Способ агломерации руд и концентратов Советский патент 1992 года по МПК C22B1/16 

Изобретение относится к металлургии, а именно к агломерации руд и концентратов.

Известен способ агломерации руд и концентратов в пульсирующем режиме наддува, при этом над спекаемым слоем с помощью нагнетател/i создается избыточное давление воздуха (9,8 - 29,4 кПа). Применение пульсирующего режима фильтрации газов в слое шихты (при частоте пульсации 4 - 14 Гц) позволяет в этом случае повысить производительность агломерационных машин на 11 -32%.

Недостатком известного способа является значительное усложнение конструкции конвейерных агломерационных машин, в частности необходимость применения нагнетателя, тракта подачи сжатого воздуха к агломерационным машинам, а также применение специального напорного устройства для подачи воздуха в спекаемый слой.

Наиболее близким к предлагаемому является способ интенсификации процесса спекания агломерационной шихты с использованием регулирования разрежения в вакуум-камерах, характеризующийся тем, что, с целью увеличения скорости спекания шихты, производят пульсирующий отсос отходящих газоь. Пульсация вакуума приводит к искусственной турбулизации потоков воздуха и газов в спекаемом слое, что увеличивает скорость подвода кислорода из газового потока в поверхности горящей частицы топлива, снижая внешнее диффузионное сопротивление пограничного слоя у поверхности. Это способствует повышению скорости горения коксовой мелочи при агломерации и, как следствие этого, к повышению производительности агломерационной машины нэ 10 - 20%.

Недостатком известного способа агломерации является то, что применение пуль(Л

С

-vi

4 СО

сации в течение всего периода спекания, включая начальный период, приводит к тому, что в начальный период спекания непосредственно после завершения процесса зажигания под действием пульсирующего вакуума процесс переувлажнения происходит значительно более интенсивно, чем при стационарном вакуумном режиме. Вследствие этого в верхней части спекаемого слоя образуется слой сырой шихты, отличающийся повышенной влажностью по сравнению с зоной сырой шихты в целом. Это ухудшает газопроницаемость спекаемой аглошихты и приводит к некоторому снижению скорости фильтрации воздуха и, как следствие, к снижению производительности агломерационной машины. Кроме того, применение пульсации с неизменной частотой как в начале и середине, так и в конечный период спекания приводит к тому, что в конечный период спекания чрезмерно интенсифицируется процесс охлаждения верхних слоев зоны готового агломерата, что приводит к некоторому уменьшению выхода годного и ухудшению механической прочности агломерата.

Цель изобретения - интенсификация процесса спекания и повышение качестве агломерата.

Поставленная цель достигается тем, что пульсирующий отсос отходящих газов начинают осуществлять при достижении отношения высоты зоны готового агломерата к общей высоте спекаемого слоя 0,1 - 0,2:1 и ведут при частоте пульсации 4 Гц, а при достижении отношения высоты зоны готового агломерата к общей высоте спекаемого слоя 0.7-0,8.1 частоту пульсации уменьшают в 2 - 4 раза. Это позволяет достичь того, что в начале процесса спекания (по достижении степени спекания 10 - 20%), когда пульсация не применяется, переувлажнение происходит равномерно и газопроницаемое ь слоя улучшается по сравнению со случаем, когда переувлажнение интенсифицируется пульсацией. Это позволяет несколько повысить скорость спекания и производительность аглоустановки. Уменьшение частоты пульсации в 2 - 3 раза после достижения степени спекания 70 - 80% позволяет несколько уменьшить скорость охлаждения верхних слоев агломерационного спека, что в свою очередь уменьшает возникающие в спеке термические напряжения и позволяет повысить выход годного и механическую прочность агломерата.

