Способ производства железорудного агломерата

 

. i <-о 0S пи т ем; т В, ОПИСА

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву - (22) Заявлено 050778 (21)26 39239/22-02 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет

Опубликовано 3009,8(1 Бюллетень ¹ 36

Дата опубликования описания 300980

<51) м. Кп.З

С 22 В 1/14

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК669.1:622 ° ,.785.5 (088.8) (72) Авторы изобретения

В.М, Борисов, Ю.С. Карабасов, Т.А, Аннушкина, П.П. Коваль и Л.С. Агафонникова Московский ордена Трудового Красного Знамени институт стали и сплавов (7,1) Заявитель (54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ЖЕЛЕЗОРУДНОГО

АГЛОМЕРАТА.Изобретение относится к подготов ке сырья к доменной плавке.

Известны способы подготовки и спекания шихты с использованием водяного пара с целью нагрева шихты в процессе окомкования до температуры точки росы и снижения в связи с этим вредного воздействия переувлажнения и увеличения восстановимости агломерата (1), Недостатками этих способов являются черезмерно высокий расход во дяного пара, низкая прочность оком- кованного продукта и эффективность использования каталитических свойств пара в процессе спекания.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ спекания агломерационной шихты путем увлажнения просасываемого через слой воздуха водяным паром (2), Сущность способа заключается в

ToM, ma воздух естественной влаж- 25 ности, поступающий на агломерацию, увлажняют паром до 8-10%.

В этих условиях достигается максимальное использование химической энергии твердого топлива и сниже« ние содержания СО в отходящих газах на 20-40%.

Недостатками способа являются:

-.необходимость увеличения прочно сти окомкованного продукта и его стойкости при переувлажнении шихтыу снижение газодинамических характеристик слоя при использовании обожженной извести вследствие раэруЫения гранул, содержащих непрогасившиеся зерна извести; невозможность повышения активности обожженной извести в процессе окомкования и спекания шихты.

Цель изобретения — интенсификация процесса и улучшение качества агломерата, Поставленная цель достигается тем, что в водяной пар перед подачей его на окомкование и спекание вводят обожженную известь и гидроокись натрия, взятые в соотношении (1-4):0,1, Водяной пар перед испсзльзованием на стадиях окомкования и спекания шихты обрабатывают свежеобожженной известью и гидроокисью натрия, после чего паровоздушную смесь разделяют на три составляющих потока и

767225

50

55 подают на окомкование, зажигание и заключительную стадию спекания шихты.

Необходимость минерализации пара щелочными добавками обусловлена следующим.

Анализ работы агломерационных фабрик, использующих известь от 20 до 80 кг/т агломерата .показывает, что качество подготовки шихты, даже при замене 100% известняка известью остается низким вследствие дефицита влаги и времени окомкования шихты;

Минерализация пара обеспечивает наилучшие условия смачивания и окомкования шихты. Последнее обстоятель- 15 ство объясняется тем, что при использовании паровэвешенной смеси на поверхности компонентов шихты образуется двойной слой конденсирующейся жидкости. Первый слой толщиной в

1-2 молекулы формируется за счет адсорбции ионов Na, (поскольку их радиус меньше радиуса иона Са

При этом значительно улучшается смачиваемость, Второй, более толстый 25, слой, располагается на поверхности жидкости, образующей первый слой, Он, в основном, представлен известковым раствором, обладающим высоким поверхностным натяжением. Сочетание ю щелочных добавок позволяет одновременно увеличить смачиваемзсть, (за счет NaOH) и прочность образующихся гранул (за счет Са (ОН) .

В совокупности минералиэация пара известью и гидроокисью натрия позволяет рационально изменять рН конденсированной влаги и одновременно увеличить скорость окомкования и прочность окомкованного продукта.

Диапазон соотношения вводимых 40 в пар извести и NaQH (1-4):0,1 обу- словлен, следующими причинами.Содержание извести в шихте отечественных аглофабрик составляет

20-80 кг/т агломерата, Экспериментально установлено, что наибольший эффект от использования щелочной смеси в фоцессе окЬмкования цостигается при введении 2-7 кг/т агломерата МаОН в зависимости от расхода извести, т.е, соотношение между содержанием извести и ЯаОН составит (20-80): (2-7) =(1-4):О,i

Ограничение расхода NaOH в паро-" щелочной среде обусловлено более высокой его активностью по сравнению с известью. При этом, превышение расхода гидроокиси натрия сверх оптимальных значений приводит к переокбмкованию шихты и снижению прочности гранул, С другой стороны, 60 уменьшение содержания NaOH в смеси сопровождается снижением скорости смачиваний и окомкования шихты, " неКоторым увеличением прочности и неоднородности окомкованного про 65 ду кт а по грайуломе три чес ко у r оставу.

Известно, что качество подготовки шихты предойределяет кинетические условия спекания и качество получаемого агломерата. Поэтому основная масса паровоэдушной смеои подается на стацию окомкования шихты, Наибольшая степень усвоения пара и паровоэдушной смеси в нроцессе окомкования достигается при расхо де 700-1000 м пара/т агломерата.Превышение расхода пара сверх указанного предела сопровождается соответствующим (пропорциональным увеличению расхода пара) его испарением и значительным удорожанием процесса.

Введение паровоздушной смеси под зажигательный горн и на заключительную стадию спекания обусловлено интенсификацией горения топлива и увеличением времени кристаллизации расплава. Оптимальный расход паровоздушной смеси на процесс спекания составляет около 140 †2 м /т агломерата в зависимости от расхода паровоздушнсй смеси на процесс окомкования.

