Способ агломерации железорудных материалов Советский патент 1990 года по МПК C22B1/20 

-С«г,и«)

где а 012-0,19 (меньшее значение при концентрации 13,5%, большее - при 16,0%); b 2,0-3,6 (меньшее значение для шихт из гематитовой руды, большее - для шихт из магнетитовых концентратов, мартитовых и полумарти- товых руд);

ДРеО - задаваемое значение прироста содержания FeO в агломерате, абс0%0

/JFeO 5 8%;

рш - соотношение содержаний в

шихте химически связанного (карбонатного ) и горючего углерода, отн„ед; содержание горючего углерода в шихте при ее спекании с прососом воздуха, при котором окисленность железа в охлажденном спеке практически равна окисленности железа в исходной шихте,%. Для шихт из гематитовых руд Cw, H 2,8-3,0%; для шихт из магнетитовых руд и концентратор - 3,6-3,8%.

На чертеже представлена зависи - мость изменения степени полноты использования химической энергии углерода твердого топлива отнесенная к изменению концентрации кислорода в смеси газов, подаваемой в сло спекаемого материала, в зависимости от концентрации кислорода в последне построенная по экспериментальным данным процесса спекания шихт из маг нетитового концентрата с практически одинаковым расходом твердого топлива. Способ .агломерации шихты из железорудных материалов осуществляют следующим образом.

Окомкованную шихту, рассчитанную известным способом на содержание в

откорректированное

ней углерода Сш, по приведенной выше формуле, укладывают на слой постели или непосредст- 50 венно на колосниковую решетку агломерационной машины, нагревают продуктами сгорания газового или жидкого топлива, сжимаемого в зажигательном горне. После зажигания шихту спека- |5 ют, при этом в слой подают смесь газов с концентрацией кислорода 13,5- 16,0%, которую получают смешением

0

0

5

35 40 45

5

0

50 |5

газа, отходящего из вакуум-камер зоны спекания, с газом, отходящим из вакуум-камер зоны охлаждения. Если на агломашине нет зоны охлаждения спека, то отходящий газ из вакуум- камер зоны спекания смешивают с воздухом. Смесь газов подают в течение всего времени спекания шлхты и ох- гаждения спека на агломерационной машине.

Охлажденный спек дробят и грохотят с целью выделения годного агломерата.

Если на агломерационной машине нет зоны охлаждения спека, то его дробят, а затем охлаждают в охладителе.

Пределы концентрации кислорода в смеси газов, подаваемой в слой в процессе спекания шихты, установлены по данным экспериментальных исследований.

При содержании кислорода в смеси газов, подаваемой в слой спекаемого материала, свыше 16,0% для усиления развития реакций восстановления оксидов железа необходимо увеличивать расход твердого топлива, что сопряжено с усиленным образованием расплава и как следствие, происходит ухудшение прочностных свойств агломерата при его тепловосстановитель- ной обработке.

При содержании кислорода меньше 13,5% резко уменьшается степень использования химической энергии углерода твердого топлива (см.чертеж), что требует увеличения расхода последнего.

Вывод эмпирической формулы выполнен на основе экспериментальных данных, приведенных в табл.1 и 2.

Минимальные содержания углерода в шихте Сш/мин , при которых практически не получают развития процессы восстановления оксидов железа и не увеличивается содержание оксида железа (II) в агломерате, установлены по результатам экспериментальных исследований по спеканию нефлюсованных шихт из гематитовой руды и магнетито- вого концентрата ().

Если окисленность железа в агломерате равна окисленности железа в шихте, то это является свидетельством уравновешивания реакций восстановления железа в процессе спекания ших1

ты и реакций его окисления в процессе охлаждения спека. При этом раз-L. ность концентраций кислорода в фактическом агломерационном газе и газе, который мог бы образовываться при спекании шихты с тем же содержанием углерода, но не содержащей железа, равна нулю, т.е. alO(02)f -(02)r 0.

Эта разность и взята в качестве

параметра, характеризующего степень развития реакций восстановления (окисления ) железа. При превалировании восстановления над окислением /320 0, а при превалировании окисления железа 0.

По данным табл.1 установлены следующие значения Сш , при которых окнсленность железа не изменяется (д20-0) в процессе спекания шихты и охлаждения спека: для гемати- товой руды Сш, ,2,8-3,0% (FeO И1 Г СГ Л W Н /

12%), для магнетитового концентрата - 3,6-3,8% (FeO 27-28%).

Для вычисления коэффициента я в формуле, учитывающего влияние прироста FeO на содержание углерода в шихте, вычисляли значения соотношения ДСш/4ГеО для опытов с неофлюсо- ванными шихтами из гематитовой руды и магнетитового концентрата (табл.2).

Для приведенных в табл„2 опытов оно колебалось в пределах от 0,12 до 0,19, т.е. ЛСШ (0,12-0,19) ДГеО аЛРеО.

Для определения поправки, отражающей влияние доля флюса в шихте на содержание FeO в агломерате, а следовательно, и на содержание горючего углерода в шихте, по данным табл.2 строили графики FeO -f (,%/) по которым находили значения тангенса углов наклона прямых к оси координат /,(13,9 для шихт гематитовой руды, 23,4 для шихт из магнезитовых концентратов). Так как Сш зависит от заданного содержания FeO в агломерате, то полученные значения тангенсов углов наклона прямых умножали на среднее значение коэффициента « 0,15 и таким образом находили значения коэффициента b в приведенной выше эмпирической формуле, равные 2,0 и 3,6 соответственно для шихт из гематитовой руды и магнетитового концентрата, Для шихт, содержащих оба типа железорудных материале , значения коэффициента b устанавливают н пределах

0

c

0

5

о

Q 5

5

996

2,0-3,6 в зависимости от массовых долей компонентов в шихте.