Сопоставительный анализ позволяет сделать вывод, что предлагаемый способ агломерации и руд и концентратов отличается от известного тем, что пульсирующий режим применяют не во время всего периода спекания, а после достижения отношения высоты зоны готового агломерата к общей высоте спекаемого слоя 0.1 - 0,2:1 и, кроме

того, пульсацию производят не в одном, а в двух режимах, отличающихся один от другого частотой пульсации в 2 - 4 раза, причем частота пульсации в первом режиме составляет 4 Гц, а переход с первого на второй

режим осуществляется после достижения отношения высоты зоны готового агломерата к общей высоте спекаемого слоя 0,7- 0,8:1.

П р и м е р . На агломерационной установке чашевого типа проведены спекания агломерационной шихты, соответствующей по составу аглошихте Череповецкого металлургического комбината (состоящей из Оле- негорского и Ковдорского магнетитового

концентратов, коксовой мелочи (4% от массы аглошихты), известняка (при основности СаО 1 „ 5ГОГ1 35)Разрежение под слоем агломерационной шихты составляет 10 кПа, высота слоя 280 мм. Максимальная частота пульсации 4 Гц (это соответствует оптимальному значению частоты пульсации в известном способе). Пульсирующий отсос отходящих газов

производят с помощью пульсатора, установленного в газоотводе как сразу после зажигания агломерационной шихты, так и после достижения отношения высоты зоны готового агломерата к общей высоте спекаемого слоя, равной 0,05:1; 0,10:1; 0,15:1; 0,20:1: 0,25:1. Высоту зоны готового агломерата определяют термографическим методом. Переход с первого режима пульсации на второй осуществляют после достижения

отношения высоты зоны готового агломерата к общей высоте спекаемого слоя, равной 0,60:1; 0,70:1; 0,75:1; 0,80:1; 0,90:1. Частота пульсации на втором режиме составляет 0; 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2.5 Гц. При этом отношение

частоты пульсации в первом режиме к частоте пульсации во втором режиме составляет 1,6:1; 2.0:1; 2,67:1; 4,0:1; 8,0:1.

В таблице приведены результаты экспериментальных спеканий.

В результате экспериментов установлено, что переход с обычного вакуумного режима спекания на однорежимный пульсирующий режим приводит к увеличению вертикальной скорости спекания с 13,3

до 17,5 мм/мин (на 31,6%), однако при этом снижается выход годного агломерата с 84,0 до 80,0% (на 4,8 отн.%) и ухудшается механическая прочность агломерата (выход фракции +5 мм после испытания в стандартном барабане снизился с 84,00 до 79,0%). Задержка момента начала пульсации до достижения отношения высоты зоны готового агломерата к общей высоте спекаемого слоя от 0.05:1 до 0,25:1 позволяет получить следующие результаты. При увеличении данного отношения до 0.10:1 - 0,15:1 вертикальная скорость спекания агломерата возросла до 8,7 - 20,0 мм/мин (на 6,9 - 14,3%). Это можно объяснить тем, что пульсация в первые минуты интенсифицирует процесс переувлажнения, что ухудшает газопроницаемость спекаемого слоя. В этих условиях изменение момента начала включения пульсации позволяет увеличить вер- тикальную скорость спекания. При последующем изменении момента начала пульсации до достижения отношения высот зон готового агломерата и спекаемого слоя до 0,20:1 - 0,25:1 вертикальная скорость спекания уменьшается, что связано также с уменьшением общего времени применения пульсации. Но при этом возрастает до первоначального уровня выход годного агломерата, что связано также с уменьшением общего времени применения пульсации и, соответственно, снижением скорости охлаждения верхних слоев аглоспека. Качество агломерата (механическая прочность) при этом не изменяется.

Оптимальным моментом начала пульсации по результатам экспериментальных спеканий следует признать момент достижения отношения высоты зоны готового агломерата к общей высоте спекаемого слоя 0,10:1 - 0,20:1, при котором достигается максимальная удельная производительность агломерационной установки по годному - 1,42 - 1,55т/м2.ч.

