ГРАНУЛИРОВАННЫЙ МАТЕРИАЛ, СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГРАНУЛИРОВАННОГО МАТЕРИАЛА И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СПЕЧЕННОЙ РУДЫ Российский патент 2022 года по МПК C22B1/16 B01J2/10 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к гранулированному материалу, который содержит шлам и пыль, которые образуются в технологических процессах производства чугуна, и который характеризуется улучшенной пригодностью для перемещения при использовании транспортера, способу изготовления гранулированного материала и способу изготовления спеченной руды при использовании гранулированного материала.

Уровень техники

В различных технологических процессах производства стали, таких как технологический процесс производства передельного чугуна, технологический процесс получения стали и технологический процесс прокатки, образуются большие количества пыли и шлама. Поскольку такие пыль и шлам имеют высокое содержание железа и углерода, предпочтительным является повторное использование таких пыли и шлама в качестве источников железа и источников тепла вместо выбрасывания их в качестве отходов. В общем случае пыль и шлам используют в высокотемпературных технологических процессах при технологическом процессе производства передельного чугуна (pig iron-making process) и технологическом процессе получения стали. Пыль и шлам переплавляют в высокотемпературных технологических процессах и примешивают к расплавленному передельному чугуну таким образом, чтобы они были повторно использованы в качестве источников железа.

Поскольку пыль представляет собой мелкий порошок, характеризующийся содержанием воды в диапазоне от 0% (масс.) до 5% (масс.), во время перемещения пыли при использовании ленточного транспортера происходит взметывание пыли. С другой стороны, поскольку шлам характеризуется высоким содержанием воды и высокой адгезионной способностью, шлам пристает к узлу сопряжения транспортера и, тем самым, вызывает образование заторов во время перемещения шлама при использовании ленточного транспортера. Как только что было описано, взметывание пыли или образование заторов, обусловленных адгезией, возникают во время перемещения пыли и шлама при использовании ленточного транспортера.

В ответ на такую проблему в источнике патентной литературы 1 раскрывается способ изготовления гранулированного материала, при котором имеющий форму кека шлам, образованный в технологических процессах производства чугуна, раздробляют, смешивают с фиксатором и пылью, образованной в технологических процессах производства чугуна, и подвергают гранулирующей обработке при использовании аппаратуры изготовления гранулированного материала, которая имеет перемешивающую крыльчатку, крутящуюся в барабане, и перемешивающий ротор, вращающийся при одновременном кручении совместно с перемешивающей крыльчаткой. Раскрывается, что при использовании способа, описанного выше, возможно надлежащее проведение гранулирующей обработки без проведения специальной обработки сушки, так что возможным становится изготовление гранулированного материала, который предпочтительно может быть использован в высокотемпературных технологических процессах.

Перечень цитирования

Источник патентной литературы (ИПЛ)

ИПЛ 1: Публикация японской не подвергнутой экспертизе патентной заявки № 2012-97295

Сущность изобретения

Техническая проблема

Поскольку гранулированный материал, раскрытый в источнике патентной литературы 1, характеризуется высоким содержанием воды, большое количество такого гранулированного материала пристает к узлу сопряжения транспортера, когда такой гранулированный материал перемещается при использовании ленточного транспортера. В частности, вследствие расположения ленточного транспортера вне помещения на сталеплавильном заводе, на ленточный транспортер также попадает дождь, когда он идет. Следовательно, когда идет дождь, поскольку гранулированный материал имеет повышенное содержание воды, происходит увеличение числа прилипаний к узлу сопряжения транспортера, что в результате приводит к проблеме образования заторов из-за прилипания гранулированного материала.

Настоящее изобретение было выполнено с учетом описанных выше проблем обычных методик, и целью настоящего изобретения заявляется предложение гранулированного материала, при использовании которого возможно уменьшение величины адгезии к узлу сопряжения транспортера.

Решение проблемы

Настоящее изобретение, которое было совершено для решения описанных выше проблем, характеризуется следующим образом.

(1) Гранулированный материал, содержащий пыль и шлам, где содержание воды в гранулированном материале находится в диапазоне от 10% масс. и более до 18% масс. и менее, а содержание гранулированного материала, характеризующегося размером частиц, составляющим 0,125 мм и более, составляет 90% масс. и более.

(2) Гранулированный материал, соответствующий позиции (1), где содержание поверхностной воды в гранулированном материале находится в диапазоне от 10% масс. и более до 15% масс. и менее.

(3) Способ изготовления гранулированного материала, при этом способ включает технологический процесс обезвоживания для обезвоживания шлама для получения обезвоженного кека и технологический процесс гранулирования для получения гранулированного материала в результате смешивания и гранулирования обезвоженного кека и пыли при использовании перемешивающей аппаратуры, где содержание воды в гранулированном материале находится в диапазоне от 10% масс. и более до 18% масс. и менее, а содержание гранулированного материала, характеризующегося размером частиц, составляющим 0,125 мм и более, составляет 90% масс. и более.

(4) Способ изготовления гранулированного материала, соответствующий позиции (3), где содержание поверхностной воды в гранулированном материале находится в диапазоне от 10% масс. и более до 15% масс. и менее.

(5) Способ изготовления спеченной руды, при этом способ включает технологический процесс замешивания для замешивания, по меньшей мере, гранулированного материала, изготовленного при использовании способа изготовления гранулированного материала, соответствующего позиции 3 или позиции 4, железосодержащего материала исходного сырья, СаО-содержащего материала исходного сырья и вяжущего материала в целях получения спекающегося материала исходного сырья, технологический процесс гранулирования для гранулирования спекающегося материала исходного сырья в результате добавления воды к спекающемуся материалу исходного сырья и технологический процесс спекания для спекания гранулированного спекающегося материала исходного сырья при использовании спекательной машины для получения спеченной руды.

