Способ подготовки топлива для агломерации

 

Изобретение предназначено для подготовки топлива к агломерации. Целью изобретения является улучшение качества агломерата. Компоненты топлива - каменноугольную, коксовую и и нефтекоксовую мелочь дозируют и измельчают в барабанной мельнице. Измельчение компонентов ведут совместно . Время измельчения определяют по формуле 0,01-D L-n° .W° K fa/18 4 +0,)-1 )Где 6 - время измельчения , мин, D, L, п и (( - соответственно диаметр (м), длина (м); частота вращения (об/мин) и коэффициент заполнения (безразм.) барабана мельницы, ( - заданный по условиям технологии выход фракции топлива менее 0,5 мм, %, р - содержание нефтекоксовой мелочи в топливной смеси, %. 2 табл. с (Л сд ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

0 А1 (19) (11) (5)) 4 С 22 В 1 16

/ ii) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 33„7д(„.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3941294/22-02 (22) 13.08.85 (46) 07.06.87. Бюл. Ф 21 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт металлургической теплотехники цветной металлургии и огнеупоров и Комбинат "Южуралникель" (72) Н.С.Вдовиченко, В.Н.Бабушкин, Г.Н.Бездежский, Д.Я.Ковалев, В.Д.Толстогузов, Н.И.Болбас, Н.Е.Картамышев, А.И.Стукалов, P.Х.Садыков, P.M.Óñìàíoâ и А.Н.Чешук (53) 622.785(088.8) (56) Барсотти А и др ° Влияние различных видов топлива на процесс агломерации и свойства агломерата, — Boll.

techn. Tinsider, 1971, N - 298, р.790800. (54) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ТОПЛИВА ДЛЯ

АГЛОМЕРАЦИИ (57) Изобретение предназначено для подготовки топлива к агломерации.

Целью изобретения является улучшение качества агломерата. Компоненты топлива .— каменноугольную, коксовую и и нефтекоксовую мелочь дозируют и измельчают в барабанной мельнице.

Измельчение компонентов ведут совместно. Время измельчения определяют по формуле = 0,01 ° D Ь и ° (1) х

2,4 Ов а/1ве +Оз9Р х е ((>где ь — время измельчения, мин, D, L, n и ()) — соответственно диаметр (м), длина (м); частота вращения (об/мин) и коэффици- ент заполнения (безразм.) барабана мельницы, — заданный по условиям технологии выход фракции топлива менее 0,5 мм, 7., t) — содержание нефтекоксовой мелочи в топливной смеси, X. 2 табл.

1 131

Изобретение относится к термической обработке руд и концентратов методом агломерирующего обжига шихты в присутствии твердого топлива, участвующего в процессе после его подготовки, и может быть использовано в металлургической и химической промышленности.

Целью изобретения является улучme e качества агломерата и снижение его себестоимости.

При совместном измельчении нефтекоксовой и каменноугольной коксовой мелочи высокопрочные частицы последней предохраняют от переизмельчения хрупкие частицы нефтекоксовой мелочи.

Одновременно происходит механохимическая активация поверхностей топливных частиц, смешение до однородного состояния по гранулометрическому и вещественному составу, физико-химическим (реакционная способность) и теплотехническим (теплота сгорания и температура воспламенения) свойствам. Кроме того, происходит частичное укрупнение совместно измельчаемых материалов за счет физико-химического взаимодействия поверхностных слоев и молекулярных сил. В результате этого взаимодействия мелкие мягкие частицы нефтяного кокса налипают на поверхность и проникают в поры более крупных высокопрочных частиц каменноугольной коксовой мелочи.

Кроме того, мелкие твердые частицы коксовой мелочи слипаются с частицами нефтяного кокса и проникают в поры более крупных частиц нефтяного кокса и упрочняют их.

Совместное измельчение нефтекоксовой и коксовой мелочи приводит к образованию гомогенной и активированной топливной смеси, частицы кото- рой имеют высокую неуравновешенную поверхностную энергию. Это уменьшает потери топлива в виде пыли при транспортировке, смешении с рупой и способствует более равномерному распределению топлива в объеме спекаемого материала. Высокая химическая активность топливной смеси приводит к сближению и усреднению температуры воспламенения, реакционной способности, теплоты сгорания в микро- и макрообъемах топлива, поддержанию сплошного фронта горения по высоте спекаемой шихты и с. более низким содержанием свободного кислорода в га5503 2 зовой фазе, При этом интенсифицируется процесс горения и увеличивается полнота сжигания топлива.Агломерационная шихта с равномерно расположенными внутренними источниками тепла обуславливает получение более прочного агломерата.

