Способ получения спечённой руды
Изобретение относится гранулированию материала для спекания. В предложенном способе компаундированный исходный материал для спекания, содержащий не менее 10 мас.% мелкопорошковой железной руды с размером частиц не более 150 мкм, гранулируют в грануляторе путём вдувания в него водяного пара таким образом, что гранулированный исходный материал для спекания, загруженный на паллету, нагревается до температуры, превышающей начальную температуру компаундированного исходного материала для спекания перед загрузкой в гранулятор не менее чем на 10°C, и увлажняется. При этом содержание воды в гранулированном исходном материале для спекания доводят до величины от 6 до 10 мас.% как заданного. Обеспечивается повышение производительности по спечённой руде за счет уменьшения размера влажной зоны, образующейся в слое загруженного исходного материала на паллете машины для спекания. 6 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл., 4 пр.
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к способу получения спечённой руды, и конкретно, в нём предлагается способ, эффективный для повышения объёма выпуска спечённой руды путём использования гранулированного исходного материала для спекания, что способствует уменьшению размера влажной зоны, которая появляется в загруженном слое исходного материала на паллете машины для спекания.
Уровень техники
Известно, что при работе машины для спекания влажная зона оказывает большое влияние на потерю давления в слое загруженного исходного материала на паллете, и приложены усилия для уменьшения используемого количества углеродного материала и повышения производительности спекания путём снижения доли, занимаемой влажной зоной. Например, в Патентном документе 1 раскрыт способ получения спечённой руды путём добавления воды и связующего к сырью для спекания, содержащему углеродный материал, с целью гранулирования смеси путём её высушивания во вращающейся обжиговой печи с целью получения гранулированного исходного материала для спекания и путём загрузки гранулированного исходного материала для спекания с целью спекания гранулированного исходного материала на паллете. Однако в рамках данного способа требуется специальное оборудование, такое как вращающаяся обжиговая печь, для высушивания гранулированного исходного материала для спекания при помощи вращающейся обжиговой печи или тому подобного.
В Патентном документе 2 предложен способ, в котором крупнокусковую руду в качестве сырья доменной печи, предназначенного для загрузки в доменную печь, загружают в охладитель, оборудованный в машине для спекания, с целью предварительного высушивания крупнокусковой руды. То есть, в данном способе крупнокусковую руду, предназначенную для загрузки в доменную печь, загружают в охлаждающее устройство (охладитель) машины для спекания в позиции, где температура внутри устройства (температура охлаждаемой спечённой руды) достигает значения от 300 до 600°C, и предварительно высушивают.
Объём выпуска (т/ч) машины для спекания обычно определяется производительностью (т/(ч×м2))×площадь (м2) машины для спекания. То есть, объём выпуска спечённой руды определяется техническими характеристиками машины для спекания (ширина машины, длина машины), толщиной загружаемого слоя, насыпной плотностью сырья для спекания, временем спекания (горения), выходом готовой спечённой руды и так далее. С учётом вышесказанного, в целях увеличения объёма выпуска спечённой руды считается эффективным повышение газопроницаемости загружаемого слоя (потеря давления) для сокращения времени спекания или повышение прочности спечённого рудного продукта и, за счёт этого, повышение выхода.
В последние годы порошкообразная железная руда как сырьё для спекания стала низкосортной вследствие исчерпания высококачественной железной руды, что обусловливает не только увеличение количества шлакового ингредиента и дополнительное уменьшение размера частиц порошка железной руды, но и также приводит к ухудшению характеристик грануляции в силу повышения содержания оксида алюминия (Al2O3), доли мелкого порошка и тому подобного. В противоположность этому, для доменной печи необходима низкая доля шлака с точки зрения понижения стоимости производства плавленого железа и уменьшения количества образующегося CO2. Соответственно, требуется спечённая руда, имеющая высокую восстановимость и высокую прочность.