Выгодные эффекты от изобретения

При использовании гранулированного материала, соответствующего настоящему изобретению, возможно уменьшение величины адгезии гранулированного материала к узлу сопряжения транспортера для ленточного транспортера, расположенного вне помещения, даже во время дождя. При использовании этого возможно подавление образования заторов, обусловленных гранулированным материалом, при осуществлении перемещения при использовании ленточного транспортера.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 представляет собой изображение вида в перспективе для внутреннего пространства перемешивающей аппаратуры 10, использованной при изготовлении гранулированного материала, соответствующего настоящему варианту осуществления.

Фиг. 2 представляет собой изображение вида сверху для перемешивающей аппаратуры 10.

Фиг. 3 представляет собой диаграмму, иллюстрирующую метод испытания, использованный для проверки изменения клейкости обезвоженного кека, который был подвергнут воздействию усилия сдвига, имеющего определенную или еще большую величину.

Фиг. 4 представляет собой изображение вида сбоку для аппаратуры 30 для испытания на адгезионную способность.

Описание вариантов осуществления

Ниже в настоящем документе настоящее изобретение будет описываться в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения. Гранулированный материал, соответствующий настоящему варианту осуществления, является гранулированным материалом, содержащим шлам и пыль, которые образуются в технологических процессах производства чугуна. Содержание воды в гранулированном материале находится в диапазоне от 10% масс. и более до 18% масс. и менее, а содержание гранулированного материала, характеризующегося размером частиц, составляющим 0,125 мм и более, составляет 90% масс. и более. В настоящем варианте осуществления содержание воды в гранулированном материале рассчитывают в результате деления разности масс гранулированного материала до и после высушивания гранулированного материала на массу гранулированного материала до высушивания гранулированного материала, где высушивание проводят в отношении гранулированного материала при температуре 110°С на протяжении 12 часов. Содержание гранулированного материала, характеризующегося размером частиц, составляющим 0,125 мм и более, рассчитывают после высушивания гранулированного материала при использовании метода, подобного описанному выше методу, в результате деления массы гранулированного материала, остающегося на сите, характеризующемся отверстием сита 0,125 мм, на массу гранулированного материала до проведения просеивания.

В результате регулирования содержания воды в гранулированном материале в диапазоне от 10% масс. и более до 18% масс. и менее, и содержания гранулированного материала, характеризующегося размером частиц, составляющим 0,125 мм и более, составляющего 90% масс. и более, имеет место уменьшение величины адгезии к узлу сопряжения транспортера даже когда гранулированный материал перемещается при использовании ленточного транспортера, расположенного вне помещения, во время дождя. В соответствии с только что представленным описанием изобретения при использовании гранулированного материала, соответствующего настоящему варианту осуществления, вследствие возможного уменьшения величины адгезии к узлу сопряжения транспортера во время дождя возможно подавление образования заторов гранулированным материалом, обусловленных описанной выше адгезией.

С другой стороны, для случая, когда содержание воды в гранулированном материале, составляет менее, чем 10% масс., имеет место увеличение количества мелких частиц, обусловленное прекращением дальнейшего прохождения гранулирования. Поскольку мелкие частицы с большей вероятностью, чем крупные частицы приводят к возникновению адгезии, имеет место возрастание величины адгезии к узлу сопряжения транспортера, обусловленное адгезией таких мелких частиц. Для случая, когда содержание воды в гранулированном материале, составляет более, чем 18% масс., вследствие увеличения сил жидкостных мостиковых образований, которые возникают в воде, по мере увеличения содержания воды имеет место возрастание величины адгезии гранулированного материала исходного сырья к узлу сопряжения транспортера вне зависимости от размера частиц. В соответствии с только что представленным описанием изобретения для содержания воды в гранулированном материале имеют место верхнее предельное значение и нижнее предельное значение, при использовании которых возможно уменьшение величины адгезии к узлу сопряжения транспортера. Помимо этого, также и для случая, когда содержание гранулированного материала, характеризующегося размером частиц, составляющим 0,125 мм и более, составляет менее, чем 90% масс., вследствие возрастания величины адгезии к узлу сопряжения транспортера невозможно подавление образования заторов, обусловленных гранулированным материалом, при осуществлении перемещения при использовании ленточного транспортера.

Предпочтительным является содержание поверхностной воды в гранулированном материале в диапазоне от 10% масс. и более до 15% масс. и менее. При этом имеет место дополнительное уменьшение величины адгезии гранулированного материала к узлу сопряжения транспортера. Содержание поверхностной воды в гранулированном материале определяют при использовании, например, инфракрасного влагомера, работающего в ближней инфракрасной области спектра, который используют при определении содержания воды только на поверхности гранулированного материала. В настоящем варианте осуществления содержание воды на поверхности оценивают в соответствии с калибровочной кривой для метода, использующего спектр поглощения в ближней инфракрасной области спектра, при использовании инфракрасного влагомера, работающего в ближней инфракрасной области спектра, который откалибровали при использовании гранулирующихся материалов исходного сырья, характеризующихся уровнем содержания воды в диапазоне от 0% масс. до 30% масс. и полученных в результате однородного смешивания шлама и пыли. В описании изобретения, представленном ниже в настоящем документе, материал, полученный в результате смешивания обезвоженного шламового кека с пылью, может быть назван как «гранулирующийся материал исходного сырья».