В качестве оборудования для измельчения материала используют ба1О рабанные мельницы.

Результаты испытаний по измельчению каменноугольной коксовой и нефтекоксовой мелочи и их смесей в промышленной барабанной мельнице (диаметр 2, 1 м, длина 3 м„ частота вращения 15 об/мин, масса стержней 1215 т, производительность по материалу при средней крупности размола

3 мм (9-10 т/ч) позволяют установить

2О взаимосвязь параметров время измельчения — содержание нефтекоксовой мелочи в смеси — выход фракции менее

0 5 мм в виде указанного соотношения.

Если время меньше предлагаемого, оно окажется недостаточным для измельчения в основном иэ-за наличия прочных частиц каменноугольной коксовой мелочи, насьш енной нефтекоксом— существенно возрастет количество фракции более 5 мм в цикле до измельчения, что отразится на повышении себестоимости агломерата. При превышении установленного предела времени измельчения происходит переизмельчение топлива, что сопровождается увеличением выхода частиц крупностью менее 0,5 мм, плохо усваиваемых в слое спекаемой пплхты.

Пример Компонентами топлива при агломерации служат каменноугольная коксовая мелочь класса 0,0 мм и нефтяной кокс фракции 0—

25 мм, характеристика которых приведена в табл. 1.

Каменноугольную коксовую и нефтекоксовую мелочь раздельно (известный способ) или совместно измельчают в лабораторной шаровой мельнице при массе разовой загрузки 0,5 кг. Время измельчения принимают постоянным и выбирают равным 10 мнн, что позволяет получать во всех случаях топливо с выходом крупной фракции плюс 5 мм не более 5Х. Определяют выход фракции менее 0,5 мм в зависимости от содержания нефтекоксовой мелочи в топливной смеси. Взаимосвязь параметров время измельчения — содержание нефте3 131550 коксовой мелочи в смеси — выход фракции менее 0 5 мм выражается соотношением

Для оценки влияния качества полученного топлива на показатели процесса агломерации проводят спекание окисленной никелевой руды, содержащей, 7: никель 1,01; диоксид кремния

45,5; оксид железа 21,3, оксид магния 10,3;.оксид кальция 1,6, крупностью 0-20 мм при влажности 29Х.

Подготовленное топливо вводят в аглошихту (руда + возврат) и затем смешивают. Гпекание шихты ведут в аглочаше диаметром 300 мм с площадью решетки 0,07 м при постоянном вакууме. Разрежение создают эжекцией от- 20 ходящих газов сжатым воздухом P

0,75 атм. Контроль спекания осуществляют по разрежению в газоотводящей трубе, температуре отсасываемых га-зов и их динамическому напору, содержанию оксида и диоксида углерода в газах.

Качество получаемого агломерата оценивают по валовому выходу путем взвешивания, прочности и содержанию в нем углерода. Прочность агломерата контролируют по выходу фракции более 5 мм после испытания на удар сбрасыванием с высоты. 5 м на чугунную плиту и на истираемость во вра- 35 щающемся со скоростью 34 об/мин ребристом барабане в течение 3 мин. На основе полученных экспериментальных данных дополнительно рассчитывают: вертикальную скорость спекания шихты 40 и отношение содержания оксида углерода к содержанию диоксида углерода в газах под слоем спекаемой шихты.

Основные результаты исследований предлагаемого способа подготовки топ- 45 лива и сжигания его в слое агломерационной шихты в сравнении с известным приведены в табл. 2.

При совместном измельчении каменноугольной коксовой и нефтекоксовой мелочи выход мелкодисперсной фракции менее 0,5 мм ниже (табл. 2), чем при раздельном измельчении. Это приводит к уменьшению потерь топлива. из-за пылевыноса при его транспортировке и смешении с рудой. Эксплуатация одной технологической линии по измельчению топлива в предлагаемом способе (компоненты топлива дозируются В одну мельницу), вместо двух в известном способе (раздельное измельчение) приводит к снижению затрат на электроэнергию, обслуживание оборудования и уменьшению себестоимости агломерата.