Список литературы
Патентные документы
Патентный документ 1: заявка на патент Японии JP-A-2007-169780
Патентный документ 2: заявка на патент Японии JP-A-2013-119667
Раскрытие изобретения
Техническая проблема
С целью увеличения объёма выпуска спечённой руды в описанных выше традиционных способах, например, в способе, раскрытом в Патентном документе 1, в котором гранулированное сырьё для спекания предварительно высушивают с использованием вращающейся обжиговой печи, необходимо новое специальное оборудование (вращающаяся обжиговая печь), а это порождает проблему увеличения стоимости, связанную с тем, что повышается стоимость оборудования и требуется топливо в дополнение к связующему реагенту, используемому в процессе спекания.
К тому же, в способе, раскрытом в Патентном документе 2, для предварительного нагрева крупнокусковой руды, загруженной в доменную печь, используется источник тепла охладителя, имеющегося в машине для спекания. С учётом вышесказанного, данный способ не нацелен на увеличение объёма выпуска спечённой руды и повышение качества загружаемого слоя материала путём контролирования влажной зоны загружаемого слоя сырья на паллете посредством улучшения самого гранулированного исходного материала для спекания.
Общеизвестно, что при гранулировании компаундного сырья для спекания, содержащего большое количество мелкопорошковой железной руды с размером частиц не более 150 мкм, называемого сырьём для изготовления цилиндрических гранул, размер частиц становится неравномерным, что приводит к образованию крупных агломерированных частиц, которые являются лишь агломератами мелкого порошка. В случае приложения нагрузки (сила сжатия) на паллету машины для спекания, где такие крупные агломерированные частицы, обладающие слабой прочностью связывания, осаждают с определённой толщиной, агломерированные частицы проявляют тенденцию к разрушению и слабому распылению, обусловливая уменьшение доли пустот в загружаемом слое. Соответственно, газопроницаемость в загружаемом слое ухудшается, что затрудняет сгорание материала для спекания, а это в результате приводит к тому, что период времени спекания для получения спечённой руды удлиняется, и, таким образом, объём выпуска спечённой руды снижается. С другой стороны, когда время спекания сокращается, спекание становится недостаточным, что снижает выход спечённой руды, вызывая проблему, заключающуюся в снижении объёма выпуска спечённой руды.
С учётом вышесказанного, цель изобретения заключается в том, чтобы решить вышеизложенную проблему, присущую способам предшествующего уровня техники, а конкретно, предложить способ получения спечённой руды, в котором в машину для спекания загружается гранулированное сырьё для спекания, полученное путём гранулирования с использованием нагретого до температуры выше определённого значения и увлажнённого пара, в результате чего может улучшаться газопроницаемость загруженного слоя, а, следовательно, может увеличиваться объём выпуска спечённой руды.
Решение проблемы
В соответствии с изобретением, для решения указанной выше проблемы компаундированное сырьё для спекания гранулируют при одновременном нагревании и увлажнении путём вдувания пара, такого как водяной пар, в высокоскоростной смеситель перемешивающего типа, такой как барабанный смеситель, смеситель фирмы Айрих или подобный им, либо в гранулятор, такой как окомкователь или ему подобный, формируя таким образом гранулированное сырьё для спекания с температурой, выше начальной температуры компаундированного исходного материала для спекания до загрузки в барабанный смеситель. Например, формируют горячий гранулированный материал для спекания (гранулированное сырьё для спекания) с температурой не ниже 45°C, которая выше начальной температуры компаундированного сырья для спекания, более предпочтительно, с температурой не ниже 60°C, но ниже 70°C, и загружают на паллету машины для спекания.
То есть, настоящее изобретение представляет собой способ получения спечённой руды, включающий в себя следующее:
загружают гранулированное сырьё для спекания, полученное путём гранулирования компаундированного исходного материала для спекания, содержащего, по меньшей мере, железную руду, углеродный материал и вспомогательный материал, из секции подачи исходного материала машины для спекания на циркулирующую паллету с образованием загруженного слоя и
сжигают углеродный материал в загруженном слое с использованием зажигательного горна при одновременном отсасывании газа над загруженным слоем с помощью дутьевой камеры, размещённой под паллетой, чтобы за счёт этого вводить газ в загруженный слой для сжигания углеродного материала,
отличающийся тем, что
компаундированное сырьё для спекания, содержащее не менее 10 масс. % мелкопорошковой железной руды с размером частиц не более 150 мкм, гранулируют в грануляторе при вдувании водяного пара в гранулятор, так что гранулированный исходный материал для спекания, загружаемый на паллету, нагревается до температуры, выше начальной температуры компаундированного исходного материала для спекания перед загрузкой в гранулятор не менее, чем на 10°C, и увлажняется.