Ниже в настоящем документе будет описываться способ изготовления гранулированного материала, соответствующего настоящему варианту осуществления. Сначала осуществляют технологический процесс обезвоживания для обезвоживания шлама, который образуется в технологических процессах производства чугуна, при использовании аппаратуры для обезвоживания, относящейся к сжимающему типу, для получения обезвоженного кека. Вслед за этим осуществляют технологический процесс гранулирования для получения гранулированного материала в результате смешивания и гранулирования обезвоженного кека и пыли, которая образуется в технологических процессах производства чугуна, при использовании перемешивающей аппаратуры. Таким образом изготавливают гранулированный материал, соответствующий настоящему изобретению. Примеры аппаратуры для обезвоживания, относящейся к сжимающему типу, включают фильтр-пресс и вакуумный фильтр.

Шлам, использованный в настоящем варианте осуществления, является шламом, который образуется в технологических процессах производства стали, таких как технологический процесс производства передельного чугуна, технологический процесс получения стали, технологический процесс прокатки, технологический процесс нанесения покрытия и технологический процесс декапирования, и представляет собой мелкий порошок, характеризующийся содержанием воды 20% масс. и более.

Пыль, использованная в настоящем варианте осуществления, является пылью, которая образуется в технологических процессах производства стали, таких как технологический процесс производства передельного чугуна, технологический процесс производства спекающейся руды и технологический процесс получения стали, и представляет собой мелкий порошок, характеризующийся содержанием воды в диапазоне от 0% масс. до 5% масс.

Фиг. 1 представляет собой изображение вида в перспективе для внутреннего пространства перемешивающей аппаратуры 10, использованной при изготовлении гранулированного материала, соответствующего настоящему варианту осуществления. Фиг. 2 представляет собой изображение вида сверху для перемешивающей аппаратуры 10. Перемешивающая аппаратура 10 является аппаратурой, при использовании которой обезвоженный кек, который был получен обезвоживанием шлама, мелко раздробляют, и при использовании которой мелко раздробленный обезвоженный кек и пыль смешивают и гранулируют для производства гранулированного материала.

Перемешивающая аппаратура 10 включает цилиндрический контейнер 12, в который загружают обезвоженный кек и пыль, перемешивающую крыльчатку 14 и перегородку 16. Несмотря на предпочтительность установки перегородки 16 для соскабливания гранулирующегося материала исходного сырья, перегородку устанавливать необязательно. Цилиндрический контейнер 12 включает цилиндр 18 и круглую нижнюю панель 20. Цилиндрический контейнер 12 имеет отверстие (не показано) для загрузки и выгрузки обезвоженного кека и пыли. Нижнюю панель 20 и цилиндр 18 устанавливают взаимосвязанным образом и нижнюю панель 20 заставляют вращаться совместно с цилиндром 18 под воздействием движущей силы. Цилиндрический контейнер 12 может включать верхнюю панель для герметизации верхней части цилиндрического контейнера 12.

Перемешивающая крыльчатка 14 имеет поворотную ось 22 и множество перемешивающих лопастей 24. Поворотная ось 22 расположена в позиции, смещенной от центра цилиндрического контейнера 12. Перемешивающую крыльчатку 14 заставляют вращаться под воздействием движущей силы, которую создает приводной блок (не показан), расположенный выше цилиндрического контейнера 12. Как было только что описано, каждый из цилиндрического контейнера 12 и перемешивающей крыльчатки 14, приводится во вращение под воздействием движущей силы, которую создает соответствующий один из различных приводных блоков таким образом, чтобы было обеспечено раздельное вращение. Поворотная ось 22 также может быть расположена по центру цилиндрического контейнера 12.

К поворотной оси 22 прикреплены перемешивающие лопасти 24 таким образом, что они выступают наружу от оси в радиальном направлении. Перемешивающие лопасти 24 прикреплены в двух позициях поворотной оси 22, которые разнесены друг от друга по вертикали, таким образом, что они выступают в шести направлениях с интервалами в 60° в каждой из позиций.

Количество перемешивающих лопастей 24 и позиций прикрепления в вертикальном направлении для перемешивающих лопастей 24 может быть надлежащим образом изменено в соответствии с количествами обезвоженного кека и пыли, которые загружают в цилиндрический контейнер 12.

Во время вращения нижней панели 20, например, по часовой стрелке перемешивающая крыльчатка 14 вращается против часовой стрелки при нахождении обезвоженного кека в цилиндрическом контейнере 12. В результате вращения нижней панели 20 по часовой стрелке, обезвоженный кек, находящийся в цилиндрическом контейнере 12, вращается по часовой стрелке, следуя направлению вращения нижней панели 20. В качестве результата столкновения с вращающейся против часовой стрелки перемешивающей крыльчаткой 14, обезвоженный кек, вращающийся по часовой стрелке, раздробляется. Направление вращения каждого из нижней панели 20 и перемешивающей крыльчатки 14, не ограничивается направлениями по часовой стрелке или против часовой стрелки. Направления вращения нижней панели 20 и перемешивающей крыльчатки 14 могут быть одинаковыми или различными друг в сопоставлении с другом.

Несмотря на горизонтальное расположение перемешивающей аппаратуры 10 в примере, проиллюстрированном на фиг. 1 и фиг. 2, перемешивающая аппаратура 10 может быть расположена и под наклоном по отношению к горизонтальной плоскости. Приемлемым является расположение под наклоном по отношению к горизонтальной плоскости только цилиндрического контейнера 12, в то время как вал перемешивающей крыльчатки 14 является вертикально поддерживаемым. При использовании перемешивающей аппаратуры 10 обезвоженный кек мелко раздробляют и раздробленный обезвоженный кек и пыль смешивают. При этом, поскольку вода, содержащаяся в обезвоженном кеке, эффективно передается пыли, имеет место уменьшение количества порошка, остающегося негранулированным.