Таким образом, соотношение между расходом паровоздушной смеси на окомкование и спекание шихты составляет (1-1,4):0,2.

Расход паровоэдушной смеси на спекание равномерно распределяется между зажиганием и заключительной стадией спекания. При этом, увеличение расхода пара под зажигательный горн сверх оптимальных значений приводит к резкому снижению температуры зажигания за счет увеличения расхода тепла на диссоциацию пара, Уменьшение расхода последнего оказывает незначительное влияние на скорость и полноту горения твердоro топлива, Щелочные добавки, поступающие с шихтой на ленту, ускоряют процесс горения топлива„ протекание твердофаэных превращений и образование расплава в зонах горения и подогрева шихты, Основное влияние щелочные добавки оказывают на подготовительной стадии спекания, перед фронтом горения. Это объясняется тем, что известь полностью теряет связанную влагу, превращаясь в j3 -CaO, реакционная способность которого значительно выше o(-CaO, образующейся непосредственно после декарбонизации. Это является причиной образования значительного количества ферритов кальция даже при низких основностях шихты. Наряду с образованием ферритов кальция, при умереньых температурах образуются двукальцевые силикаты модификации, переход, которых в jb-2 CaS10 предотвращается стабилизирующим воздействием

7 67 225 натрия, что является причиной повы шения прочности агломерата.

Увлажнение просасываемого через слой воздуха паровоэдушной смесью оказывает значительное влияние на процесс дожигания твердого топлива и формирование расплава в верхней ступени эоны горения (правая ветвь температурной кривой), т.е. на стадию формирования и охлаждения агло- мерата.

С одной стороны диссоциация пара и дегидратация гашеной извести снижает температуру воны формирования агломерата и зоны горения, а с другой, образование дополнительного количества Jb-CaO способствует увеличению времени кристаллизации расплава эа счет образования легкоплавких фаз. К тому же, поступпение натрия в зону формирования агломерата способствует дожиганию остаточного углерода топлива, стабилизации р-2CaOS10> и снижению кислорода для образования комплекса Сх Оу, В этих условиях избыточный кислород расходуется на дожигание водорода и окиси углерода и способствует их снижению в отходящих газах. Таким образом, предлагаемый способ позволяет рационально воздействовать на, все стадии агломерационного процесса.

---------------«-----------г ---Показатели

Расход пара на окомкование и спекание, м /т агломерата с минералиэацией без минерализации

700+150 ) 1400+280

700+150 400+80

4,2

3,0

58

22

520

900

850

700

1000

1220

1350 1300

25

40

70,5 68

52

1,75

1 32

1,62

1,50

22

32

16

Барабанная проба

Анализ полученных результатов показывает, что использование пара, подверженного минералиэации в оптимальном варианте (расход паровоздушной смеси 700 +150 M>/T агломераВыход Фракций после окомкования, % -1,5мм + 5 мм

Начальное раэряжение под слоем при постоянном расходе воздуха, мм вод.ст.

Максимальная температура в нижней части слоя, ©С

Скорость спекания, мм/мин

Выход годного + 12 мм, %

Удельная производительность, т/м ч

Содержание 2CaOS10< в агломерате, %

Выполнение предлагаемого способа иллюстрируется примером.

Для исследований используют шихту, типичную для аглофабрики завода Запорожсталь, концентрат Криворожский (50%), руду Кировскую (20%), известняк (15%),(в т,ч. известь (7%)), возврат (6%), топливо (5%) колошниковую гыль (4%) . Расход NaOH сверх 100% составляет

2 кг/т агломерата. Смешивание и окомкование осуществляют в барабане диаметром 500 и длиной 1000 мм. Время смешивания и окомковайия компонентов составляет 15 и 2 мин соот15 ветственно. В качестве увлажняющей добавки используют пар с температурой 105 С, количество которого на окомкование и спекание шихты изменяют в пределах 400-14000 и 80-280 щ м /т агломерата соответственно.СодерЪ жание извести и гидробкисн натрия во всех опытах составляет 70 и 2 кг/т агломерата соответственно.

Спекание проводят на аглочаше диаметром 230 и высотой 400 мм, разрежение под слоем во всех опытах поддерживают 1000 мм вод. ст.

В таблице приведены результаты исследований. та, содержащей 70 и 2 кг/т агломерата СаО и NaOH соответственно), позволяет улучшить все технико-экономические показатели агломерационногг лроцесса.

i г

767225

Формула изобретения

Составитель Л. Шашенков

Техред Н. Граб

Корректор B. Бутяга

Редактор Т. Кугрышева

Заказ 6979/11 Тираж 694

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подпи сиое филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Ожидаемый экономический эффект от внедрения предлагаемого способа в расчете на аглофабрику, выпускающую 6 млн. т azëîìåðàòà в год, составляет 375000 руб/год.

Способ производства железорудного агломерата, включающий дозирование, смешивание компонентов шихта, окоммввание и последующее спекание с испольэованием водяного пара, о тли чающи йс я тем,что, с целью интенсификации процесса и повышения качества агломерата, в водяной пар перед подачей его на окомкование и спекание вводят обожженную известь и гидроокись натрия, взятые в соотношении (1-4):0,1.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Сталь, 1975, 9.7, с.577.

10 2. Известия ВУЗов. Черная металлургия, 1975, М 8, с. 33.