В данном изобретении предпочтительным является следующее:
(1) гранулированный исходный материал для спекания нагревают до температуры не ниже 45°C, но ниже 70°C;
(2) содержание воды в гранулированном исходном материале для спекания доводят до величины от 6 до 10 масс. % как заданного значения;
(3) если температура гранулированного исходного материала для спекания после гранулирования превышает 70°C, содержание воды в гранулируемом исходном материале для спекания составляет на величину от 0,5 масс. % до 3,0 масс. % выше содержания воды, заданного при температуре не выше 70°C;
(4) водяной пар вдувают в грануляторе непосредственно в направлении компаундированного исходного материала для спекания так, чтобы удовлетворялось следующее соотношение:
W50/Wm ≤ 0,8
где W50 представляет ширину диапазона, в котором повышение температуры за счёт вдувания водяного пара составляет не менее 50% от максимального повышения температуры, и
Wm представляет ширину, в которой присутствует компаундированный исходный смешанный материал;
(5) водяной пар вдувают в гранулятор непосредственно в направлении компаундированного исходного материала для спекания так, чтобы удовлетворялось следующее соотношение:
W50/Wm ≤ 0,6
где W50 представляет ширину диапазона, в котором итоговая температура за счёт вдувания водяного пара составляет не менее 50% от максимального повышения температуры, и
Wm представляет ширину, в которой присутствует компаундированный исходный смешанный материал.
Полезный эффект изобретения
Согласно изобретению компаундированный исходный материал для спекания гранулируют в высокоскоростном смесителе перемешивающего типа, таком как барабанный смеситель, смеситель фирмы Айрих или им подобном, либо в грануляторе, таком как окомкователь или ему подобном, при вдувании в него водяного пара, за счёт чего гранулированный исходный материал нагревается до температуры, выше начальной температуры (температуры компаундированного исходного материала для спекания до загрузки в гранулятор или ему подобное устройство) исходного материала (исходного материала, хранимого на складе сырья) не менее, чем на 10°C, и увлажняется и, таким образом, в качестве компаундированного сырья для спекания можно использовать большее количество исходного материала для спекания, содержащего мелкопорошковую железную руду с размером частиц не более 150 мкм. Кроме того, согласно изобретению, улучшается газопроницаемость загруженного слоя исходного материала на паллете машины для спекания, куда загружают полученный гранулированный исходный материал для спекания, так что производительность по спечённой руде резко повышается.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 представляет собой изображение, показывающее последовательность операций в соответствии с изобретением, где фиг. 1(a) является схематичным изображением, иллюстрирующим конфигурацию барабанного смесителя и паровой трубы, а на фиг. 1(b) представлено сечение, иллюстрирующее внутреннюю конструкцию барабанного смесителя.
Фиг. 2 является графиком, показывающим соотношение между временем вдувания водяного пара и повышением температуры гранулированного исходного материала для спекания при изменении времени вдувания водяного пара.
Фиг. 3 представляет собой график, отображающий соотношение между температурой гранулированного исходного материала для спекания и содержанием воды после гранулирования.
Фиг. 4 является графиком, показывающим соотношение между долей мелких порошков с размером частиц не более 150 мкм в компаундированном исходном материале для спекания и эффектом повышения производительности.
Фиг. 5(a) - 5(c) представляют собой изображения, поясняющие способ оценки теплопереноса к компаундированному исходному материалу для спекания, сопровождающего вдувание водяного пара.