Фиг. 3 представляет собой диаграмму, иллюстрирующую метод испытания, используемый для проверки изменения клейкости обезвоженного кека, который был подвергнут воздействию усилия сдвига, имеющего определенную или еще большую величину. Как это проиллюстрировано на фиг. 3, контейнер 26, имеющий диаметр 155 мм, заполняют раздробленным обезвоженным кеком, который был раздроблен при использовании перемешивающей аппаратуры 10, и после этого сверху вниз в направлении, перпендикулярном нижней поверхности, в обезвоженный кек вдавливают изготовленную из нержавеющей стали пластину для испытания 28 под нагрузкой при вдавливании 200 н. Данную пластину для испытания 28 вытягивают снизу вверх в направлении, перпендикулярном нижней поверхности, со скоростью 3 мм/сек при одновременном измерении усилия вытягивания при использовании устройства Autograph (зарегистрированная торговая марка), производства компании Shimadzu Corporation. Условия испытания и результаты представлены в таблице 1.

Таблица 1

Состояние 1 2 3 Раздробляющая обработка Не проведена Проведена Проведена Окружная скорость перемешивающей крыльчатки (м/сек) - 3,3 9,3 Скорость вращения контейнера (об./мин) - 50 50 Время перемешивания (сек) - 5 60 Усилие вытягивания (кПа) 2,9 3,6 9,4

Как показано в таблице 1, в результате увеличения окружной скорости перемешивающей крыльчатки в перемешивающей аппаратуре 10, скорости вращения и времени гранулирования имело место увеличение усилия вытягивания пластины для испытания 28. Из этих результатов ясно, что при приложении усилия сдвига к обезвоженному кеку для мелкого раздробления обезвоженного кека, имеет место увеличение клейкости обезвоженного кека.

Вследствие увеличения клейкости обезвоженного кека в качестве результата раздробления обезвоженного кека при использовании перемешивающей аппаратуры 10, как это было только что описано, и вследствие смешивания обезвоженного кека, который был мелко раздроблен, и пыли, имеет место дополнительное уменьшение количества порошка, остающегося негранулированным. Помимо этого, вследствие перевода в гранулированный материал мелких частиц, которые имеют тенденцию к приставанию к узлу сопряжения транспортера во время осуществления перемещения при использовании транспортера, имеет место уменьшение величины адгезии мелких частиц к узлу сопряжения транспортера, что в результате приводит к уменьшению величины адгезии к узлу сопряжения транспортера.

Возможно регулирование содержания воды в гранулированном материале в результате регулирования в смеси доли пыли, которая характеризуется низким содержанием воды. В случае высокого содержания воды в гранулированном материале, поскольку сохраняется клейкости раздробленного обезвоженного кека, гранулированный материал прилипает к узлу сопряжения транспортера во время проведения перемещения при использовании транспортера. Поэтому в настоящем варианте осуществления количество пыли в смеси регулируют таким образом, чтобы содержание воды в гранулированном материале находился бы в диапазоне от 10% масс. и более до 18% масс. и менее.

Возможно, регулирование содержания гранулированного материала, характеризующегося размером частиц, составляющим 0,125 мм и более, в результате регулирования окружной скорости перемешивающей крыльчатки 14 и времени вращения перемешивающей крыльчатки 14. В том случае, когда гранулирующиеся материалы исходного сырья, имеющие идентичный состав, гранулируются при использовании перемешивающей аппаратуры 10, имеющей идентичную конфигурацию, и идентичное время вращения перемешивающей крыльчатки 14, содержание гранулированного материала, характеризующегося размером частиц, составляющим 0,125 мм и более, увеличивается по мере увеличения окружной скорости перемешивающей крыльчатки 14. Подобным образом, в случае, когда гранулируются гранулирующиеся материалы исходного сырья, имеющие идентичный состав, при использовании перемешивающей аппаратуры 10, имеющей идентичную конфигурацию, и идентичную окружную скорость перемешивающей крыльчатки 14, содержание гранулированного материала, характеризующегося размером частиц, составляющим 0,125 мм и более, увеличивается по мере увеличения времени вращения перемешивающей крыльчатки 14. В настоящем варианте осуществления окружную скорость и время вращения перемешивающей крыльчатки 14 регулируют таким образом, чтобы содержание гранулированного материала, характеризующегося размером частиц, составляющим 0,125 мм и более, составлял 90% масс. или более.

Примеры

Ниже в настоящем документе будут описываться примеры, в которых изготавливали гранулированные материалы, соответствующие настоящему варианту осуществления, и оценивали пригодность для перемещения гранулированных материалов. В настоящих примерах для изготовления множества типов гранулированных материалов таким образом, чтобы содержание гранулированного материала, имеющего средний размер частиц 0,125 мм и более, варьировался бы от одного типа к другому, гранулированные материалы изготавливали при использовании двух различных способов гранулирования. В одном из способов гранулирования использовали высокопроизводительный смеситель EIRICH intensive mixer type RV02, который характеризуется той же самой конфигурацией, что и перемешивающая аппаратура 10, проиллюстрированная на фиг. 1, и изготавливали гранулированный материал в результате варьирования окружной скорости перемешивающей крыльчатки и времени гранулирования для варьирования содержания гранулированного материала, имеющего размер частиц 0,125 мм или более. В другом способе гранулирования использовали гранулирующую аппаратуру, относящуюся к барабанному типу, для интенсифицирования гранулирования, и изготавливали гранулированный материал в результате варьирования времени гранулирования и скорости вращения барабана для изменения содержания гранулированного материала, имеющего размер частиц 0,125 мм или более.

