СПОСОБ ПОДГОТОВКИ К СПЕКАНИЮ АГЛОМЕРАЦИОННОЙ ШИХТЫ Российский патент 1999 года по МПК C22B1/24 

Изобретение относится к области металлургии, в частности к подготовке сырья, а именно к производству железорудного агломерата для доменного производства.

Известен способ подготовки шихты для окускования (SU, авторское свидетельство N 763479, МПК C 21 B 1/00 1980), где на ферромагнитный компонент шихты воздействуют магнитным полем в момент дозирования неферромагнитного компонента на сборный конвейер, причем направление вектора напряженности магнитного поля параллельно направлению движения неферромагнитного компонента. Применение способа позволяет повысить качество агломерата за счет равномерного распределения компонентов в объеме шихты.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ подготовки к спеканию агломерационной шихты (RU, патент N 2041964, МПК C 21 B 1/24, 1995), в соответствии с которым часть оборотных продуктов металлургического производства, полученных путем переработки и обогащения отходов металлургического производства, смешивают с железорудным концентратом, топливом и флюсами. Металлический концентрат содержит 56,6-86% железа, 2,0 - 4,7 % углерода, 0,1 - 1,2% марганца, 0,3 - 3,6% кремния, а также оксиды кальция, кремния и алюминия.

Недостатком известного способа является низкая прочность, восстановимость агломерата и высокая себестоимость.

Задача изобретения - подготовка шихты, пригодной для получения качественного агломерата.

Желательным техническим результатом является повышение восстановимости, прочности агломерата и снижения себестоимости его производства.

Технический результат достигается тем, что в известном способе, включающем подготовку, дозирование и ввод в шихту топлива, железорудного концентрата, оборотного металлопродукта и флюсов, их смешивание и окомкование, согласно изобретению в качестве флюсов в шихте используют известняк и шлам, в железорудный концентрат вводят предварительно подготовленную смесь, состоящую из оборотного металлопродукта, обработанного постоянным магнитным полем, известняка и шлама в соотношении 1,0:(0,05 - 0,28):(0,12:0,30) соответственно, при этом при увеличении доли смеси в шихте на каждые 10% расход твердого топлива в шихту снижают на 3-6 кг/т, а температуру зажигания смеси устанавливают на 10 - 20^oC ниже температуры зажигания шихты, предшествующей увеличению доли смеси в шихте.

Расход смеси в железорудную шихту можно поддерживать в пределах 5 - 50% от массы железорудной шихты. В качестве оборотного металлопродукта можно использовать металлический концентрат с содержанием железа металлического 28 - 55%, полученный путем магнитного обогащения шлака.

Введение в шихту комплексной смеси приводит к образованию в слое при загрузке шихты на паллеты аглоленты микрообъемов смеси, равномерно распределенных по высоте слоя, спекание которых происходит в автогенном режиме. Это приводит к равномерному протеканию процесса спекания по высоте и ширине слоя, что обеспечивает высокую прочность и минимальный расход твердого топлива. Обработка в постоянном магнитном поле металлопродукта перед производством комплексной смеси обеспечивает образование микрогранул, состоящих из металлопродукта, шлама и тонкодисперсной части известняка. При смешивании компонентов аглошихты микрогранулы равномерно распределяются по массе и при загрузке на паллеты образуют микрообъемы самоплавкой шихты по всему слою. Пределы содержания металлического железа в металлопродукте обусловлены прочностью и восстановимостью агломерата. При содержании металлического железа более чем 55% снижается восстановимость агломерата.

Соотношение ингредиентов комплексной смеси обуславливается составом металлопродукта и автогенным режимом спекания. При соотношении металлопродукта, известняка и шлама в комплексной смеси менее чем 1,0:0,5:0,12 большее развитие получают процессы восстановления оксидов железа, что приводит к снижению восстановимости агломерата. При соотношении металлопродукта, известняка и шлама больше чем 1,0:0,28:0,30 процесс спекания не может развиться без дополнительного введения топлива, что снижает прочность агломерата и повышает себестоимость его производства.

Снижение расхода твердого топлива в шихте определяет качество агломерата. Пределы снижения расхода твердого топлива определены экспериментально и обусловлены составом твердого металлопродукта и комплексной смеси. При снижении расхода твердого топлива в шихту менее чем 3 кг/т на каждые 10% смеси в шихте снижается восстановимость и возрастает его себестоимость. При снижении расхода твердого топлива в шихту более чем на 6 кг/т на каждые 10% комплексной смеси в шихте уменьшается прочность агломерата.