Осуществление изобретения
Гранулированное сырьё для спекания (псевдочастицы), загружаемое на паллету машины для спекания с целью изготовления спечённой руды, обычно получают при помощи того, что, прежде всего,
помещают исходный материал, содержащий порошок железной руды, называемый сырьём для спекания, имеющий размер частиц примерно от 1,0 до 5,0 мм как среднеарифметический размер,
разнородные источники железа, такие как различные виды пыли, образующиеся в железных мельницах, или тому подобное,
материал, содержащий CaO, такой как известняк, негашёная известь, сталелитейный шлак и тому подобное,
связующий реагент, такой как коксовая мелочь, антрацитовый уголь или тому подобное, и
произвольный компаундированный материал, такой как материал, содержащий MgO, образующийся в результате измельчения никелевого шлака; доломит, серпентин и тому подобное, а также материал, содержащий SiO2, образующийся в результате измельчения никелевого шлака, кварцит (кварцевый песок) и тому подобное
в воронку и затем отсекают от воронки поток компаундированного исходного материала для спекания при данном соотношении на конвейере для формирования компаундированного исходного материала для спекания,
загружают компаундированный исходный материал для спекания в гранулятор и
гранулируют при перемешивании и смешивании, с необходимым увлажнением для получения гранулированного исходного материала для спекания (псевдочастиц), имеющего среднеарифметический размер частиц примерно от 3,0 до 6,0 мм.
В настоящем описании среднеарифметический размер частиц представляет собой размер частиц, описываемый формулой [∑(di×vi)], а среднегармонический размер частиц представляет собой размер частиц, описываемый формулой [1/∑(vi/di)]. В данном случае vi является долей частиц, присутствующих в i-том диапазоне номеров зерна, а di является типичным размером частиц в i-том диапазоне номеров зерна.
В рамках настоящего изобретения в грануляторе, применяемом для гранулирования компаундированного исходного материала для спекания, можно использовать вышеупомянутый высокоскоростной смеситель перемешивающего типа или окомкователь, но предпочтительно использовать барабанный смеситель, показанный на фиг. 1, а также можно использовать множество барабанных смесителей. Нижеследующее представляет собой пример использования барабанного смесителя в качестве гранулятора.
Кроме того, гранулированный исходный материал для спекания (псевдочастицы), полученный путём гранулирования с использованием барабанного смесителя, вначале загружают на паллету машины для спекания до достижения толщины (высоты) примерно от 400 до 600 мм при помощи загрузочного устройства, расположенного над машиной для спекания, и осаждают для формирования слоя загружаемого исходного материала. Затем углеродный материал, содержащийся в слое загруженного исходного материала, зажигают при помощи зажигательного горна, расположенного над слоем загруженного исходного материала. После этого углеродный материал в слое загруженного исходного материала последовательно выжигают с его поверхности при нисходящем отсасывании с помощью дутьевой камеры, расположенной под паллетой, и спекают загруженный исходный материал (гранулированный исходный материал для спекания, образованный в основном псевдочастицами) путём последовательного сжигания и плавления с использованием выделяющейся теплоты сгорания. Затем спечённый слой (аглоспек), полученный на паллете машины для спекания, проходит через дробильную машину и охладитель машины для спекания, просеивается для разделения по размерам, сортируется на крупнокусковой спечённый рудный продукт с размером частиц не менее 5 мм и возвратную руду с размером частиц меньше 5 мм и извлекается.
Фиг. 1 является схемой, поясняющей вариант осуществления настоящего изобретения на стадии, где сначала изготовляется гранулированный исходный материал для спекания, подаваемый в машину для спекания, (гранулируется) с использованием гранулятора (барабанного смесителя). В условиях настоящего изобретения, когда гранулирование осуществляют в грануляторе, таком как барабанный смеситель 1, показанный на фиг. 1, в барабанный смеситель 1 вдувают (впрыскивают), например, водяной пар, за счёт чего температура гранулированного исходного материала 2 для спекания повышается до температуры, по меньшей мере, не менее, чем на 10°C выше начальной температуры компаундированного исходного материала для спекания при загрузке в барабанный смеситель 1, например, приблизительно до температуры, по меньшей мере, не менее, чем на 10°C выше значения, находящегося в диапазоне от температуры воздуха до 35°C (температура на входной стороне барабанного смесителя). Гранулированный исходный материал 2 для спекания предпочтительно нагревают до температуры от 45°C до значения ниже 70°C и увлажняют до достижения заданной величины содержания воды.
