Способ производства окускованного материала из тонкоизмельченных концентратов

 

СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ОКУСКОВАННОГО МАТЕРИАЛА ИЗ ТОНКОИЗМЕЛЬЧЕННЫХ КОНЦЕНТРАТОВ, включающий смешивание и увлажнение шихты, получение сырых окатышей,загрузку и обжиг на конвейерной колосниковой машине, отличающийс я тем, что, с целью снижения эксплуатационных и капитальных затрат, в слой сырых окатышей в месте его формирования на обжиговой машине загружают на каждый кубический дециметр слоя порциями 0,01-0,1 кг угля или 0,02-0,3 кг известняка, или их смесь крупностью 3-15 мм. (Л с:

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (l9) (ll) 5 А

3(51) С 22 В 1/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3480447/22-02 (22) 04 ° 08.82 (46) 30.06.84. Бюл. Р 24 (72) Н.Н.Бережной, С.A.Ôåäîðoâ, Е.Я.Стольберг, A.A.Ïàòàëàõ и В.Н.Билоус (53) 669.1:622.788 (088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

Р 825663, кл. С 22 В 1/20, 1977.

2.Авторское свидетельство СССР

Р 206594, кл. С 22 В 1/20, 1965.

З.Авторское свидетельство СССР

9 706459; кл. С 22 В 1/20, 1978. (54) (57 } СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ОКУСКО.

ВАННОГО МАТЕРИАЛА ИЗ ТОНКОИЗМЕЛЬЧЕННЫХ КОНЦЕНТРАТОВ, включающий смешивание и увлажнение шихты, получение сырых окатышей, загрузку и обжиг на конвейерной колосниковой машине, отличающийся тем, что, с целью снижения эксплуатационных и капитальных затрат, в слой сырых окатышей в месте его формирования на обжиговой машине загружают на каждый кубический дециметр слоя порциями

0,01-0,1 кг угля или 0,02-0,3 кг известняка, или их смесь крупностью

3-15 мм.

1100325

Изобретение относится к подготовке сырья к металлургическому переделу и может быть использовано при производстве железорудных окатышей на конвейерных колосниковых машинах.

Известен способ приготовления агломерационной шихты, отличающийся предварительным окомкованием мелких фракций компонентов шихты и последующим их смешиванием с остальной шихтой (1)

Известны способы спекания агломерата в слое шихты, разделенной прослойками кусКового известняка, укладываеьым при,ее загрузке на агломашину вертикально.,15

При этом улучшаются окомкование аглошихты и ее гранулометрический состав, повышаются газопроницаемость слоя шихты и производительность процесса спекания, но усложняется технологическая схема подготовки шихты, так как требуется сначала разделить компоненты шихты на тонкие и круп-ные фракции, окомковать отдельно тонкие фракции и затем смешать гранулы с крупными фракциями. Дозировка компонентов шихты и управление ею значительно усложняются из-за колебания содержаний тонких и крупных фракций в материалах.

В последнем случае известняк прослоек не может быть полностью усвоен агломератом из-за большой толщины прослоек, большой крупности флюса и малого временй пребывания кусков известняка при высоких температурах (21.

Существенными недостатками всех названных способов являются высокие энергетические затраты и получение сплошного спека агломерата, который 40 при дроблении дает значительное. (20-40%) количество мелочи — 8(5) мм, идущей в возврат, что снижает производительность агломашин. Неусвоенный известняк попадает в возврат, 45 увеличивая его количество.

Конечный продукт — агломерат имеет неравномерный гранулометрический состав и при транспортировке значительно разрушается.

Окатыаи по сравнению с агломератом меньше разрушаются при транспор-. тировке,имеют равномерный гранулометрический состав, и процесс их обжига дает значительно (в 2-10 раз) меньший выход возврата и требует более чем 2 раза меньше расхода энергии в виде тепла топлива и электроэнергии.

Однако высокоофлюсованные окатыши с добавкой в шихту более 10-12% 60 известняка получить трудно из-за снижения производительности обжиговых машин и прочности готового продукта и увеличения расхода топлива.

По сравнению с агломератом окатыши 65

Ф более сыпучи, т.е. угол естественно. го откоса их меньше.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ произ. водства окускованного материала, включающий смешивание и увлажнение шихты, получение сырых окатышей низкой и высокой основности.с добавкой твердого топлива в шихту окатышей, их смешивание, загрузку на обжиговую машину и обжиг (31

Однако при осуществлении известного способа окускования железорудного сырья обжигом смеси низко- и высокоосновных окатышей требуется тонкое измельчение известняка и топлива для получения прочных сырых окатышей, что значительно удорожает процесс. Кроме того, для изготовления низко- и высокоофлюсованных окатышей необходимы дополнительные окомкователи.

