СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА АГЛОМЕРАТА Российский патент 2010 года по МПК C22B1/16 

Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано при производстве железорудного агломерата для доменного передела.

Известен способ производства агломерата, включающий загрузку на агломашину слоя шихты, зажигание, спекание, охлаждение, повторный нагрев агломерата до 1100-1150°С и механическую обработку спека, обеспечивающий пределы по крупности используемого агломерата в интервале 5-40 мм (Е.Ф.Вегман, Б.Н Жеребин, А.Н.Похвиснев, Ю.С.Юсфин и др. Производство чугуна. - М.: ИКЦ Академкнига, 2004, стр.182-183).

Недостатком известного способа является исключение возможности контроля получения агломерата с заданной оптимальной однородностью по крупности, что не соответствует требованиям доменного производства.

Известен способ производства агломерата, включающий дробление и грохочение (В.И.Коротич. Основы теории и технологии подготовки сырья к доменной плавке. - М.: Металлургия, 1978, с.189).

Недостатком известного способа также является исключение возможности получения агломерата с заданной оптимальной однородностью по крупности, что не соответствует требованиям доменного производства.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является способ производства агломерата, включающий загрузку на агломашину слоя шихты, состоящей из железорудных материалов, флюсов, добавок, возврата и твердого топлива, зажигание, спекание, охлаждение и механическую обработку спека, задание базового значения FeO_Б, коррекцию базового значения FeO_Б по фактическим показателям работы агломашины в зависимости от высоты слоя и основности до рационального содержания FeO в готовом агломерате (Патент РФ №2246545, кл. С22В 1/20, опубл. 20.02.05 г.).

Недостатком известного способа также является исключение возможности получения агломерата с заданной оптимальной однородностью по крупности, что не соответствует требованиям доменного производства.

Технический результат использования изобретения заключается в получении агломерата с оптимальной однородностью по крупности, обладающего высокими физическими свойствами, наиболее полно удовлетворяющего требованиям доменного производства, обеспечивающего увеличение производительности доменной печи, поддержание высокой и стабильной газопроницаемости столба шихты в доменной печи, снижение удельного расхода кокса на выплавку чугуна, уменьшение выноса железа с пылью из доменной печи.

Технический результат достигается тем, что в способе, включающем загрузку на агломашину слоя шихты, состоящей из железорудных материалов, флюсов, добавок, возврата и твердого топлива, зажигание, спекание, охлаждение и механическую обработку спека с дроблением и грохочением, дополнительно контролируют и изменяют величину отношения средневзвешенной крупности f_св к эквивалентной по поверхности крупности f_сэ производимого агломерата и поддерживают это отношение f_св:f_сэ в пределах 1÷2.

При использовании агломерата в доменных печах необходимо, чтобы агломерат был достаточно однородным по крупности, так как в противном случае одни куски нагреются и восстановятся быстрее, а другие медленнее, сдерживая весь процесс плавки чугуна. Кроме того, как известно, не однородный по крупности агломерат обладает пониженной газопроницаемостью. Поскольку существующая технология агломерации не позволяет производить агломерат с абсолютно одинаковыми размерами, существует допустимый интервал однородности по крупности.

Таким образом, при производстве агломерата целесообразно обеспечивать заданную оптимальную однородность по крупности.

Дополнительный контроль отношения средневзвешенной крупности f_св к эквивалентной по поверхности крупности f_сэ позволяет изменить и обеспечить высокую однородность агломерата по крупности. Для этого вычисляют отношение f_св:f_сэ производимого агломерата, оценивая величины f_св и f_сэ, например, по зависимостям:

f_св=(a ₁·f₁+a ₂·f₂+а ₃·f₃+…+a _n·f_n)/(a ₁+a ₂+a ₃+…+a _n)

f_сэ=(a ₁+a ₂+a ₃+…+a _n)/(a ₁/f₁+a ₂/f₂+a ₃/f₃+…+a _n/f_n),

где a ₁, a ₂, a ₃, …, a _n - массовое содержание классов в различных пределах крупности агломерата, %;

f₁, f₂, f₃, …, f_n - среднеарифметическая крупность соответствующих классов агломерата, мм.

Совокупность кусков агломерата со средневзвешенной крупностью имеет такую же общую массу, как и вся совокупность кусков его по гранулометрическому составу. Совокупность кусков агломерата с эквивалентной по поверхности крупностью имеет такую же общую поверхность, как и вся совокупность кусков его по гранулометрическому составу [1]. Чем ближе отношение f_св:f_сэ к единице, тем более однородным является агломерат по влиянию на протекающие в доменной печи процессы. Для практического применения достаточно поддерживать это отношение в пределах 1,0-2,0. Отношение f_св:f_сэ менее 1,0 не имеет физического смысла, так как в случае f_св:f_сэ=1 агломерат абсолютно однороден по крупности. При отношении f_св:f_сэ более 2,0 в агломерате очень высоким является содержание классов более и менее средней величины. В таком агломерате пустоты между крупными кусками оказываются заполненными более мелкими частицами и газопроницаемость смеси оказывается низкой. Низкая газопроницаемость агломерата ведет к известному ухудшению результатов доменной плавки. Отношение f_св:f_сэ в пределах 1,0-2,0 обеспечивают дроблением крупных кусков, например, щековой дробилкой, и отсевом мелких частиц, например, вибрационным грохотом.