Пример (по прототипу). Шихту, состоящую из гематитовой руды и возврата и содержа;ую 3tO% горючего углерода, смешивали, увлажняли и окомковывали. В чашу агломерационной установки на колосниковую решетку загружали слой постели из дробленого агломерата класса 5-13 мм, а затем слой окомкованной шихты. Верхний пласт шихты нагревали прососом продуктов сгорания природного v газа, сжигаемого в зажигательном горне. По окончании зажигания в слой подавали смесь агломерационного газа с воздухом с концентрацией кислорода 18,8%. После спекания шихты по всей высоте слоя и охлаждения пирог аглоспека извлекали из чаши, дробили, отсевали мелочь.

П р и м е р 2. Шихту из гематитовой руды или магнетитового концентрата и возврата с содержанием горючего углерода 2,8-6,0% смешивали, увлажня-ш и окомковывали. В чашу агломерационной установки на колосниковую решетку загружали слой постели из агломерата класса 5-13 мм, а загам окомкованную шихту. Верхний пласт слоя {пихты нагревали прососом продуктов сгорания природного газа, сжигаемого в зажигательном горне. По окончании зажигания в слой подавали смесь газов с содержанием кислорода 13,0-18,8%, которую получали смешиванием агломерационного газа с воздухом. Смесь подавали в течение всего времени спекания шихты и охлаждения спека. Охлажденный спек извлекали из агломерационной чаши, дробили, отсеивали мелочь. Из годного агломерата отбирали пробу для химического анализа.

При подаче в слой смеси газов с содержанием кислорода 13,5-16,0% получали агломерат с повышенным содержанием FeO и пониженным содержанием FeaO}, наличие которого является одной из основных причин трещинообразо- вания и распада кусков при тепловос- становнтельной обработке. При этом существенно повышается прочность агломерата и, как следствие, производительность доменной печи, сокращается расход дорогостоящего и дефицитного кокса. Кроме того, повышается экономичность способа за счет повторного использования отходящего агломерационного газа в процессе спекания шихты. Формула изобретения

1. Способ агломерации железорудных материалов, включающий дозирование компонентов, смешиваний, увлажнение и окомкование шихты, укладку OKOM Кованной шихты на колосниковую ре- Шетку агломерационной машины, зажигание шихты и спекание с подачей в слой смеси газа, отх одящего из ва- Куум-камер зоны спекания с газом, отходящим из вакуум-камер зоны охлаждения, или с воздухом, охлаждение спека, его дробление и грохочение с выделением1годного агломерата,

отличающийся тем, что, с целью понижения окисленности железа в агломерате, концентрацию кислорода; в смеси газов поддерживают в пределах 13,5-16,0 об.%, а содерQ

5

0

жание горючего углерода в шкхте устанавливают согласно формуле

cir Сштиж+ + Ь/5Ш , . где а 0,12-0,19;

Ъ 2,0-3,6;

uFeO - задаваемое значение прироста содержания оксида железа (II) в агломерате; рш - соотношение содержаний в шихте химически связанного (карбонатного) и горючего углерода, отн.ед;

содержание горючего углерода в шихте при спекании ее с прососом воздуха, при котором окисленность железа в охлажденном спеке равна окисленности железа в исходной шихте. 2о Способ по По1, о тл и ч а ю- щ и и с я тем, что смесь газов подают в слой в течение времени спекания шихты и охлаждения спека на агломерационной машине.

Изобретение относится к предварительной обработке руд в устройствах для спекания с подвижными решетками. Целью изобретения является понижение окисленности железа в агломерате. При агломерации шихт из железорудных материалов на агломерационных машинах в спекаемый слой подают смесь газов, которую получают смешиванием газа, отходящего из вакуум-камер зоны спекания, с газом, отходящим из вакуум-камер зоны охлаждения, или с воздухом. Концентрацию кислорода в смеси газов поддерживают в пределах 13,5-16,0 об.%, смесь газов подают после зажигания в течение времени спекания шихты или спекания шихты и охлаждения спека, а содержание горючего углерода в шихте устанавливают согласно формуле C_ш=C_ш(ми*)+AΔFЕО+Bβ_ш, где A=0,12-0,19

B=2,0-3,6

ΔFЕО - задаваемое значение прироста содержания FEO в агломерате в абс.%

β_ш - соотношение содержаний в шихте химически связанного (карбонатного) и горючего углерода в отн.ед.

C_ш(мин) - содержание горючего углерода в шихте при ее спекании, при котором окисленность железа в охлажденном спеке практически равна окисленности железа в исходной шихте в %. Изобретение позволяет получить агломерат пониженной окисленности без увеличения расхода твердого топлива. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

Т а б л и ц а 1

Таблица2

Изменение содержания оксида железа (II) в агломерате в зависимости от содержаний горючего и карбонатового

углерода в шихте

18,8 3,0 0 12,0 18,8 4,0 0 17,3 18,8 5,0 0 24,0

18,8 3,0 0,38 050 18,8 3,0 0,74 8,5