Способ термообработки окатышей из многокомпонентных шихт

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскнд социалистических

Республнк

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 110680 (23) 2939735/22-02 ($1)М.Кп з

С 22 В 1/20 с присоединением заявки №

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 2802.82. Бюллетень ¹ 8

Дата опубликования описания 28. 02. 82 ($3) УДН 622. 782. 42 (088. 8) Р.Ф. Кузнецов, А. П. Буткарев, Г.M. Майзель, В.A. Жверитин, С.Н.Евстюгин,А.A.Семенов,Ю. П. Кудрин,. В.A Глуша

A,Ä.Êoëîòîâ и Я.Л.Белоцерковский (72) Авторы изобретения

Всесоюзный научно-исследовательский институт металлургической теплотехники (73) Заявитель (54) СПОСОБ ТЕРМООБРАБОТКИ ОКАТЫШЕЙ

ИЗ МНОГОКОМПОНЕН1НЫХ ШИХ1

Изобретение относится к подготов- ке железорудного сырья в черной металлургии, а именно к производству железорудных окатышей.

Известны .способы термообработки окатыаей иэ многокомпонентных шихт в зонах обжига и рекуперации конвейерных машин при 1220-1350 С, включающие регулирование температуры теплоносителя, времени пребывания окатышей в зоне и скоростей фильтрации слоя. По данным способам максимальную температуру обжига уотанавливают в зависимости от температуры рязмягче- . ния железорудного концентрата (1).

Недостатки известных способов необходимость проведения специальных ,трудоемких опытов по определению тем,пературы размягчения материала и на.личия специального лабораторного оборудования) отсутствие взаимосвязи между максимальной температурой обжига и другими параметрами процесса (продолжительностью обжига, скоростью фильтрации слоя), в результате чего падает качество готовой продукции, снижается удельная проиэводительност обжигового оборудования, а также повышенный расход теплоносителя на процесс, что обусловливает увеличение энергетических затрат на обжиг окатышей.

Наиболее близок к предлагаемому по технической суШности и достигаемому результату способ термообработки окатышей иэ многокомпоненткых шихт, включаюций обжиг и рекуперацию при 1220-1350 С, регулирование температуры теплоносителя и времени пребывания окатывай в зоне (2).

Недостатки указанного способа необходимость установления температуры размягчения железорудного KQH центрата на специальном лабораторном оборудовании) пригодность данно го способа для обжига окатышей только из определенного вида сырья; отсутствие взаимосвязи между основными параметрами процесса, что приводит к ухудшению качества . -готовой продукции и снижению производительности обжигового оборудования, а также завышенные затраты топлива и электроэнергии на процесс обжига окатышей.

Цель изобретения — повьыение качества готовой продукции и увеличение производительности обжигового оборудования.

Поставленная цель достигается тем, что в способе термообработки

9088 4 окатышей из многокомпонентных шихт, включающем обжиг и рекуперацию при

1220-1350 С рекуперование темпера— туры теплоносителя и времени пребывания окатышей, при увеличении числа компонентов шихты, начиная с З-х, на каждые два компонента температуру теплоносителя в зоне обжига увеличивают с 1220 на 20-40 С, его расход уменьшают с 0,9 на О, 1-0, 2 м />л .с, нремя пребывания окатышей в зоне мак- 1О симальных температур увеличивают с

10 на 2-3 мин (20-30 a6c ° ) а расход теплоносителя в зоне рекуперации уменьшают с 0,8 на 0,15О „25 м5/м- ° с.

При обжиге гематитовых окатышей пребывания II 3oHe ARK crriMB>IB ных температур увеличивают на

20-30 абс Ъ;

Экспериментальное изучение отечественных фабрик окомкования показывает, что для получения окатышей высокого качества параметры термообработки окатышей в зонах обжига и рекуперации следуе устанавливать в зависимости от вида железорудного сырья, Данные параметры в основном определяются количеством составляющих, преобладающих ь. шихте окатышей (здесь учитываются только те сосТВВ ляющие, со держа. ие которых в шихте превышает 0,25%) . Укаэанное обстоятельство объясняется тем, что минералы имеют различную величину коэффициентов линейногo расширения, температуру плавления и т.п. По=òîìó З5 для однородных (по количеству составляющих шихт) окатышей температура и нремя обжига и скорость фильтрации слоя отличаются от параметров термообработки окатышей из многокомпонент- 4О ных шихт. При увеличении числа компонентон в шихте возрастает, как правило, число тугоплавких элементов. Поэтому необходимо увеличить максимальную температуру и время 45 обжига . Вместе с тем, с ум>лар ное к о— личестно тепла, подаваемого в слой, во избежание перегрева металлоконструкций обжиговых тележек поддерживается практически одинаковым для всех шихт. Увеличение максимальной температуры и времени обжига сопронождают понижением количества (c«орости фильтрации) теплоносителя, подаваемого в эоны обжига и рекуперации;

Опыты показывают, что для магнетитовых окатышей, изготовляемых из

1-3-х компонентов шихты,оптимальная температура теплоносителя составляет 1220 С, время пребывания окаты- бО шей в зоне обжига — 10 мин, скорость фильтрации слоя н зонах обжига и рекуперации соответственно — 0,9 и

0,8 м /м ° с. При температуре обжига ниже 1220 С имеет место недообжиг 65 нижних горизонтов слоя окатышей и ухудшается качество готовой продукции. При температуре обжига выше

1220 С возможно образование спекон верхних горизонтов слоя окатышей.

