Способ производства офлюсованного железорудного агломерата
Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве агломерата из железных и марганцевых руд, а также при производстве руднотопливных окатышей. Способ включает дозирование компонентов агломерационной шихты, содержащей концентраты обогащения железных руд, аглоруду, флюс, твердое топливо, железосодержащие отходы, смешивание шихты, ее окомкование и спекание. Причем с изменением основности шихты по отношению CaO/SiO2 с 1,4 до 2,0 в твердом топливе поддерживают отношение массовой доли минеральной части к массовой доле углерода в пределах 0,08-0,2, а в минеральной части твердого топлива изменяют величину глиноземного модуля (Al2O3/SiO2) от 0,5 до 0,8. Изобретение позволит увеличить производительность агломашин, улучшить качество агломерата и снизить удельный расход твердого топлива на процесс агломерации. 2 табл.
Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано при производстве агломерата из железных и марганцевых руд, а также при производстве руднотопливных окатышей.
Известен способ производства офлюсованного железорудного агломерата, по которому после окомкования многокомпонентной агломерационной шихты выделяют фракцию менее 3 мм и определяют ее основность и глиноземный модуль (Al2O3/SiO2), поддерживаемые в пределах соответственно 1,6-2,2 и 0,2-0,5, а затем задают параметры режима спекания, обеспечивающие содержание кислорода в отходящих газах в пределах 10-17% [A.C. СССР N 1386668]. Недостатком этого способа является неприменимость его при спекании агломерационных шихт из нескольких железорудных материалов, разнородных по составу, поскольку способ предполагает составление агломерационных шихт только из глиноземсодержащих железных руд и концентратов определенного состава. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ производства офлюсованного железорудного агломерата, включающий поддержание глиноземного модуля (Al2O3/SiO2) в пределах 0,2-0,5 во фракциях менее 3 мм в аглошихте, содержащей концентраты, руды, флюс и топливо, окомкование и спекание с прососом воздуха. При этом в окомкованной шихте состав гранул меньше 3 мм регулируют по сумме модулей-соотношений CaO/SiO2; FeO/Fe общ; AI2O3/SiO2 и MgO/SiO2, которую поддерживают в пределах 1,0-1,9 и 2,2-3,1 для получения оливиновых связок и ферритных соответственно, а спекание агломерата на оливиновых связках ведут при 1270-1320oC в восстановительной атмосфере, создаваемой повышенным расходом твердого топлива не менее 4 мас.% при размерах его частиц, равных или меньше 2,5 мм. При получении агломерата на ферритных связках спекание ведут при 1220-1260oC в окислительной атмосфере, достигаемой за счет понижения раскола твердого топлива до 2,5-3,0 мас.% при крупности его 2,5-4 мм [Патент RU N 2048548]. Недостатками известного решения являются: 1. поддержание основности фракций окомкованной шихты менее 3 мм в указанных пределах без учета основности и доли остальной части шихты наряду с количеством мелкой фракции не гарантирует получение конечного агломерата заданной основности, 2. обеспечение крупности твердого топлива в пределах 2,5-4 мм для получения высокоосновного агломерата сопряжено с технологическими затруднениями, связанными с отсевом из топлива фракций менее 2,5 мм в реальных условиях технологии агломерационного производства, что является препятствием для внедрения известного решения, 3. предложенные значения расхода твердого топлива на спекание без учета в топливе содержания углерода не гарантируют обеспечение процесса агломерации необходимым температурно-тепловым уровнем, а также создание восстановительной атмосферы при спекании низкоосновного агломерата или окислительной атмосферы при спекании высокоосновного агломерата. Задачей изобретения является увеличение производительности агломашин, улучшение качества агломерата и снижение сдельного расхода твердого топлива на процесс агломерации за счет активизации процесса ферритообразования при спекании высокоосновных агломератов. Поставленная задача решается следующим образом: в способе производства офлюсованного железорудного агломерата, включающем обеспечивающее заданные параметры аглопроцесса дозирование компонентов агломерационной шихты, содержащей концентраты обогащения железных руд, аглоруды, флюс, твердое топливо, железосодержащие отколы, смешивание шихты, ее окомкование и спекание, с изменением основности шихты по отношению CaO/SiO2 с 1,4 до 2,0 в твердом топливе поддерживают отношение массовой доли минеральной части к массовой доле углерода в пределах 0,08 - 0,2, a в минеральной части твердого топлива изменяют значение глиноземного модуля (Al2O3/SiO2) от 0,5 до 0,8. Отличительной особенностью предлагаемого способа является то, что, используя закономерности теплообмена и горения твердого топлива в аглопроцессе, формирование благоприятных условий для образования прочных связок требуемого состава и количества в структуре