Содержание воды в обезвоженном кеке, полученном в результате обезвоживания шлама, который использовали в качестве гранулирующегося материала исходного сырья, составляло 20% масс., а содержание воды в пыли составляло 0% масс. В результате варьирования в смеси долей обезвоженного кека и пыли регулировали содержание воды в гранулированном материале. Например, для изготовления гранулированного материала, характеризующегося содержанием воды 16% масс., смешивали 80% масс. обезвоженного кека и 20% масс. пыли. Гранулированные материалы из примеров настоящего изобретения и гранулированные материалы из сравнительных примеров изготавливали в количестве по 8 кг в каждом случае. Композиции пыли и шлама, использованных в испытаниях, представлены в приведенной ниже таблице 2. В таблице 2 выражение «T-Fe» представляет собой сокращение для термина «общее количество Fe» и обозначает массовое содержание атомов железа в пыли или шламе. В таблице 2 причина того, что общее содержание составных частей пыли или шлама не равно 100, заключается в том, что пыль или шлам содержит другие компоненты, которые не представлены в таблице, такие как СаО.

Таблица 2

T-Fe SiO₂ Al₂O₃ C Металлическое Fe Пыль 31,9 6,7 3,3 13,2 0,3 Шлам 60,5 1,6 0,6 10,7 31,9

Единица измерения: % масс.

Гранулированные материалы, изготовленные в соответствии с представленным выше описанием изобретения, оценивали применительно к содержанию гранулированного материала, характеризующегося размером частиц, составляющим 0,125 мм или более, и адгезионной способности. Содержание гранулированного материала, имеющего размер частиц 0,125 мм или более, рассчитывали при использовании массы гранулированного материала, который был высушен при температуре 110°С на протяжении 12 часов, оставаясь на сите, имеющем отверстия сита 0,125 мм.

Фиг. 4 представляет собой изображение вида сбоку для аппаратуры 30 для испытания на адгезионную способность. Аппаратура 30 для испытания на адгезионную способность включает ленточный транспортер 32 и желоб 34, что моделирует узел сопряжения транспортера. Во время оценки величины адгезии гранулированного материала при использовании аппаратуры 30 для испытания на адгезионную способность, после загрузки 8 кг гранулированного материала из позиции, указанной стрелкой 36, перемещения гранулированного материала при использовании ленточного транспортера 32 и сбрасывания гранулированного материала на желоб 34, определяли количество гранулированного материала, который приставал к желобу 34. Расход при загрузке гранулированного материала и скорость ленточного транспортера 32 подстраивали таким образом, чтобы скорость перемещения гранулированного материала составляла 0,8 кг/сек. Величину адгезии оценивали для двух случаев, то есть, случая без проведения водяного орошения и случая с водяным орошением. В случае с водяным орошением, гранулированный материал перемещали при одновременном орошении водой 38 при расходе для водяного орошения 185 г/мин для моделирования дождя. Условия гранулирования гранулированных материалов и результаты оценки представлены в таблице 3 и таблице 4.

Таблица 3

Позиция Пример 1 Сравнительный пример 1 Условия изготовления Способ гранулирования Перемешивающая аппаратура Гранулирующая аппаратура барабанного типа Время гранулирования (сек) 60 60 Окружная скорость перемешивающей крыльчатки (м/сек) 6,6 - Скорость вращения контейнера (об./мин) 50 20 Свойство гранулированного материала Содержание воды в гранулированном материале (% масс.) 16 16 Содержание частиц + 0,125 мм (% масс.) 96,9 86,3 Результат Величина адгезии без проведения водяного орошения (г) 0,9 5,3 Величина адгезии при проведении водяного орошения (г) 3,2 18,7

Таблица 4

Позиция Пример 2 Пример 1 Пример 3 Сравнительный пример 2 Сравнительный пример 3 Свойство гранулированного материала Содержание воды в гранулированном материале (% масс.) 10 16 18 8 20 Содержание частиц + 0,125 мм (% масс.) 93,3 96,9 98,6 79,9 99,9 Результат Величина адгезии без проведения водяного орошения (г) 0,5 0,9 3,3 5,3 8,8 Величина адгезии при проведении водяного орошения (г) 5,7 3,2 4,5 40,4 16,1

В таблице 3 и таблице 4 термин «Время гранулирования» обозначает время, на протяжении которого вращалась перемешивающая крыльчатка для случая использования перемешивающей аппаратуры. С другой стороны, для случая использования гранулирующей аппаратуры барабанного типа, термин «Время гранулирования» обозначает время, на протяжении которого вращался барабан. Термин «Содержание частиц + 0,125 мм» обозначает содержание гранулированного материала, имеющего размер частиц, равный 0,125 мм или более. Также в представленных ниже таблицах термин «Содержание частиц + 0,125 мм» обозначает содержание гранулированного материала, имеющего размер частиц равный0,125 мм или более.

Как показано в таблице 3, вне зависимости от проведения или непроведения водяного орошения, величина адгезии гранулированного материала для случая из примера 1, в котором содержание гранулированного материала, характеризующегося размером частиц, составляющим 0,125 мм и более, составляло 90% масс. или более, была меньшей, чем для случая из сравнительного примера 1, в котором содержание гранулированного материала, характеризующегося размером частиц, составляющим 0,125 мм и более, составлял менее, чем 90% масс.