Снижение температуры зажигания обусловлено высоким тепловым эффектом реакции окисления железа. При снижении температуры зажигания шихты менее чем на 10^oC на каждые 10% комплексной смеси в шихте в верхнем слое возникают высокие термические напряжения, которые снижают прочность агломерата, а также в результате воздействия высоких температур снижается его восстановимость. При снижении температуры зажигания шихты более чем на 20% на каждые 10% комплексной смеси в шихте в верхнем слое из-за недостатка тепла снижается прочность агломерата.

Пределы расхода комплексной смеси в железорудную шихту, т.е. 5-50% от массы железорудной шихты, обусловлены прочностью и восстановимостью агломерата. При расходе комплексной смеси в железорудную шихту менее 5% снижается прочность агломерата. При расходе комплексной смеси в железорудную шихту более 50% снижается восстановимость агломерата.

Пример выполнения
Металлопродукт крупностью 0-10 мм после обработки в магнитном поле поступает на отдельный склад аглофабрики, где формируется специальный штабель путем смешивания с известняком крупностью 0-3 мм и шламом. Комплексная смесь образуется после обработки штабеля. Составы компонентов шихты приведены в таблице 1 (табл. 1 и 2 см. в конце описания). Произведенная комплексная смесь поступает в шихтовое отделение и дозируется в аглошихту наряду с железорудным концентратом и твердым топливом. При необходимости в шихту дополнительно вводят флюсы. После смешения, увлажнения и окомкования аглошихта загружается на паллеты, зажигается, спекается прососом воздуха на агломашинах площадью 68 м². Полученный агломерат испытывали на прочность и восстановимость. При производстве агломерата оценивали его себестоимость. Для сравнения результатов произведен агломерат, при производстве которого шихту предварительно подготовили по технологии известного способа. Результаты испытаний приведены в таблице 2.

Анализ приведенных результатов показывает, что применение заявляемого изобретения позволит по сравнению с прототипом повысить восстановимость на 8-14% и прочность агломерата на 2-9%, при этом себестоимость его производства снизится на 2 - 22,7%.

Использование: относится к области металлургии, в частности к подготовке сырья, а именно к производству железорудного агломерата для доменного производства. Сущность: способ включает подготовку, дозирование и ввод в шихту топлива, железорудного концентрата, оборотного металлопродукта и флюсов, их смешивание и окомкование. В качестве флюсов в шихте используют известняк и шлам, в железорудный концентрат вводят предварительно подготовленную смесь, состоящую из оборотного металлопродукта, обработанного постоянным магнитным полем, известняка и шлама в соотношении 1,0 : (0,05 - 0,28) : (0,12 : 0,30) соответственно. При вводе в шихту на каждые 10% смеси расход твердого топлива в шихту снижают на 3 - 6 кг/т, а температуру зажигания смеси устанавливают на 10 - 20^oC ниже соответствующих значений без ввода смеси в шихту. Расход смеси в железорудную шихту можно поддерживать в пределах 5 - 50% от массы железорудной шихты. В качестве оборотного металлопродукта можно использовать металлический концентрат с содержанием железа металлического 28 - 55%, полученный путем магнитного обогащения шлака. Применение заявляемого изобретения позволит повысить восстановимость на 8 - 14% и прочность агломерата на 2 - 9%, при этом себестоимость его производства снизится до 20%. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Способ подготовки к спеканию агломерационной шихты, включающий дозирование и ввод железосодержащего концентрата, топлива, флюса и оборотных металлопродуктов, их смешивание, увлажнение и окомкование, отличающийся тем, что оборотный металлопродукт предварительно подвергают обработке постоянным магнитным полем, после чего его смешивают с флюсом, в качестве которого используют известняк и шлам, при соотношении известняка, шлама и оборотного металлопродукта в смеси, равном (0,05 - 0,28) : (0,12 - 0,30) : 1, и полученную смесь вводят в шихту, при этом на каждые 10% вводимой в шихту смеси устанавливают расход топлива в шихте на 3 - 6 кг/г меньше, а температуру зажигания на 10 - 20^oC ниже соответствующих значений без ввода смеси. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что расход смеси в агломерационной шихте поддерживают в пределах 5 - 50 мас.%. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве металлопродукта используют металлический концентрат, полученный путем магнитного обогащения шлака и содержащий 28 - 55% металлического железа.