Согласно данному способу, температура гранулированного исходного материала 2 для спекания в слое, загруженном на паллету 3 машины для спекания, может подниматься выше обычного значения, что приводит к уменьшению осаждения водного содержимого, испарившегося в зоне сгорания-плавления внутри загруженного слоя. Соответственно, может уменьшаться потеря давления в машине для спекания (особенно, во влажной зоне), а, следовательно, может повышаться производительность по спечённой руде в машине для спекания.
Спечённую руду можно получать путём совместной загрузки гранулированного исходного материала для спекания (псевдочастиц), изготовленного способом гранулирования, приведённым в соответствие с данным изобретением, и другого исходного материала для спекания, полученного способом, не приведённым в соответствие с данным изобретением, на паллету машины для спекания. В указанном случае желаемый эффект изобретения может достигаться при загрузке гранулированного исходного материала для спекания, полученного способом гранулирования, приведённым в соответствие с данным изобретением, в количестве не менее 50 масс. % по отношению к общему количеству материалов, загруженных в машину для спекания.
Как температуру компаундированного исходного материала для спекания, так и температуру гранулированного исходного материала для спекания можно измерять с использованием термометра контактного типа, такого как термопара или тому подобное, до и после гранулятора, а можно измерять с использованием термометра неконтактного типа, такого как радиационный термометр или ему подобный. При использовании радиационного термометра, в частности, излучательная способность может изменяться в пределах диапазона от 0,6 до 1,0, в зависимости от марки компаундированного исходного материала для спекания, вызывая ошибку измерения температуры. С учётом вышесказанного, желательно устанавливать излучательную способность заранее путём использования для измерения радиационного термометра и контактного термометра в одно и то же время.
Предпочтительно вдувать водяной пар, требуемый для повышения температуры гранулированного исходного материала для спекания до значения не менее, чем на 10°C выше температуры компаундированного исходного материала для спекания на входной стороне барабанного смесителя 1, в количестве не менее 3 кг/т-с, предпочтительно примерно от 4 кг/т-с до 25 кг/т-с так, чтобы гранулированный исходный материал для спекания увлажнялся для достижения заданного содержания воды (от 6 до 10 масс. %). При вдувании указанного количества водяного пара может обеспечиваться желательное содержание воды (от 6 до 10 масс. %) в гранулированном исходном материале для спекания и хорошая газопроницаемость загруженного слоя на паллете 3 машины для спекания, что приводит к повышению производительности по спечённой руде. То есть, желательное содержание воды является различным в соответствии с содержанием воды на входной стороне барабанного смесителя, а также маркой и размером частиц железной руды, используемой в качестве исходного материала, но составляет примерно от 6 до 10 масс. % в обычном гранулированном исходном материале для спекания.
В общем случае явное тепло воды при 100°C составляет не менее 2200 кДж/кг, а удельная теплоёмкость воды составляет 4,2 кДж/кг, и, таким образом, количество тепла, требуемое для возвращения водяного пара в состояние жидкой воды является очень большим. На фиг. 2 представлено изображение, показывающее изменение температуры гранулированного исходного материала для спекания после гранулирования с изменением времени вдувания водяного пара. Как видно из фиг. 2, при использовании явного тепла, присущего водяному пару, температуру компаундированного исходного материала для спекания можно легко повышать до температуры не менее, чем на 10°C выше температуры компаундированного исходного материала для спекания непосредственно перед загрузкой в барабанный смеситель, то есть, примерно до значения не ниже 45°C, предпочтительно примерно до 70°C, в результате грануляционной обработки примерно за несколько десятков секунд.
Согласно исследованиям авторов изобретения, обнаружено, что когда температура гранулированного исходного материала для спекания (псевдочастиц) превышает 70°C, становится активным испарение из гранулированного исходного материала для спекания, что приводит не только к уменьшению содержания воды в псевдочастицах после гранулирования, но и к заметной эндотермичности вследствие скрытой теплоты парообразования.
