Способ получения частично восстановленных окатышей на конвейерных обжиговых машинах Советский патент 1992 года по МПК C22B1/20 C22B1/26 

Х|

Ю

Изобретение относится к подготовке железорудного сырья к металлургическому переделу. Целью изобретения является повышение степени качества продукта за счет повышения степени восстановления и содержания остаточного углерода. Окатыши, состоящие из смеси железорудного концен-. трата и твердого углеродсодержащего восстановителя, обжигают на конвейерных машинах. На последней ступени охлаждения в качестве хладагента используют атмосферный воздух. Улучшение качестаа продукта за счет повышения степени его восстановления и увеличения содержания остаточного углерода в готовых окатышах достигается при выполнении способа, при котором твердый углеродсодержащий восстановитель в исходные окатыши вводят в количестве 5-7%. После обжига окатышей перед подачей атмосферного воздуха осуществляют выдержку слоя окатышей до пре- кращения выделения из него окиси углерода, а затем производят охлаждение слоя до 750-850°С посредством введения в слой твердого хладагента. В качестве твердого хладагента используют, например, холодные окатыши. 1 з.п. ф-лы. 2 табл.

Изобретение относится к подготовке железорудного сырья к металлургическому переделу, в частности к окускованию тонкоизмельченных концентратов, и может быть использовано в металлургической и других отраслях промышленности.

Известен способ охлаждения металли- зрванных окатышей в барабане-охладителе за счет передачи тепла через стенку барабана хладагенту (1).

Недостатком данного способа является низкая эффективность охлаждения из-за отсутствия непосредственного контакта между хладагентом и охлаждаемыми окатышами.

Известен способ охлаждения частично восстановленных окатышей, включающий использование.для восстановления твердого углеродсодержащего восстановителя, обжиг окатышей, ступенчатое охлаждение, использование в качестве охлаждающего агента на последней стадии охлаждения воздуха (2).

Недостатками данного способа являются невозможность получения остаточного углерода в структуре ркатышей, т.к. уголь, подаваемый с теплоносителем, полностью

О

ел

сгорает и частично восстанавливает окислы железа, недостаточная степень частичного восстановления окатышей, обусловленная тем, что при такой подаче угля последний мало работает как восстановитель, низкая эффективность охлаждения окатышей, .обусловленная эндотермическими реакциями, протекающими в основном на поверхности окатышей.

Целью изобретения является улучшение качества продукта за счет повышения степени его восстановления и содержания остаточного углерода.

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения частично восстановленных окатышей на конвейерных обжиговых машинах, включающем ступенчатое охлаждение с подачей хладагента в виду воздуха на последней ступени, предложено введение углеродсодержащего восстановителя в структуру исходных окатышей в количестве 5-7%. Охлаждение проводят в три стадии: на первой стадии подачу хладаген - та не производят, первую стадию прекращают после окончания выделения из окатышей окиси углерода, на второй стадии охлаждение слоя до 750-8500С проводят за счет введения в слой твердого хладагента, в качестве которого могут быть использованы холодные окатыши.

При выдержке слоя рудно-топливных окатышей с 5-7% углерода (в среднем 6%), нагретого в процессе обжига до 1200- 1250°С, без воздействия на него хладагента углерод более эффективно взаимодействует с оксидами железа во всем объеме окатышей. Температура в слое при этом падает вследствие эндотермичности реакции восстановления оксидов железа. Падение температуры заметно до 960°С. Ниже ее скорость охлаждения резко замедляется, о чем свидетельствует прекращение выделения из слоя оксида углерода. Уменьшение в шихте углерода ниже 5% снижает потенциал реакций восстановления, и следовательно, охлаждения слоя за их счет. Повышение же углерода в шихте более 7% увеличивает опасность заплавления слоя окатышей при их обжиге. Однако при температуре около 960°С еще нецелесообразно использовать для охлаждения атмосферный воздух, так как начнется окисление окатышей, выгорание углерода и разогрев слоя окатышей.