Если окатыши пребывают в зоне обжига менее 10 мин, то температура на границе слой — постель не достигает величины 1000-1100>С и качество готовой продукции ухудшается. Если вре— мя пребынания окатышей в зоне об жига превышает 10 мин, то качество готовой продукции уже не улучшается, а производительность обжигового оборудования понижается. При скорости фильтрации слоя в эонеобжига менее 0,9 мз/м с возрастает протяженность высокотемпературных эон и угленьшается удельная производительность агрегата. При скорости фильтрации слоя в зоне обжига более

0,9 M3/м9-.с окатыши на границах зон подвергают термическому удару большей величины и разрушаются. При скорости фильтрации слоя в зоне рекуперации менее 0,8 м /м .с не обеспечивается прогрев нижних горизонтов слоя и падает качество готовой продукции. При скорости фильтрации слоя в зоне рекуперации более 0,8 мэ/м -. с в окатышах возможно образование трещин из-за термического удара и их качество падает.

Увеличение числа компонентов н шихте, начиная с 3-х, сопровождают изменением параметров термообработки в зонах обжига и рекуперации.

Так, на каждые два дополнительные компонента шихты температуру теплоносителя в зоне обжига увеличивают на 20-40 С. При меньшем увеличении температуры теплоносителя (менее чем на 20 C) имеет место недообжиг нижних горизонтов слоя и качество гото-. вой продукции падает. При большем увеличении температуры теплоносителя (более чем на 40>С) имеет место спекание окатышей в верхних горизонтах слоя.

Одновременно с повышением температур при увеличении числа компонентов шихты на 2 шт. уменьшают расход теплоносителя (скорость фильтрации) с 0,9 на 0,1-0,2 м /м с, что обесQ печивает помимо прочего экономию топлива на машине. При меньшем уменьшении скорости фильтрации (менее чем на 0,1 м /м .с) качество готовой продукции практически не изменяется, а удельный расход топлива возрастает. При большем уменьшении скорости фильтрации (более чем на 0,2 м /м -c) происходит недообжиг нижних горизонтов -, слоя.

Время пребывания окатышей в зоне максимальных температур повышают с

10 на 2-3 мин на каждые дне единицы увеличения числа компонентов,шихты.

908874

Таблица1

Содержание, Ф

Месторождение

Fe таас V 0 CaO Si04 NgO А O3 S (ГОК) Михайловский

Северный

Центральный

Лебединский

Качканарский

Костамукшский

СоколовскоСарбайский

0,21

О, ЗЭ

Î,30 0,3

0,15

0,6

0,35

63,7

0,25 8,0

65,0

0, 3 7,75

65,8

0,04 0,94 6,78

65,9 0,3

4,90 . 1,36 0,96

61,6 2,7, 0,66 1,2

0,17 0,46 0,5

Нет сведений 0,3

0,77 1,34 0,35

5,34

0,12

67,5

3,8 4,0

1,1 3,94

62,8

66,3

При меньшем увеличении времени пребы вания окатышей в зоне обжига (менее чем на 2 мин) не успевает завершиться процесс твердофазного спекания окатышей и качество готовой продукции ухудшается. При большем увеличении времени пребывания окатышей в зоне обжига (более чем на 3 мин) качество окатышей уже не улучшается,а производительность обжигового оборудования падает.

При увеЛичении числа компонентов шихт на каждые 2 шт. (начиная с трех) понижают расход теплоносителя в зоне рекуперации с 0,8 на О 15 3

0,25 м /м с.При меньшем уменьшении расхода теплоносителя (менее чем на

0,15 м /м .с) качество готовой продукции уже не повышается, а расход электроэнергии (нагруэки) на работу тягодутьевого оборудования возрастает. При большем уменьшении расхода теплоносителя (более чем на

0,25 м /м с) происходит недообжиг нижних горизонтов слоя окатышей.

Обжиг гематитовых окатышей (в отличие от магнетитовых) характеризуется повышенным расходом тепла на процесс вследствие отсутствия экзотермических реакций окисления магнетита в гематит. Вместе с тем такие показатели процесса, Как температура обжига, скорость фильтрации теплоносителя в зонах обжига и рекуперации, при обжиге гематитовых и магнетитовых окатышей являются практически одинаковыми. Поэтому повышенный расход тепла на процесс целесообразно компенсировать увеличением времени пребывания окатышей в зоне максимальных температур.

Для получения качественной готовой продукции при обжиге гематитовых окатьыей время их пребывания в зоне обжига следует увеличивать на 2030 абс. Ъ. При меньшем увеличении времени обжига (менее чем на 20%> имеет место недообжиг окатышей и качество готовой продукции ухудшается °

При большем увеличении времени обжига (более чем на ЗОЪ) качество готовой продукции уже не улучшается, а производительность обжигового обору дования падает.