Например, на фиг. 3 представлено изображение, показывающее изменение содержания воды, имеющейся в гранулированном исходном материале для спекания после гранулирования, на выходной стороне барабанного смесителя, по отношению к температуре гранулированного исходного материала для спекания. Как видно из фиг. 3, когда температура гранулированного исходного материала для спекания достигает примерно 70°C, содержание воды увеличивается вследствие конденсации водяного пара, порождаемой ростом температуры, и в то же время, по достижении температуры 70°C содержание воды начинает снижаться и обусловливается так называемое испарение воды из гранулированного исходного материала для спекания. То есть, если степень открытия паровой трубы составляет 2/4 или 3/4, по мере увеличения степени открытия повышение содержания воды с ростом температуры становится быстрее. В соответствии с экспериментальными данными авторов изобретения, считается, что, когда температура гранулированного исходного материала для спекания превышает 70°C, содержание воды уменьшается в обратном порядке, как показано на фиг. 3, и это позволяет предполагать, что обусловливается изменение от увлажнения к сушке.
В настоящем изобретении обнаружено, что, когда температура гранулированного исходного материала для спекания (псевдочастицы), выгружаемого из барабанного смесителя, превышает 70°C, предпочтительно доводить содержание воды в гранулированном исходном материале для спекания приблизительно до значения, превышающего заданную величину (от 6 до 10 масс. %) содержания воды на 0,5 масс. % - 3,0 масс. %, то есть, или до 6,5 - 13 масс. %, путём добавления технической воды, горячей воды, конденсата водяного пара или тому подобного, с учётом содержания воды, сконденсировавшейся в результате вдувания водяного пара.
К тому же, желательно осуществлять теплоперенос непосредственно от вдуваемого водяного пара к компаундированному исходному материалу без прохождения через внутреннюю поверхность барабанного смесителя.
Способ оценки переноса тепла от водяного пара к компаундированному исходному материалу для спекания будет описан ниже. В лаборатории вначале вдувают водяной пар в компаундированный исходный материал для спекания, заранее размещённый с толщиной слоя не менее 150 мм, в течение одной минуты, и непосредственно после вдувания измеряют распределение температуры на поверхности компаундированного исходного материала для спекания при помощи термографии. Измеряют ширину W50, которая является шириной диапазона, где температура выше промежуточного значения (To + Tmax)/2 между температурой To и наиболее высокой температурой Tmax, то есть, диапазон температур не ниже промежуточного значения, где To представляет температуру, когда водяной пар не вдувается, а результаты измерений приведены на фиг. 5(a). Измерения проводят при изменении расстояния L между компаундированным исходным материалом для спекания и паровым соплом, а соотношение между расстоянием L и шириной W50 приведено на фиг. 5(b). На фиг. 5(b) W50 представляет ширину области (диапазона) с температурой, выше промежуточной температуры, повышающейся в связи с вдуванием водяного пара, то есть, ширину диапазона, в которой повышение температуры за счёт вдувания водяного пара составляет не менее 50% от максимального повышения температуры.
Таким образом, соотношение между расстоянием L и шириной W50 предварительно выявлено для каждого типа парового сопла и скорости вдувания водяного пара. При фактическом гранулировании при помощи барабанного смесителя отношение W50/Wm ширины W50, которую определяют исходя из типа парового сопла, скорости вдувания водяного пара и расстояния L между компаундированным исходным материалом для спекания и паровым соплом, к ширине Wm, где присутствует компаундированный исходный материал для спекания, определяют как показатель для оценки прямого теплопереноса от водяного пара к исходному смешанному материалу (фиг. 5c). В результате можно видеть, что отношение W50/Wm составляет желательно не больше 1,2, более желательно, не больше 0,8, ещё более желательно, не больше 0,6.
Примечания:
W50/Wm ≤ 0,8
где W50 является шириной диапазона, в котором повышение температуры за счёт вдувания водяного пара составляет не менее 50% от максимального повышения температуры, и
Wm является шириной, где присутствует компаундированный исходный смешанный материал.
Мелкопорошковая железная руда (среднеарифметический размер частиц: не более 150 мкм) в компаундированном исходном материале для спекания легко образует грануляционные частицы (псевдочастицы), когда он содержит воду. С учётом вышесказанного, предпочтительно дробить частицы железной руды в сухом состоянии с приложением силы, недостаточной для их разрушения, а затем просеивать их перед использованием. Железную руду, имеющую среднеарифметический размер частиц от значения больше 150 мкм до 10000 мкм, в качестве железосодержащего исходного материала, отличного от мелкопорошковой железной руды, вспомогательный продукт, такой как пыль или тому подобное, материал, содержащий MgO, такой как серпентин или ему подобный, или материал, содержащий SiO2, такой как кварцит или ему подобный, компаундируют вместе с различными вспомогательными материалами, содержащими CaO, и углеродным материалом.
