Способ спекания сернистых шихт

 

И-e -А Н Й

О П

-ИЗОБРЕТЕН И Я

Союз Советских

Социалистических

Республик

<1,740847

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I ) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 03.01.78 (21)2562427/22-02 (51)М. Кл.

С 22 В 1/16 с присоединением заявки РЙ

Гоеударствениый комитет (23) Приоритет да делам иэооретеиий н открытий

Опубликовано 15.06.80. Бюллетень М 22

Дата опубликования описания 18..06.80 (53) УДК622.785..5 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. С. Якушев и А. A. Гринвальд

Институт черной металлургии (7I) Заявитель (54) СПОСОБ СПЕКАНИЯ СЕРНИСТЫХ ШИХТ

Изобретение относится к черной металИургии, в частности к подготовке сырья для доменного производства.

Известны способы спекания агпомерационной шихты из сернистых руд(1) и.(21, Недостатками этих способов являются не5 достаточная степень удаления серы из верхних слоев агломерационной шихты.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому ре о зультату является способ спекания серусодержащей шихты состоящей из железорудных компонентов, содержащих сульфатную и сульфидную серу, флюса и топлива, включающий двухслойную загрузку шихты

15 на агломерационную ленту, ее зажигание и спекание с прососом воздуха сверху вниз, с загрузкой в нижний слой шихты с низким содержанием серы, а в верхний— с высоким содержанием серы (3)

Недостатком известного способа является то, что при двухспойном спекании агломерационной шихты в верхнем слое, который имеет п ;, окое содержание ceps, 2 не обеспечиваются температуры, при которых удаляется сера, содержащаяся в железорудных компонентах в виде природных сульфатов.

11ель изобретения — снижение содержания серы в агломерате.

Поставленная цель достигается тем, что в нижний слой, равный 0,3-0.6 общей высоты слоя, загружают шихту, содержащую серу в виде сульфатов, а в верхний слой загружают шихту, содержащую серу в виде сульфидов .

Сущность способа заключается в сле- . дующем.

В процессе спекания сернистых шихт при их двухслойной загрузке в нижнем слое, равном 0,3-0,6 общей высоты слоя. содержащем серу в виде природных сульфатов, создаются температуры, необходимые для термической диссоциации сульфатов и увеличивается продолжительность воздействия этих температур на шихту, что в конечном итоге обеспечивает снижение содержания серы в агломерате. Посту.

740847 лающие железорудные компоненты класси фицируют по видам содержащейся в них серы и складируют в два разные штабеля, Из штабелей двумя потоками железорудные компоненты направляют и шихтовое отделение, В шихтовом отделении дозируют компоненты агломерационной шихты (флюс, топливо и пр.) и транспортируют на смешивание и окомкование раздельно двумя потоками. В первом потоке шихты железоруд- 0 ные компоненты содержат серу в виде сульфатов, во втором — в виде сульфидов. Шихту каждого потока после смешивания и окомкования раздельно укладывают на агломерационную ленту. В нижний слой, равный 0,3-0,6 общей высоты слоя, загружают шихту первого потока, содержащую серу в виде сульфатов. В верхний слой загружают шихту второго потока, содержащую серу в виде сульфидов, Затем шихту загру- 0 жают и спекают с прососом воздуха сверху вниз. При такой укладке шихт в процессе спекания в результате развития регенерации тепла и подогрева воздуха и верхнем слое готового агломерата, создаются благоприятные условия цля удаления из нижнего слоя шихты серы, содержащейся в железорудных компонентах в виде природных сульфатов кальция CaSO@ и бария Ва50, термическая диссоциация кото30 рых начинается при температурах выше

О О

960 С и выше 1100 С соответственно и ускоряется с повышением максимальной температуры в слое и увеличения продолжительности пребывания шихты при температурах, превышающих температуру на35 чала термической диссоциации сульфатов.