Эндотермическое охлаждение слоя руд- но-топлиеных окатышей до температуры ниже 960°С (в результате протекания реакций восстановления оксидов железа) нецелесообразно, вследствие неэффективности из- за резкого замедления скорости

охлаждения и снижения производительности машины. Охлаждение до температур выше 960°С снижает степень предварительного восстановления окатышей.

Введение в слой окатышей после эндотермического охлаждения твердого хладагента позволяет снизить температуру слоя до 750-850°С (в среднем до 800°С) без градиента по высоте. При этой температуре

охлаждение воздухом приводит к образованию на поверхности окатышей плотной пленки окислов, препятствующей проникновению кислорода в объем окатышей и их окислению, Результаты даны в табл.1.

Из табл.1 видно, что наилучшие показатели по степени восстановления и количеству остаточного углерода в окатышах получены при температуре смешанных окатышей 800°С. Именно при этой температуре

охлаждение в III стадии атмосферным воздухом приводит к оптимальным условиям образования защитной пленки окислов, препятствующих окислению окатышей. В интервале температур 750-850°С показатели несколько снижаются, но находятся на сравнительно высоком уровне. Дальнейшее расширение интервала до 700- 900°С приводит к резкому ухудшению показателей.

Способ может быть осуществлен в промышленных условиях следующим образом.

Железорудную шихту смешивают с

твердым топливом (6%) и подвергают окомкованию. Затем рудоугольные окатыши загружают на конвейерную машину, где они проходят стадии сушки, подогрева и обжига. После обжига окатыши выдерживают без фильтрации хладагента через слой до момента достижения температуры 960°С, сопровождаемой прекращением горения оксида углерода над слоем. На существующих конвейерных обжиговых машинах это можно осуществить перекрытием шиберов в вакуум-камерах. В зоне машины, где заканчивается горение оксида углерода, на поверхность слоя с тракта постели, например, подают холодные окатыши в количестве, обеспечивающем снижение температуры смеси до 750-850°С (в среднем до 800°С), перемешивают их с охлажденными окатышами механическим способом, после чего осуществляют продувку слоя атмосферным воздухом. После охлаждения частично восстановленные с

остаточным углеродом окатыши поступают на тракт готовой продукции.

Пример, Способ был проверен в полупромышленных условиях на обжиговой установке типа чаши.

Из 93,0% железорудного концентрата СевГОК. 6% коксика и 1% бентонита на ча- шевом грануляторе получали окатыши диаметром 12-15 мм. Затем сырые окатыши в количестве 33,5 кг загружали в чашу диаметром 0,3 мм и высотой 0,4 м на слой постели из обожженных окатышей толщиной 0,1 м. Высота слоя обрабатываемых окатышей составляла 0,3 м. После сушки, подогрева и обжига с коэффициентом расхода воздуха 0,9-1 осуществляли выдержку слоя без подачи хладагента до 960°С, для чего перекрывали вакуум-камеру. При этой температуре практически прекращалось выделение оксида углерода над слоем и тогда в чашу засыпали окатыши с температурой 20°С в количестве 6,87 кг, перемешивали их механически с горячими окатышами, после чего температура слоя достигла 800°С. На последней ступени охлаждения слой охлаждали продувом снизу атмосферным воздухом. В результате были получены готовые окатыши со степенью восстановления 45,9% при количестве остаточного углерода в них 2,5%.

Авторами были проведены сравнительные испытания предлагаемого и известного способов. Результаты испытаний приведены в табл.2.

Как видно из табл.2, при одинаковом количестве вводимого в окатыши и вдуваемого в слой твердого топлива предлагаемый способ позволяет получить окатыши со степенью восстановления 33% и остаточным углеродом 0,8%, а в известном способе степень восстановления составляет 26% при полном отсутствии остаточного углерода.

Таким образом, применение предложенного технического решения позволит на существующих конвейерных машинах с незначительными переделками получить частично восстановленные с остаточным углеродом (2,7%) окатыши, что при дальнейшем переделе в доменной печи приведет к уве- личению производительности на 16,8- 20,4% и экономии кокса на 18-21,6%.

Формула изобретения

этом на первой ступени охлаждения в слой окатышей вводят твердый хладагент до достижения температуры 750-850°С.

Т а б л и ц а 1

Таблица 2