Химсостав некоторых желеэорудных концентратов и оптимальные параметры термообработки изготовленных из них окатышей в зонах обжига и рекуперации представлены в табл. 1 и 2.

908874

Таблица2

Время пре- Скорость Фильтрации бывания в в зонах, м /м .с зоне обжига,мин

Количество составляющих конТемпература обжига, С обжига рекуперации центра" та

0,9

0,8

0,7-0,8 0,65-0,75

0r9

0,8

0, 7-0,8 О, 65-0, 75

0 6

0,55

0,7 0,65

0,6-0,7 0,55-0,65

0,6-0,7 0,55-0,65 формула изобретения

2 1220 10

5 1240-1260 12-13

2 1220 10

5 1240-1260 12-13

7 1260-1280 14-16

4 1230-1250 12

1260-1280 13-15

6 1260-1280 13-15

Сущность предлагаемого способа заключается в оптимизации основных параметров термообработки окатышей в зонах обжига и рекуперации для каждого коикретного вида обжигаемого материала (магнетнтовых,гематитовых и других окатышей ).

Способ осуществляют следующим образом.

Сырые железорудные окатьаии загружают на обжиговую конвейерную машину и последовательно подвергают сушке, подогреву и обжигу. Например, на кон- 40 вейерной машине обжигают неофлюсованные окатыши из концентрата Лебединского, ГОЕа. Эти окатыши изготовляют иэ шихты, состоящей иэ пяти основных составляющих. Таким образом, при ц термообработке таких окатьиией учитывать .увеличение числа компонентов шихты с 3-х до 5-ти, т.е. на два.

Тогда температуру обжига (с учетом увеличения этой температуры на 30 С на приращение каждых двух компонентов шихты) устанавливают равной 1220+

+30 1250оС. Время пребывания окатьааей в зоне обжига поддерживают равным

10+3=13 мин (с учетом увеличения вре-, мени на 3 мин. на приращение каждых . двух компонентов шихты). Скорость фиАтрации теплоносителя в зоне обжига устанавливают равной 0,9-0,2

=0,7 м8/м с (с учетом уменьшения расхода теплоносителя на 0,20 м /м с) 60 на приращение каждых двух компонентов шихты).

Посла обжига окатыши охлаждают и отправляют на склад готовой продукции. 65

При обжиге окатьваей другого типа, например, гематитовых с химсоставом, близким Лебединскому месторождению, температурно-временной режим обжига и рекуперации является следующим: для вышеприведенных условий термообработки окатышей температура обжига

1250 С, время пребывания окатышей в зоне обжига увеличивают до 13+0,3 ° 13

=16,9 мин (с учетом увеличения времени прибывания в зоне в отличие от магнетитовых окатышей на 30%), скорость фильтрации теплоносителя в зоне обжига — 0,7 м /м .с, s зоне рекуперации скорость Фильтрации слоя

0,55 м /м .с. После обжига окатыши охлаждают.

Применение способа позволяет повыситы производительность обжиговых машин на 7-9% и улучшить металлургические свойства обожженных окатышей.

Вместе с тем, оптимизация температурно-временного режима окатьыей обеспечивает сокращение удельного расхода топлива на процесс на 6-11%, При таком улучшении параметров про-, цесса экономический эффект составляет 160 тыс.руб. на 1 млн.т окатышей.

1. Способ термообработки окатышей из многокомпонентных шихт, включающий обжиг и рекуперацию при темпера»: турах 1220-1350 С, регулирование температуры теплоносителя, времени пребывания окатыаей. о т л и ч а ю908874

Составитель А.Сидоренко

Редактор Л.Пчелинская Техред X.Kàñòåëåâè÷. Корректор М.Коста

Заказ 757/31 Тирах 657 Подписное

ВНИЙПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал IIIIH Патент, г. ужгород, ул. Проектная, 4 шийся тем, что, с целью повышения качества готовой продукции и увеличения производительности обжигового оборудования, при увеличении числа компонентов шихты начиная с З-х, иа каждые два компонента температуру теплоносителя в зоне обжига увеличивают с 1220 С íà 20-40 С, его оасход уменьшают с 0,9 до 0,1-0,2м5/M 1 с,,время пребывания окатышей в зоне максимальных температур увеличивают с

10 на 2-3 мин 20-30 абс. %., a расход теплоносителя в зоне рекупеоации уменыиют с 0,3 на 0,15-0 25 мз/м1 с1

2. Способ по и. 1, о т л и ч а ю-. шийся тем, что, с целью получе ния качественной готовой продукции при обжиге гематитовых окатьааей время их пребывания в зоне максимальных температур увеличивают на (20-30 абсид), Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Братчиков С.Г. и др. Тейистехвика окускования железорудного сырья.

М., Металлургия, 1970.

2. Патент Японии 9 52-95517, кл. С 22 8, 1976.