Механизм удаления сульфидной серы, которая содержится в шихте верхнего слоя, при спекании по предлагаемому способу, 40 представляет собой совокупность реакций окисления и термической диссоциации и идут при более низких температурах. Наприме р пирит дисс оциирует при 56 5 С на о половину. Интенсивнике удаление сульфид45 ной серы из аглошихты в процессе спекания возможно при наличии достаточного количества кислорода в газовой фазе в зоне горения и определенном температур ном уровне процесса. Оба эти фактора за50 висят от качества подготовки шихты и содержания топлива в ней и при спекании по предлагаемому способу их реализация не вызывает трудностей. Некоторое ухудшение удаления сульфидной серы при спекании

Boçìîêíî BcïeIIcòâèå взаимодействия образующегося при окислении серы сульфидов 5 0 -. ф:» c ом с образованием Са50 .

Вторичное обрязовяпие сульфатов кальция в процессе спекания офлюсовянных шихт характерно как для предлагаемого способа, так и для известного. Кроме того, при спекании по предлагаемому способу основность, вид флюса (СаСО, МЯСО,, CaF< или др.), содержание топлива и возврата в верхнем и нижнем слое экспериментально подбираются оптимальными в зависимости от содержания сульфидпой и сульфатной серы в слоях.

Таким образом, применение предлагаемого способа спекания сернистых шихт позволяет уменьшить содержание серы в агломерате за с.чет улучшения условий удаления серы, содержащейся в виде природных сульфатов в железорудных компонентов шихты, при производстве агломерата, например, из сернистых руд Казахстана. Положительное влияние на степень удаления сульфатной серы из шихты нижнего слоя оказывает также выделение .дополнительного тепла в верхнем слое за счет окисления серы сульфидов. Для определения пределов высоты нижнего слоя, шихта которого содержит серу в виде природных сульфатов, в лабораторных условиях спекают агломерат основностью 1,15 с добавкой в аглошихту 20% барита, с которым внесено 2,746% сульфатной серы.

Перед спеканием подготовленную шихту укладывают в аглочашу слоями. Высота каждого слоя 30 мм, всего десять слоев. От каждого слоя шихты отбирается проба и анализируется на содержание серы. После спекания пирог разрезали по горизонтали на десять равных частей, в которых определялось остаточное содержание серы. Среднее содержание серы и агломерате составляет 1,288%, а средняя степень ее удаления - 53,1%.

Результаты по распределению серы по слоям и степень ее удаления приведены в табл. 1.

Из приведенных данных видно, что распределение остаточной серы по высоте аглопирога неоднократно. По мере продвижения зонь1 горения сверху вниз достигаются необходимые температуры, обеспечивающие термическую диссоциацию сульфата бария BaSO, увеличивается продолжительность воздействия на шихту высоких температур, степень десульфурации шихты растет от верхнего слоя к нижнему и в последних трех слоях (восьмой, девятый, десятый) практически остается на одном уровне, Кроме того, в верхней части аглопирогя активное удаление ".ульфатной серь наблюдается в пя740847

Табпипа 1

Пок зате пи

Содер— жание супьфатной серы в шихте 2,748 2,765 2,695, 2,784, .2,750 2,698 2,748 2,739 2.760 2,773

Остаток суп фат ной серы в агполера.е 2 468 2 251 1 956 1 759 1 243 1 006 0 665 0,518 О 511 О 507 том слое, где степень обессеривания достигает более 50%.

Таким образом, экспериментально обоснован предел высоты нижнего слоя шихты, содержащей серу в виде супьфа- 5 тов, равный О,З-0.6 обшей высоты спекаемой по предлагаемому способу шихты.

П р и м ер . Предлагаемый и известный способы спекания сернистых шихт проверены в лабораторных условиях. Спекают 0 двухслойную шикту основностью 1,15, в жепезорудной части которой содержится сера, % (табп. 2).

В табл. 3 приведен расход компонентов шихты, % t5

Как по известному, так и по предпагаемому способу, 30% возврата подают в нижний слой агпошихты (Сера возврата =0,407%). о щ

В каждой серии опытов как по известному, так и по предлагаемому способу, проводят по десять спеканий.