Целью изобретения является снижение эксплуатационных и капитальных затрат.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу производства окускованного материала из тонкоизмельченных концентратов, включаю. щему смешивание и увлажнение шихты, получение сырых окатышей, загрузку и обжиг их на конвейерной колосниковой машине, в слой сырых окатышей в месте его формирования на обжиговой машине загружают на каждый кубический дециметр слоя порциями ,0,01-0,1 кг угля или 0,02-0,3 кг известняка или их смесь крупностью

3-15 мм.

Нижний предел порций кускового материала обусловлен. возможностями.их, дозировки. — размер порций.не может . быть меньше массы отдельных кусочков., Верхний предел порций кусковых ма-. териалов .ограничен их физическим объемом, который должен быть меньше плоскости (28-43В) основного слоя окатышей, чтобы он не терял газопроницаемости и не спекся бы в сплошной пирог.

Наиболее целесообразно это сде-. лать непосредственно после роликового укладчика сырых окатышей на плоскость формирования слоя ° Изменением места укладки кускового материала на эту плоскость можно изменять его количество по высоте слоя в зависимости от крупности: при увеличении крупности в верхнюю часть. слоя его загружают больше, чтобы кусочки известняка не успели разложиться и прореагировать с окатышами, а кусочки угля успели бы сгореть.

Время пребывания слоя окатышей при высоких температурах (выше 900 С)

0 достаточно для выгдрания угля и раэ1100325 ложения известняка крупностью 3—

15 мм.

Образующаяся при обжиге на кусочках известняка известь соприкасается с железорудным материалом окатышей, что облегчает расплавление контакта, растекание расплава по окатышам и обнажает свежую поверхность неразложившегося кусочка известняка и ускоряет его диссоциацию.

В местах расположения в слое кусочков известняка, угля или их смеси окатыши. сплавляются в друзы (спеки), Размер друз (спеков) в пределах

2-10 дм окатышей и их количество в общей массе готового продукта регулируется изменением массы отдельных порций кусковых материалов и их количества в слое, а также температурным режимом обжига окатышей.

Таким образом, готовый продукт представляет смесь обожженных окатышей и их спеков, которые повышают угол естественного откоса материала. Продукт по физическим свойствам,гранулометрическому составу, крупности, сыпучести, прочности лучше агломерата и окатышей.

Необходимое количество известняка, угля или их смеси должно обеспечить при обжиге получение спеков в слое Окатышей. Приведенные пределы содержания угля и известняка охватывают возможные случаи повышения основности готового продукта (до 1,2-1,3) и образования спеков от окатышей до обычного агломерата (содержание твердого топлива 0-5%) .

Крупность материалов смеси 3

15 мм выбрана в зависимости от величины каналов между окатышами обычного размера 10-15 мм таким образом, чтобы они не просыпались в слой, .а были сосредоточены .локаль. но. Верхний предел ограничен скоростью выгорания угля, разложения известняка и его взаимодействия с железорудными материалами. Времени пребывания в зонах подогрева, обжига и рекуперации достаточно для droрания зерен угля и разложения кусочков известняка размером 10-15 мм.

Наиболее целесообразно применение углей марки штыб АШ (0-6 мм} или семечко AC (6-13 мм), содержащих соответственно 5-10% фракции + 6 мм или 15-20% фракции +

+ 10 мм. Молотковые дробилки для известняка, дают продукт, содержащий до 10% крупностью 5 мм, Известняк и уголь крупностью

3-15 мм могут поступать со стороны на окомковательную фабрику или при-. готовляться на месте дроблением и отсевом из них классов мельче

3 мм. Фракция 3-15 мм должна подаваться на обжиговую машину, фракции. мельче 3 мм могут быть после тонкого измельчения введены в окомковываемую шихту.

Проведены испытания способа производства окускованного материала из тонкоизмельченных железорудных концентратов путем загрузки в слой сырых окатышей порций антрацита (0,01-0,1 кг) и известняка (0,02

0,3 кг) крупностью 3-15 мм, а также их смеси (3% угля и 10% известняка от веса шихты). Уголь, флюс и их смесь распределяются порциями в слое загружаемых окатышей в аглочаше диаметром 0,3 и высотой 0,4 м из расчета одной порции на 1 дм объема чаши.

Окатыши основностью 0,5 производят магнетитового концентрата

СевГОКа с добавлением каракубского известняка и инджеванского бентонита.