Размер частиц гранулированного исходного материала для спекания (псевдочастицы), полученного в результате вышеупомянутого гранулирования, предпочтительно должен составлять примерно от 0,5 до 2 мм в качестве среднегармонического размера частиц. Когда он составляет не менее 0,5 мм, улучшается газопроницаемость в машине для спекания, при этом, когда он составляет не более 2 мм, время спекания обеспечивается таким образом, чтобы позволять достигать прочности спечённой руды после спекания.
Примеры
В таблице 1 сопоставлены примеры, соответствующие изобретению, со сравнительными примерами, соответствующими традиционному способу. В указанных примерах коэффициент газопроницаемости, производительность и т.д., достигаемые в ходе спекания в устройстве для испытаний с агломерационной чашей, моделирующем машину для спекания, сопоставляются на основе сравнительных примеров 1 - 3, по условиям которых водяной пар не вдувают в барабанный смеситель. Следует заметить, что в сравнительных примерах 1 - 3, температура гранулированного исходного материала для спекания устанавливается равной примерно 42°C под влиянием тепла (подъём + 7,5°C: общий для указанных примеров), выделяющегося в случае, когда CaO (≤ 2 масс. %), добавляемый в качестве связующего к компаундированному исходному материалу для спекания, находящемуся при температуре 35°C перед загрузкой в барабанный смеситель, подвергается взаимодействию с водой для образования CaOH2.
В сравнительных примерах 2 и 3 увеличена доля мелкопорошковой железной руды в компаундированном исходном материале для спекания, и в сопряжении с этим, уменьшаются среднегармонический размер частиц и коэффициент газопроницаемости гранулированного исходного материала для спекания, а также производительность машины для спекания.
В примерах 1 – 4 температура компаундированного исходного материала для спекания на входной стороне барабанного смесителя составляет 35°C, а повышение температуры гранулированного исходного материала для спекания составляет не менее 10°C, а именно, температура гранулированного исходного материала для спекания составляет от 55,7°C до 69,8°C, и, соответственно, ярко выраженный эффект отражается на коэффициенте газопроницаемости и производительности. В примерах 2 и 3 доля мелкопорошковой руды в компаундированном исходном материале для спекания составляет от 15 масс. % до 20 масс. %, а эффект повышения производительности больше, чем в сравнительном примере при сопоставлении с условиями без добавления водяного пара при той же доле мелкопорошковой руды. Как показано на фиг. 4, когда доля мелкопорошковой руды составляет не более 10 масс. %, эффект повышения производительности в связи с условием добавления водяного пара в барабанный смеситель остаётся равным примерно 4%, тогда как, если доля мелкопорошковой руды составляет не менее 15 масс. %, он усиливается не менее, чем до 6%. Это обусловлено тем, что по мере увеличения доли мелкопорошковой руды повышается степень разрушения гранулированных частиц во влажной зоне, образующейся в связи с осаждением воды на машине для спекания. В противоположность этому, в случае адаптирования способа в соответствии с изобретением предполагается, что осаждение воды затрудняется и подавляется образование влажной зоны, а, следовательно, может подавляться разрушение гранулированных частиц. С учётом вышесказанного, если доля мелкопорошковой руды в компаундированном исходном материале для спекания составляет не менее 15 масс. %, подтверждается, что в результате адаптирования способа в соответствии с настоящим изобретением может достигаться более заметный эффект.
К тому же, примеры 1 - 4 являются примерами вдувания водяного пара при условии W50/Wm=1,2. С другой стороны, пример 5 представляет собой пример замены величины W50/Wm на 0,8 в основном при тех же условиях, что и в примере 4. В результате, эффект нагревания и эффект повышения производительности в машине для спекания, равные эффектам примера 4, могут достигаться при объёме вдувания водяного пара (18,1 кг/т-с), уменьшенном на 10% по сравнению с примером 4. В примере 6 величина W50/Wm заменена на 0,6 в основном при тех же условиях, что и примере 4. В результате, эффект нагревания и эффект повышения производительности в машине для спекания, равные эффектам примера 4, могут достигаться при объёме вдувания водяного пара, уменьшенном на 20% по сравнению с примером 4.