Как показано в таблице 4, вне зависимости от проведения или непроведения водяного орошения, величины адгезии гранулированных материалов для случая из примеров от 1 до 3, в которых содержание воды в гранулированных материалах находились в диапазоне от 10% масс. или более до 18% масс. или менее, были меньшими, чем соответствующие величины для случая из сравнительного примера 2, в котором содержание воды в гранулированном материале составляло менее, чем 10% масс., и для случая из сравнительного примера 3, в котором содержание воды составляло более, чем 18% масс.

Как это становится ясным исходя из данных результатов, в результате регулирования содержания гранулированного материала, имеющего размер частиц 0,125 мм или более, на уровне 90% масс. или более, и содержания воды в гранулированном материале в диапазоне от 10% масс. или более до 18% масс. или менее, возможно уменьшение величины адгезии к желобу 34, который располагается в позиции узла сопряжения транспортера. Предпочтительно, чтобы содержание гранулированного материала, имеющего размер частиц 0,125 мм или более, было как можно более высоким, более предпочтительно, чтобы содержание, составляло 93% масс. или более, еще более предпочтительно - 97% масс. или более, и верхнее предельное значение для данного содержания составляет 100% масс. Предпочтительным является содержание воды в гранулированном материале в диапазоне от 12% масс. или более до 17% масс. или менее, более предпочтительно от 14% масс. или более до 16% масс. или менее.

Ниже в настоящем документе будут описываться результаты исследований в отношении эффекта содержания поверхностной воды в гранулированном материале. При использовании пыли и шлама, использованных для исследований, результаты по которым представлены в таблице 3 и таблице 4, в результате смешивания и гранулирования 80% масс. обезвоженного кека и 20% масс. пыли изготавливали гранулированные материалы, характеризующиеся содержанием воды 16% масс., в количестве по 8 кг в каждом случае. В случае примера 4 для получения гранулированного материала, характеризующегося низким содержанием поверхностной воды, в результате вращения гранулирующей аппаратуры барабанного типа, (скорость вращения: 20 об./мин) в течение 360 секунд для гранулирования, был изготовлен гранулированный материал, характеризующийся содержанием поверхностной воды, составляющим менее, чем 10% масс., то есть, 8,3% масс.

В случае примера 6 для получения гранулированного материала, характеризующегося высоким содержанием поверхностной воды, после изготовления гранулированного материала при использовании высокопроизводительного смесителя (окружная скорость перемешивающей крыльчатки: 6,6 м/сек, время гранулирования: 60 секунд) гранулированный материал оставляли в среде атмосферного воздуха вплоть до уменьшения содержания воды до 1% масс. Вслед за этим в результате вращения гранулирующей аппаратуры барабанного типа, (скорость вращения: 20 об./мин) в течение 60 секунд при одновременном проведении орошения водой в количестве, эквивалентном содержанию воды 1% масс., был изготовлен гранулированный материал, характеризующийся высоким содержанием поверхностной воды. Условия изготовления и результаты оценки данных гранулированных материалов представлены в таблице 5. Содержание поверхностной воды в данных гранулированных материалах определяли при использовании инфракрасного влагомера, работающего в ближней инфракрасной области спектра.

Таблица 5

Позиция Пример 4 Пример 5 Пример 1 Пример 6 Условия изготовления Способ гранулирования Гранулируюая аппаратура барабанного типа Перемешивающая аппаратура Перемешивающая аппаратура Перемешивающая аппаратура + гранулирующая аппаратура, барабанного типа Время гранулирования (сек) 360 30 60 60 + 60 Свойство гранулированного материала Содержание воды в гранулированном материале (% масс.) 16 16 16 16 Содержание частиц + 0,125 мм (% масс.) 92,5 93,2 96,9 99,4 Содержание поверхностной воды в гранулированном материале (% масс.) 8 11 15 17 Результат Величина адгезии без проведения водяного орошения (г) 1,5 0,7 0,9 1,6 Величина адгезии при проведении водяного орошения (г) 7,4 6,3 3,2 5,6

Как показано в таблице 5, когда водяное орошение не проводилось, величины адгезии в случае примера 5 и примера 1, в которых содержание поверхностной воды находилось в диапазоне от 10% масс. и более до 15% масс. и менее, были меньшими, чем соответствующие величины в случае примера 4, в котором содержание поверхностной воды составлял менее, чем 10% масс., и в случае примера 6, в котором содержание поверхностной воды составлял более, чем 15% масс. С другой стороны, при проведении водяного орошения, величина адгезии в случае примера 5 была слегка большей, чем соответствующая величина в случае примера 6. Считается, что это связано с уменьшением эффекта от содержания поверхностной воды, обусловленного водяным орошением. Даже при проведении водяного орошения величина адгезии в случае примера 5 была меньшей, чем соответствующая величина в случае примера 4, а величина адгезии в случае примера 6 была большей, чем соответствующая величина в случае примера 1. Поэтому ясно, что даже при проведении водяного орошения имела место тенденция к уменьшению величины адгезии к желобу 34 как результата регулирования содержания поверхностной воды в диапазоне от 10% масс. и более до 15% масс. и менее. На основании этого можно сказать, что возможно дополнительное уменьшение величины адгезии к желобу 34, который располагают в позиции узла сопряжения транспортера, в результате регулирования содержания поверхностной воды в гранулированном материале в диапазоне от 10% масс. и более до 15% масс. и менее. Предпочтительным является содержание поверхностной воды в гранулированном материале в диапазоне от 11% масс. и более до 15% масс. и менее, более предпочтительно от 12% масс. и более до 14% масс. и менее.