высокоосновного агломерата достигается с меньшими потерями тепла в очагах горения частиц твердого топлива в процессе спекания путем обеспечения рационального состава и количества минеральной части твердого топлива. Полный вывод сырого известняка из доменной плавки, сопровождающийся высокими технико-экономическими показателями работы доменных печей, обеспечивается, например, использованием офлюсованного агломерата основностью 1,1-1,4. Привлечение в доменную плавку неофлюсованного железорудного сырья в виде окатышей или руды в сложившихся в доменном производстве условиях вызывает необходимость производства агломерата основностью до 2,0. Известно, что прочные связки в виде алюмосиликоферритов кальция образуются в структуре агломерата с основностью выше 1,4 на основе твердых растворов системы CaO- Fe2O - Al2O3 - SiO2, поскольку при меньших значениях основности образуется дефицит кальция для формирования связки на основе соответствующих алюмосиликоферритов в необходимом объеме. [Ферритообразование в железорудном сырье/ М.С.Модель, В.Я. Лядова, Н.В.Чугунова. - М.: Наука, 1990. -152 с.]. Вместе с тем алюминийсодержащие минералы вмещающих пород компонентов аглошихты являются тугоплавкими. В агломерационном процессе, протекающем при высоких скоростях спекания (20-30 мм/мин), они не все получают необходимый температурно-тепловой уровень обработки для протекания твердофазных и жидкофазных превращений и последующего образования требуемого состава и количества связок. При этом наиболее полно физико-химические превращения получают развитие вблизи горящих частиц твердого топлива. Изложенные особенности протекания аглопроцесса позволяют использовать возможность прямого управления процессом формирования минеральной части агломерационного топлива оптимального состава и количества для получения агломерата с необходимыми металлургическими свойствами. Минеральную часть с нужными характеристиками можно формировать, используя особенности распределения химических соединений в золе различных видов твердого топлива или применяя алюминий-железосодержащие отходы (например, красные шламы алюминиевого производства) или соответствующее железорудное сырье (например, аглоруда Стойленского ГОКа) при совместном измельчении с твердым топливом. Минеральная часть - зола твердого топлива играет существенную роль в агломерационном процессе. С одной стороны, являясь баластом, минеральная часть снижает его ценность как главного источника тепла на спекание, уменьшает содержание железа в агломерате, поскольку содержит значительное количество (до 80%) кремнезема (SiO2) и глинозема (Al2O3) и требует на их ошлакование соответствующее основности агломерата количество флюсов. С другой стороны, минеральная часть находится в непосредственном контакте с углеродом топлива и с воспламенением последнего компоненты золы топлива образуют первые порции расплава, активно участвующего в ассимиляции компонентов близлежащих гранул шихты и формировании связующего материала структуры агломерата. Состав и количество минеральной части наряду с крупностью и пористостью топлива определяют реакционную способность топлива, а следовательно, и окислительный потенциал газообразных продуктов горения топлива. Содержание минеральной части в топливе зависит от его вида (коксовая мелочь, шлам коксохимического цеха, отсевы из доменного цеха, антрацит, тощие угли и др. ) и уровня его подготовки, включая обогащение с целью снижения зольности углей перед коксованием. Достигнутый уровень технологии подготовки топлива обеспечивает минимальное соотношение в топливе массовой доли минеральной части к массовой доле углерода, равное 0,08. Максимальное значение указанного соотношения определяется величиной 0,2, превышение которого вызывает значительное снижение содержания железа при производстве офлюсованного агломерата и увеличение расхода топлива на процесс спекания. С увеличением основности с 1,4 до 2,0 при низком содержании Al2O3 создаются условия для кристаллизации из расплавов ларнита (2 CaO![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/183.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/183.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/183.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/183.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/183.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/183.gif)
- прочность агломерата увеличивается на 3-6%. (отн.). Выход за заявленные пределы в указанном диапазоне изменения основности снижает показатели аглопроцесса. Дополнительный эффект получается за счет увеличения стойкости валков коксовых дробилок (структурная прочность у коксовой мелочи составляет 78-86%, а у тощего угля - 72,1%), а также в доменном цехе за счет улучшения металлургических свойств агломерата (повышение прочности агломерата и содержания в нем железа).
Формула изобретения
РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2