Подготовка шихты к спеканию — смешивание, увпажнение и окомкование — произ- 25 водится в окомковатепе барабанного типа ф 675 мм (и = 12 — 13 об/мин). Шихта дпя каждого слоя подготавливается отдельно. Продолжительность окомкования

1,5 мин, необходимое количество воды чп подается за первые 60 с. Высота каждого слоя загружаемой шихты составляла

150 мм, общая высота слоя спекаемой шихты — 300 мм. Диаметр агпочаши

250 мм. Эксгаустер обеспечивал начапь..ое разрежение 900 мм вод.ст. После спекания пирог целят на две равные части и анапизируют на содержание серы. По известному способу в нижний слой загружают шихту с низким содержанием серы в сокоповской руде, в верхний — с высоким содержанием серы в атасуйской руде. По предлагаемому способу в нижний спсй загружают шихту с высоким содержанием серы в атасуйской руде, в верхний — шихту с низким содержанием серы в сокоповской руде. Распределение серы в агпошихте и агпомератах, полученное по известному и предлагаемому способам, приводится в табл. 4. . Из изложенного следует, что предпагаемый способ спекания сернистых шихт позвопяет значительно снизить содержание серы в. агломерате по сравнению с известным и увепичить степень удаления серы в 1,45 раза.

Согласно расчету, применение предпагаемого способа взамен известного дпя усповий КарМК с годовым производством

4,6 мпн. тонн чугуна и потреблением кокса 2,7 млн. тонн позволит увеличить ! выппавку eyryHa на 43240 тони чугуна s год и снизить потребление кокса на

26352 тонн кокса в год, 740847

Продолжение табл. 1

Показате»

Слои сверху вниз, K

10 ли удаления серы в каждом слое 10,2 18,6 27,4 36,8 54,8 62,7 75,8 81,1 81,6 81,7

Суммарная степень удаления серы снизу вверх по высоте

53,1 57,9 62,8 67,8 72,9 76,6 80,0 81,4 81,6 81,7 пирога

Таблица 2 а сульфат супьф

Руда

1 ° С око лоес к ая

2. Лтасуйская

0,39

О, 104

1,494

Табл ипа 3 и слой Второй слой

Компоненты

Соколовская руда, фр.. 6-0 мм

Атасуйская руда, фр. 6-0 мм

85,30

78,94

Известняк, фр. 3-0 мм

Коксик, фр. 3-0 мм

11,32

17,68

Содержа ни е с еры обшей в и.ихте,о верхний слой нижний слой

Среднее содержание серы

B шихта, „G

0,698

0,805

Степень

0,39

1,598

1, 261

0,350

3,38

Табл и ца 4

0,330

1,065

740847

Продолжение табл. 4

Способ

Показатели известный предлагаемый

Содержание серы в агаомерате, %

0,177

0,391

51,4

Степень удаления серы,%

74,6

Составитель Л. Панникова

Редактор Ю. Петрушко Техред М. Петко Корректор М. Пожо

Зак аз 32 95/3 Тираж 694 Подпис ное

IIHHHHH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5, Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

Способ спекания сернистых шихт, состоящих из железорудных компонентов, 15 содержащих сульфатную и сульфидную серу, включающий двухслойную загрузку шнхт на агломерационную ленту, зажигание и спекание с прососом воздуха сверху вниз, отличающийся тем, что, с пе20 лью снижения содержания серы в агломерате, в нижний слой, равный 0,3-0,6 общей высоты слоя, загружают шихту, содержащего серу в виде сульфатов, а в верхний слой загружают шихту, содержащую серу в виде сульфидов.

Источники информации, . принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 169546, кл. С 22 В 1/16, 1963.

2. Авторское свидетельство СССР

N. 395460, кл. С 22 В 1/16, 1958.

3. Патент Японии 46-23809, кл. 10 3 11,1971 .