Режим термообработки: сушка продувом воздуха (t=350OC) снизу в течение

4 мин и прососом сверху при =270ОС в течение 2 мин. В период нагрева температуру газов в течение 2 мин повышали с 400 до 850 С. Обжигали слой в течение 10 мин при =1280 С, охлаждение,14 мин.

В базовом опыте в том же режиме обрабатывали смесь окатышей из того же концентрата основностью 0,5 (60%) и основностью 1,8 (40%) при содержании измельченного твердого топлива соответственно 0,8 и 1,5%.

Результаты опытов приведены в таблице..

Из таблицы видно, что окускование тонкоизмельченных железорудных концентратов предлагаемым способом, несмотря на повышение основности, позволяет получить прочный кускованный продукт при высокой производительности и с углом естественного откоса, приближающимся к агломерату.

Технологическая схема получения окускованного материала значительно упрощается.и.удешевляется.по сравнению с .прототипом в связи с .исключе- . нием из предлагаемой технологии операций тонкого измельчения .угля и .из-. вестняка для изготовления высокоофлюсованных окатышей, шихтоподготовки и окомкования высокоосновной шихты.

Самой дорогой из исключаемых операций является тонкое измельчение флюса и топлива. Только снижение в молотбм известняке класса 0,05 мм со 100 до 80% приводит к увеличению производительности мельниц с 30 до 65 т/ч и уменьшает расход электроэнергии с

46 до 24 кВт-ч/т.

Поэтому повышение тонины помола известняка на 1% rio классу 0,05 мм приводит к увеличению приведенных

1100325 ние известняка соответственно в 4,2 и в 3,6 раза меньше, чем на тонкое

его измельчение. затрат на подготовку 1 т известняка в размере 0,061 руб. Эксплуатационные и капитальные затраты на дроблеОпытные варианты .по предлагаемому способу

Показатели

Базовый вариант

Добавки угля (3.15.мм) порциями, кг.

Ю,005. . 0,01 . . .0,05 . 0,1 . 0,2

12,3

10,6

8,8

12,2

21,6

38,8

41,7

30,5

31,4 17,7

50,5 77,4

49,9

20,0

40,8

45,0

56,2

5,2

5 6

4,5

5,9

8,5

4,9

+ 5 мм

94,1

91,7 93,2

5,1 5,6

0,5 мм

4,7 5,0 6,3

4 1

Угол. естествен 7 ного откоса,"

33 5

34 31 5

32 29,5

Удельная производительность,.т/м ч

0,82

0,796 0,78

0,815

0,78 0,77

Продолжение таблицы

Опытные варианты по предлагаемому способу

Добавки известняка (3-15 мм) порциями, кг

) оь (Показатели

0,3 0 5

29,9

21,0

10,1

40,3

46,6

40,5

40,6

20,6

26,6

44,1

9,2

5,8

5,3

5,7

Прочность по

ГОСТ 15137,69,Ú

90,2

93,9

94,5

95,1

91,4

5,8

4,9

4,0

4,9

6,0

0,5 мм

Угол естественного откоса,"

35 34,5

34,7

29

Удельная произвог цительность,т/м ч

0,8 0,781 0,76

0,79

0,795

Выход классов после сброса с 2-х м, Ъ

+ 20- 50мм

+ 5 — 20 мм

5 мм

Прочность по

ГОСТ 15137-69,Ъ

Выход классов после сброса с 2-х м, Ъ

+ 50 мм

+ 20 — 50 мм

+ 5 — 20 мм

20,9

73,4

43,54

4,85

93,0 92,4 87,7

ii0U5 э

Продоляение таблицы

Показатели

4,5 12,6

2,2

18,0

15 5

19,9 40,81 34,6

45,5

35,0

7il

49,7

45,1

31,1 42,1

6,8

5,4

5,0

7,4

Прочность по

ГОСТ 15137-69,В

91,1 93,9

94 4 90,1

92,5

5,9 4,2

4,6

4,4

7,8

Угол естественного откоса, 30

34

32

Удельная производительность, т/м ч 0,8 0,817.

0,8 0,775

0,82

Составитель Л.Шаленков

Редактор Л.Повхан Техред Т. Маточка

Корректор Л. Пилипенко.Тирах 603 ... .. ...Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета. СССР.. по делам изобретений и.открытий

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

Заказ .4549/24

Филиал.ППП . .Патент ., г.уагород,.ул.Проектная,4.

Выход классов после сброса с 2-х м, Ъ

+ 50мм

+ 20 - 50 мм

+5-20мм

+ 5 мм

0,5 мм

Опытные варианты по предлагаемому способу

Смесь угля (0,05 кг) и известняка (0,15 кг) крупностью, мм

1 3-5 6 8 10 15 20