В таблице приведены данные по производительности доменной печи полезным объемом 1370 м³, удельный расход кокса и потери железа с пылью в зависимости от использования агломерата с различным отношением f_св:f_сэ, поясняющие сущность изобретения и эффективность технического результата использования изобретения.

Пример конкретного выполнения способа

Для обоснования преимуществ заявляемого способа по сравнению со способом, взятым за прототип, в лаборатории ГОУ ВПО "Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И.Носова" провели лабораторные исследования влияния однородности агломерата по крупности и расхода восстановителя на скорость восстановления в интервале температур, соответствующих тем, которые имеются в доменной печи. Газодинамические условия, оцениваемые по степени уравновешивания материалов подъемной силой газового потока, были подобны современным в доменной печи. По полученным результатам рассчитали ход восстановления по высоте доменной печи применительно к ОАО "ММК" с использованием закономерностей теплообмена Б.И.Китаева. Таким путем определили влияние однородности агломерата по крупности при отношении f_св:f_сэ в интервале 1-2,05 на производительность доменной печи полезным объемом 1370 м³, на удельный расход кокса и вынос железа с пылью. Полученные результаты представлены в таблице.

Из данных таблицы видно, что уменьшение показателя однородности агломерата по отношению f_св:f_сэ от величины, соответствующей условиям прототипа и равной 2,05, до 1,0 обеспечивает повышение производительности доменной печи, снижение удельного расхода кокса и уменьшение выноса железа с пылью. Причем чем ближе этот показатель к единице, тем лучше результаты доменной плавки.

Таблица Величина
соотношения f_св:f_сэ Производительность, т/сутки Удельный расход кокса, кг/т чугуна Вынос железа с
пылью, кг/т чугуна По прототипу 2,05 3297 458,5 21,7 По заявляемому изобретению 2,0 3378 451,4 17,7 1,8 3467 447,9 12,2 1,6 3556 444,4 8,4 1,4 3636 440,6 6,5 1,2 3707 437,3 5,5 1,0 3769 434,2 4,7

В период освоения узла грохочения и стабилизации агломерата на аглофабрике №3 ОАО "ММК" оценили возможность контроля, изменения и поддержания однородности агломерата по крупности, характеризуемого отношением f_св:f_сэ, в пределах 1,0-2,05. Производили агломерат с различным отношением f_св:f_сэ изменением размера отверстий (щелей) просеивающей поверхности грохота. Регулирование однородности по крупности производимого агломерата осуществляли путем изменения соотношения выхода надрешетного и подрешетного продуктов в зависимости от получаемого отношения f_св:f_сэ. Изменение этого соотношения можно выполнить любым известным способом: дроблением с использованием зубчатой или щековой дробилки, изменением размера и формы отверстий (щелей) просеивающей поверхности грохота, режима вибрации грохота, углового положения грохота и др.

Таким образом, использование изобретения позволяет решить техническую задачу изобретения - получить агломерат с оптимальной однородностью по крупности и высокими физическими свойствами, наиболее полно удовлетворяющий требованиям доменного производства, обеспечить возможность поддержания высокой и стабильной газопроницаемости столба шихты в доменной печи и за счет этого увеличить производительность доменной печи, снизить удельный расход кокса на выплавку чугуна, уменьшить вынос железа с пылью из доменной печи.

Источники информации

1. Андреев С.Е., Перов В.Е., Зверевич В.В. Дробление, измельчение и грохочение полезных ископаемых. - М.: Недра, 1980. - 415 с.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при производстве железорудного агломерата для доменного передела. Способ включает загрузку на агломашину слоя шихты, состоящей из железорудных материалов, флюсов, добавок, возврата и твердого топлива, зажигание, спекание, охлаждение и механическую обработку спека с дроблением и грохочением. При этом контролируют и изменяют величину отношения средневзвешенной крупности f_св к эквивалентной по поверхности крупности f_сэ производимого агломерата с поддержанием соотношения f_св:f_сэ в пределах 1,0-2,0. Изобретение направлено на получение агломерата с оптимальной величиной средней крупности и высокими физическими свойствами, наиболее полно удовлетворяющего требованиям доменного производства по крупности. 1 табл.

Способ производства агломерата, включающий загрузку на агломашину слоя шихты, состоящей из железорудных материалов, флюсов, добавок, возврата и твердого топлива, зажигание, спекание, охлаждение и механическую обработку спека с дроблением и грохочением, отличающийся тем, что дополнительно контролируют и изменяют величину отношения средневзвешенной крупности f_св к эквивалентной по поверхности крупности f_сэ производимого агломерата с поддержанием соотношения f_св:f_сэ в пределах 1,0-2,0.