Как показано в примере 4, возможно изготовление гранулированного материала, соответствующего настоящему варианту осуществления, не только при использовании перемешивающей аппаратуры 10, но также и при использовании гранулирующей аппаратуры барабанного типа. Однако, гранулирующая аппаратура барабанного типа является неудовлетворительной применительно к способности раздроблять обезвоженный кек. В качестве результата имеет место увеличение времени гранулирования, требуемого для изготовления гранулированного материала, соответствующего настоящему варианту осуществления. Поэтому предпочтительным является изготовление гранулированного материала, соответствующего настоящему варианту осуществления, при использовании перемешивающей аппаратуры вместо гранулирующей аппаратуры барабанного типа.

Ниже в настоящем документе будут описываться результаты исследований в отношении условий перемешивания для регулирования содержания гранулированного материала, имеющего размер частиц 0,125 мм или более, в пределах надлежащего диапазона. При использовании пыли и шлама, использованных для исследований, результаты которых представлены в таблице 3 и таблице 4, посредством смешивания и гранулирования 80% масс. обезвоженного кека и 20% масс. пыли при использовании высокопроизводительного смесителя EIRICH RV02 с различными окружными скоростями перемешивающей крыльчатки и с различными временами гранулирования, были изготовлены гранулированные материалы, характеризующиеся содержанием воды 16% масс., в количестве по 8 кг в каждом случае. Условия гранулирования и результаты оценки данных гранулированных материалов представлены в таблице 6 и таблице 7.

Таблица 6

Позиция Сравнительный пример 4 Пример 7 Пример 1 Пример 8 Условия изготовления Способ гранулирования Перемешивающая аппаратура Перемешивающая аппаратура Перемешивающая аппаратура Перемешивающая аппаратура Время гранулирования (сек) 60 60 60 60 Окружная скорость перемешивающей крыльчатки (м/сек) 3,3 4,7 6,6 9,4 Свойство гранулированного материала Содержание частиц + 0,125 мм (% масс.) 88,7 89,8 96,9 99,2 Содержание поверхностной воды в гранулированном материале (% масс.) 6 8 15 15 Результат Величина адгезии без проведения водяного орошения (г) 2,9 2,2 0,9 0,3 Величина адгезии при проведении водяного орошения (г) 16,1 13,2 3,2 2,7

Таблица 7

Позиция Пример 9 Пример 1 Пример 10 Условия изготовления Способ гранулирования Перемешивающая аппаратура Перемешивающая аппаратура Перемешивающая аппаратура Время гранулирования (сек) 30 60 120 Окружная скорость перемешивающей крыльчатки (м/сек) 6,6 6,6 6,6 Свойство гранулированного материала Содержание частиц + 0,125 мм (% масс.) 95,1 96,9 97,2 Содержание поверхностной воды в гранулированном материале (% масс.) 13 15 14 Результат Величина адгезии без проведения водяного орошения (г) 1,2 0,9 0,6 Величина адгезии при проведении водяного орошения (г) 3,3 3,2 2,4

Как показано в таблице 6, в качестве результата увеличения окружной скорости перемешивающей крыльчатки имело место увеличение содержания гранулированного материала, характеризующегося размером частиц, составляющим 0,125 мм и более, и для случая окружной скорости перемешивающей крыльчатки, составляющей 4,7 м/сек и более, содержание гранулированного материала, характеризующегося размером частиц, составляющим 0,125 мм и более, составляло 90% масс. и более.

Из данного результата ясно следует, что при времени гранулирования 60 секунд возможно регулировать содержание гранулированного материала, имеющего размер частиц 0,125 мм или более, чтобы он составлял 90% масс. или более, посредством регулирования окружной скорости перемешивающей крыльчатки, составляющей 4,7 м/сек или более. Ясно, что содержание гранулированного материала, имеющего размер частиц 0,125 мм или более, имеет тенденцию к увеличению по мере увеличения окружной скорости перемешивающей крыльчатки, а величина адгезии имеет тенденцию к уменьшению по мере увеличения содержания гранулированного материала, имеющего размер частиц 0,125 мм или более, вне зависимости от проведения или непроведения водяного орошения. Поскольку было возможно регулировать содержание гранулированного материала, имеющего размер частиц 0,125 мм или более, чтобы оно составляло почти 100% масс., путем регулирования окружной скорости перемешивающей крыльчатки на уровне 9,4 м/сек, невозможно дополнительное увеличение содержания гранулированного материала, имеющего размер частиц 0,125 мм или более, для случая окружной скорости, составляющей более, чем 9,4 м/сек. Поэтому предпочтительной является окружная скорость перемешивающей крыльчатки, составляющая 9,4 м/сек и менее.

Как показано в таблице 7, было возможно увеличить содержание гранулированного материала, имеющего размер частиц 0,125 мм или более, в результате увеличения времени гранулирования, и было возможно регулировать содержание гранулированного материала, имеющего размер частиц 0,125 мм или более, чтобы оно составляло 90% масс. или более, путем регулирования времени гранулирования, чтобы оно составляло 30 секунд или более.

Из этого ясно, что при окружной скорости перемешивающей крыльчатки 6,6 м/сек возможно регулировать содержание гранулированного материала, имеющего размер частиц 0,125 мм или более, чтобы оно составляло 90% масс. или более, путем регулирования времени гранулирования, составляющего 30 секунд или более. Ясно, что содержание гранулированного материала, имеющего размер частиц 0,125 мм или более, имеет тенденцию к увеличению по мере увеличения времени гранулирования, а величина адгезии к желобу 34 имеет тенденцию к уменьшению по мере увеличения содержания гранулированного материала, имеющего размер частиц 0,125 мм или более, вне зависимости от проведения или непроведения водяного орошения. Поскольку ясно, что величина адгезии к желобу 34 имеет тенденцию к уменьшению по мере увеличения содержания гранулированного материала, имеющего размер частиц 0,125 мм или более, ясно, что верхнее предельное значение для содержания гранулированного материала, характеризующегося размером частиц, составляющим 0,125 мм или более, составляет 100% масс.