Промышленная применимость
Хотя способ в соответствии с настоящим изобретением описан в примере нагревания компаундированного исходного материала для спекания водяным паром, для нагревания можно использовать и другие вещества в виде пара.
Цифровые обозначения ссылочных позиций
1 барабанный смеситель
2 гранулированный исходный материал для спекания
3 паллета машины для спекания
1. Способ получения спечённой руды, включающий в себя следующие этапы, на которых:
из секции подачи исходного материала машины для спекания загружают гранулированный исходный материал для спекания, полученный путём гранулирования компаундированного исходного материала для спекания, содержащий, по меньшей мере, железную руду, углеродный материал и вспомогательный материал, на циркулирующую паллету с целью формирования загружаемого слоя, и
зажигают углеродный материал в загруженном слое с использованием зажигательного горна при одновременном отсасывании газа над загруженным слоем с помощью дутьевой камеры, размещённой под паллетой, с целью введения таким образом газа в загруженный слой для сжигания углеродного материала, в котором
компаундированный исходный материал для спекания, содержащий не менее 10 мас.% мелкопорошковой железной руды с размером частиц не более 150 мкм, гранулируют в грануляторе при вдувании в него водяного пара таким образом, что гранулированный исходный материал для спекания, загружаемый на паллету, нагревается до температуры, превышающей начальную температуру компаундированного исходного материала для спекания перед загрузкой в гранулятор не менее чем на 10°C, и увлажняется,
отличающийся тем, что содержание воды в гранулированном исходном материале для спекания доводят до величины от 6 до 10 мас.% как заданного значения.
2. Способ получения спечённой руды по п. 1, в котором гранулированный исходный материал для спекания нагревают до температуры не ниже 45°C, но ниже 70°C.
3. Способ получения спечённой руды по п. 1 или 2, в котором в случае, когда температура гранулированного исходного материала для спекания после гранулирования превышает 70°C, содержание воды в гранулируемом исходном материале для спекания составляет на 0,5-3,0 мас.% выше содержания воды, заданного при температуре не выше 70°C.
4. Способ получения спечённой руды по п. 1 или 2, в котором водяной пар вдувают в гранулятор непосредственно в направлении компаундированного исходного материала для спекания так, чтобы удовлетворялось следующее отношение:
W50/Wm ≤ 0,8,
где W50 является шириной области, в которой повышение температуры за счёт вдувания водяного пара составляет не менее 50% от максимального повышения температуры, и
Wm является шириной области, в пределах которой присутствует компаундированный исходный смешанный материал.
5. Способ получения спечённой руды по п. 3, в котором водяной пар вдувают в гранулятор непосредственно в направлении компаундированного исходного материала для спекания так, чтобы удовлетворялось следующее отношение:
W50/Wm ≤ 0,8,
где W50 является шириной области, в которой повышение температуры за счёт вдувания водяного пара составляет не менее 50% от максимального повышения температуры, и
Wm является шириной области, в пределах которой присутствует компаундированный исходный смешанный материал.
6. Способ получения спечённой руды по п. 1 или 2, в котором водяной пар вдувают в гранулятор непосредственно в направлении компаундированного исходного материала для спекания так, чтобы удовлетворялось следующее отношение:
W50/Wm ≤ 0,6,
где W50 является шириной области, в которой повышение температуры за счёт вдувания водяного пара составляет не менее 50% от максимального повышения температуры, и
Wm является шириной области, в пределах которой присутствует компаундированный исходный смешанный материал.
7. Способ получения спечённой руды по п. 3, в котором водяной пар вдувают в гранулятор непосредственно в направлении компаундированного исходного материала для спекания так, чтобы удовлетворялось следующее отношение:
W50/Wm ≤ 0,6,
где W50 является шириной области, в которой повышение температуры за счёт вдувания водяного пара составляет не менее 50% от максимального повышения температуры, и
Wm является шириной области, в пределах которой присутствует компаундированный исходный смешанный материал.
