способ получения окатышей осуществляется следующим образом. Влажная шихта подается на днище 1 тарели, во время вращения которой образуется нисходящий слой 3. Материалы слоя, ограниченные бортами 2, движутся сверху вниз в режиме переката. Для повышения прочности окатышей и ускорения роста гранул в нисходящем слое 3 формируют воздушную полость 4, представляющую собой полусферическое углубление, границы которого образованы комкующимися материалами. Полость 4 формируют потоком сжатого воздуха (импульсом 0,4-6,8 Н), который истекает из сопла 5, ориентированного к нисходящему слою 3. При взаимодействии струи сжатого воздуха со слоем 3 часть материалов выносится из полости 4 в виде потока 7 и не участвует в динамическом наклепе. Чтобы вовлечь потоки 7 в процесс струйной обработки сжатым воздухом, повысить их прочность и уменьшить их вынос из слоя и тем самым снизить потери шихты с выбросами на периферию 6 подают струи вентиляторного воздуха, истекающего из сопл 8. Максимальное число сопл может быть 4-6, число работающих струй зависит от угла атаки сопла 5, массы потоков 7 и может быть равно 1-6. Сопла 8 запитаны от кольцевого коллектора 9, а количество вентиляторного воздуха в них можно регулировать с помощью вентилей 10.

Пример. Отработку способа получения окатышей вели на тарельчатом окомкователе диаметром 0,62 м, установленном под углом в 45^o к горизонту и вращающемся со скоростью 12 об/мин. Расположение сопл сжатого и вентиляторного воздуха выполнено согласно предлагаемой технической схеме. Изменение импульса потока сжатого воздуха достигалось путем смены сопловых насадков диаметром 5, 10, 15, 20, 25 мм, а количество вентиляторного воздуха измеряли с помощью ротаметра РМ-63Г, регулируя его расход вентилями. Затем рассчитывали соотношение расходов вентиляторного и сжатого воздуха, измеряли прочность кондиционных окатышей, потери шихты с выбросами и глубину воздушной полости. Полученные результаты представлены в таблице.

Как видно из таблицы, повышение прочности окатышей достигнуто в пределе 6-15% за счет образования воздушной полости глубиной 5-95 мм, которая в свою очередь сформирована потоком сжатого воздуха импульсом 0,4-6,8 Н. Если импульс потока будет менее 0,4 Н, то воздушная полость не образуется и прочность окатышей остается на уровне прототипа. Если импульс потока будет более 6,8 Н, то происходит пробой слоя, нарушается стабильность окомкования и возрастают потери шихты. Снизить потери комкуемых материалов в 2,5 раза с 0,1% до 0,04% можно дополнительной подачей вентиляторного воздуха. Таким образом, повышение прочности окатышей и снижение потерь шихты с просыпью позволяют считать предлагаемый способ получения окатышей более эффективным.

Формула изобретения

Способ получения окатышей, включающий подачу влажной шихты на тарель окомкователя, окомкование шихты с образованием восходящего и нисходящего слоев окатышей, обработку нисходящего слоя струями сжатого воздуха, подаваемыми в перекрестном токе к материалам, отличающийся тем, что в нисходящем слое формируют воздушную полость путем подачи сжатого воздуха импульсом 0,4-6,8•Н, причем периферию полости дополнительно обрабатывают струями вентиляторного воздуха, расход которого составляет 0,6-1,4 от расхода сжатого воздуха.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2