Однородность и высокая химическая активность совместно измельченной коксо-нефтекоксовой смеси (табл. 2) приводит к снижению расхода топлива . на агломерацию из-за более высокой полноты сгорания топлива (содержание оксида углерода под слоем шихты ниже) и более низкого содержания углерода в в агломерате. При этом себестоимость агломерата снижается.

55 ломерата.

Ч = 0 01 D L и" а е" г

Как видно из экспериментальных данных, совместное измельчение нефтекоксовой и каменноугольной коксовой мелочи приводит к улучшению качества агломерата, что выражается в повьппении его прочности на удар, истираемость и уменьшении в нем содержания углерода. При равной доле каменноугольной коксовой и нефтекоксовой мелочи в топливной смеси (по

3 4

507) указанные показатели качества агломерата соответственно равны

72,5; 74,6 и 1,37. в известном и 73,2;

75,1 и 1, 17. в предлагаемом способах.

Однородность топлива и равномерность его распределения в слое спекаемой шихты позволяют вести сжигание топлива более полно с меньшим отношением СО/СО в газах под слоем шихты (в пределах О, 10-0,25-против

0,252-0,258 мм/с по известному способу), а шихту спекать с более высокими скоростями (21,3-23,2 против

19,4-20,8 мм/с) .

В предлагаемом способе подготовки топлива себестоимость агломерата снижается из-за меньших затрат на подготовку топлива, более низкого его расхода на спекание руды, увеличения выхода годного (прочности) агломерата и повышения производительности агломашины (вертикальной скорости спекания шихты).

В предлагаемом способе (табл. 2) прочность агломерата и вертикальная скорость спекания вьппе, что позволяет увеличить выход годного агломерата на действующем оборудовании, т.е. снизить затраты на производство аг131

Формула изобретения

Способ подготовки топлива для агломерации, включающий дозирование каменноугольной коксовой и нефтекоксовой мелочи, измельчение компонентов смеси в барабанной мельнице и подачу их в аглошихту, о т л и ч а ю— ш и и с я тем, что, с целью улучшения качества агломерата и снижения .

его себестоимости, измельчение компонентов топливной смеси ведут совместно, а время измельчения определяют из соотношения где С

Содержание, % на сухую массу

Реакцион ная способность по СО мн/гс.Топливо

Удельная теплота сгорания, МДж/кг

Влажность, % еператуа воспламенеия, С о

Каменноугольная коксовая

0,6

690

27,3

12,5

84,9 11,7 1,7 мелочь

Нефтекоксовая мелочь

35,8

410

11,9

91,6 0,3 6,1

Таблица 2

Метод под готовки словия сжигания топлива и . пекания шихты

Топливо

Качество агломерата

Состав, Х по массе

Прочность по выходу фракции более

5 мм после ис пытания, Х

Выход фракции ме нее

0,5 мм после измель чения

Расход на агодержа ие уг" ерода, Ж

Газы под споем шнхты

Вертикальломера цию> 7. от мас сы сухой руды

Отводе ние

СО/СО

Нефтекоксовая мелочь

Каменноугольная коксо» вая мелочь

Содержание, об.7 ная ско-рость спека" ния, мм/с

СО СО, на нстирае мость в бара бане на удар сбрасыванием в тече ние

10 мин, Е

Известный (разде" льное измель" чение)

1>84 7>2 0>258 19>4 ?2>0 74>1 1>1

1,747>30,25220,872,5

74,6 1,3

Предла° гаемый (совместное измель" ч ение) 1,68 7>4 0>227 22>2 73>4 75>2 0>5

1,60 7,5 . 0,213 22,4 74,6 75,4 0,6

75,9 0,7

1,40 7,8 О, 180 22,7 74, 1

1,20 8,0 О, 150 22;8 73,9 75,9 0,8

1,01 8,5 0,122 23,1 73,5 75,3 1,0

085 84 0100 232 735

75>1 >! угле- золы летурода чих

75 ° О 25 0 11>2 39,7

50,0 50,0 11 5 47,9

900 100 107 327

85,0 15,0 10,6 Э3,9

75,0 25,0 10,Э 35,1

65>0 35>0 105 38>2

55,0 45,0 10,8 40,9

50>0 50 О !! О 42 0

550 6

>!

0,8 0,6 !8,440,3 Р время измельчения, мин > диаметр, м длина, м; частота вращения, об/мин; коэффициент заполнения барабана мельницы; заданный выход фракции топлива менее 0 5 мм, %; содержание нефтекоксовой мелочи в топливной смеси, %.

Таблица 1