Как только что было описано поскольку выяснено, что величина адгезии имеет тенденцию к уменьшению по мере увеличения содержания гранулированного материала, имеющего размер частиц 0,125 мм или более, в таблице 6 и таблице 7, становится ясным то, что содержание гранулированного материала, имеющего размер частиц 0,125 мм или более, оказывает воздействие на величину адгезии, и что возможно уменьшение величины адгезии гранулированного материала к желобу 34, который располагают в позиции узла сопряжения транспортера, в результате увеличения содержания гранулированного материала, имеющего размер частиц 0,125 мм или более, до значения, составляющего 90% масс. или более. Несмотря на возрастание величины адгезии к желобу 34 во время дождя, как это также становится ясным, возможно значительное уменьшение величины адгезии к желобу 34 во время дождя в результате увеличения содержания гранулированного материала, имеющего размер частиц 0,125 мм или более, до значения, составляющего 90% масс. или более.

Возможно использование гранулированного материала, соответствующего настоящему варианту осуществления, для изготовления спеченной руды. Например, посредством добавления гранулированного материала, соответствующего настоящему варианту осуществления, в технологическом процессе замешивания для замешивания железосодержащего материала исходного сырья, СаО-содержащего материала исходного сырья и вяжущего материала для получения спекающегося материала исходного сырья, посредством добавления воды к спекающемуся материалу исходного сырья в целях гранулирования спекающегося материала исходного сырья в технологическом процессе гранулирования и посредством спекания гранулированного спекающегося материала исходного сырья при использовании спекательной машины с получением спеченной руды в технологическом процессе спекания. Вследствие возможного перемещения гранулированного материала, соответствующего настоящему варианту осуществления, посредством ленточного транспортера, возможно перемещение гранулированного материала посредством ленточного транспортера до позиции, где замешивают материалы исходного сырья, такие как Fe-содержащий материал исходного сырья, и возможно легкое смешивание гранулированного материала с другими материалами исходного сырья.

Более того, вместо способа, при котором гранулированный материал, соответствующий настоящему варианту осуществления, добавляют в технологический процесс замешивания, может быть использован способ, при котором гранулированный материал, соответствующий настоящему варианту осуществления, добавляют в последующей части технологического процесса гранулирования таким образом, чтобы внешний слой гранулированного спекающегося материала исходного сырья формировался бы из гранулированного материала, соответствующего настоящему варианту осуществления. Как только что было описано, возможно использование гранулированного материала, соответствующего настоящему варианту осуществления, для изготовления спеченной руды так, чтобы он был повторно использован в качестве источника железа и источника тепла при изготовлении спеченной руды.

Перечень ссылочных позиций

10 перемешивающая аппаратура

12 цилиндрический контейнер

14 перемешивающая крыльчатка

16 перегородка

18 цилиндр

20 нижняя панель

22 поворотная ось

24 перемешивающая лопасть

26 контейнер

28 пластина для испытания

30 аппаратура для испытания на адгезионную способность

32 ленточный транспортер

34 желоб

36 стрелка

38 вода

Группа изобретений относится к гранулированному материалу, способу изготовления гранулированного материала и способу изготовления спеченного гранулированного материала. Гранулированный материал содержит пыль и шлам, образующийся в технологических процессах производства стали, при этом содержание поверхностной воды в гранулированном материале находится в диапазоне от 10 мас.% или более до 15 мас.% или менее, а содержание гранулированного материала, имеющего размер частиц 0,125 мм или более, составляет 90 мас.% или более. При изготовлении гранулированного материала обезвоживают шлам с получением обезвоженного кека, смешивают и гранулируют обезвоженный кек и пыль. Для изготовления спеченного гранулированного материала замешивают, по меньшей мере, гранулированный материал, железосодержащий материал исходного сырья, СаО-содержащий материал исходного сырья и вяжущий материал, гранулируют с добавлением воды и спекают при использовании спекательной машины. Использование гранулированного материала позволяет уменьшить величину адгезии к узлу сопряжения транспортера. 3 н.п. ф-лы, 4 ил., 7 табл.

1. Гранулированный материал, содержащий пыль и шлам, образующийся в технологических процессах производства стали, при этом содержание поверхностной воды в гранулированном материале находится в диапазоне от 10 мас.% или более до 15 мас.% или менее, а содержание гранулированного материала, имеющего размер частиц 0,125 мм или более, составляет 90 мас.% или более.

2. Способ изготовления гранулированного материала, включающий:

обезвоживание шлама с получением обезвоженного кека; и

получение гранулированного материала в результате смешивания и гранулирования обезвоженного кека и пыли при использовании перемешивающей аппаратуры, содержащей перемешивающую крыльчатку, при этом

содержание поверхностной воды в гранулированном материале находится в диапазоне от 10 мас.% или более до 15 мас.% или менее, а содержание гранулированного материала, имеющего размер частиц 0,125 мм или более, составляет 90 мас.% или более.

3. Способ изготовления спеченного гранулированного материала, включающий:

замешивание, по меньшей мере, гранулированного материала, изготовленного при использовании способа изготовления гранулированного материала по п. 2, железосодержащего материала исходного сырья, СаО-содержащего материала исходного сырья и вяжущего материала для получения спекающегося материала исходного сырья;

гранулирование спекающегося материала исходного сырья в результате добавления воды к спекающемуся материалу исходного сырья; и

спекание гранулированного спекающегося материала исходного сырья при использовании спекательной машины для получения спеченного гранулированного материала.