Во второй серии спеканий пульсации начинают при отношении высоты зоны готового агломерата к общей высоте спекаемого слоя, равной 0,15:1, которая в первой серии спеканий определена как оптимальная. Спекание во второй серии проводят в двух режимах. В начале частота пульсации равна 4 Гц, затем ее уменьшают до 1,5 Гц (т.е. в 2,67 раза). Переходе первого на второй режим пульсации производят при отношении высоты зоны готового агломерата к общей высоте спекаемого слоя 0,60 1 - 0,90:1. Перенесение момента уменьшения частоты пульсации ближе к окончанию процесса приводит к некоторому увеличению вертикальной скорости спекания (с 15,8 до 20,0 мм/мин), что связано с увеличением во времени периода пульсации с высокой частотой, однако при этом несколько снижается выход годного и качество готового агломерата.

Оптимальным моментом перехода с первого режима (высокочастотного) на второй (низкочастотный) режим пульсации является момент достижения отношения

5 высоты зоны готового агломерата к общей высоте спекаемого слоя 0,60:1 - 0,90:1. При этом обеспечивается удельная производительность аглоустановки по годному 1,52 - 1.5 при механи0 ческой прочности агломерата (по выходу фракции +5 мм) после испытания в стандартном барабане 84 - 85%.

В третьей серии спеканий пульсацию

5 начинают при оптимальном отношении высоты зоны готового агломерата к общей высоте спекаемого слоя 0,15:1. Спекания проводят в двух режимах пульсации, Переход с первого на второй режим пульсации

0 проводят при отношении высоты зоны готового агломерата к общей высоте спекаемого слоя 0,75:1, которое во второй серии спека ний определено как оптимальное. Частоту пульсации во втором (низкочастотном) ре5 жиме изменяют от 0 (т.е. без пульсации) до 2,5 Гц. В результате экспериментов установлено, что возрастание частоты пульсации приводит к возрастанию вертикальной скорости спекания с 15,1 до 19,9 мм/мин, что

0 обусловлено увеличением интенсивности горения твердого топлива. При этом при увеличении частоты пульсации во втором режиме свыше 1,5 Гц снижается выход годного и механическая прочность агломерата,

5 что обусловлено чрезмерной интенсификацией процесса охлаждения верхних слоев агломерата, которая приводит к нарастанию термических напряжений.

При оптимальном отношении частот

0 пульсации в первом и втором режимах обес печивается удельная производительность аглоустановки 1,45 - 1,57 т/м -ч при механической прочности агломерата 83 - 85%.

5 Прочность агломерата на истирание, определяемая по выходу агломерата фракции 0 - 0,5 мм, после испытания в стандартном барабане не изменяется, т е. остается на уровне 5,6 - 5,7%.

0Таким образом, оптимальным режимом

пульсации является пульсирующий отсос отходящих газов в двух режимах, начинаемый после достижения отношения высоты

5 зоны готового агломерата к общей высоте спекаемого слоя 0,1 -0,2:1, при этом частота пульсации в первом режиме в 2 - 4 раза превышает ччстоту пульсации во втором режиме, а переходе первого режима на второй осущестс1яют после дос1и:ген..-я отношения высоты зоны готового aniorv;|,iT.4 ч общей высоте спекаемого слоя 0,7 - 0,8:1. При спекании агломерационных шихт, соответствующих по составу аглошихтам Череповецкого металлургического комбината, предлагаемый способ агломерации позволяет по сравнению с известным повысить удельную производительность аглоустанов- ки на 8,2 - 17,2% и улучшить механическую прочность агломерата на 5,1 - 7,6отн.%. По сравнению с обычным вакуумным режимом агломерации без пульсации предлагаемый способ позволяет повысить удельную производительность аглоустановки на 35,5 - 46,7% при сохранении механической прочности агломерата на прежнем уровне.

Формула изобретения Способ агломерации руд и концентратов, включающий пульсирующий отсос отходящих газов в процессе спекания, о т л ичающийся тем, что, с целью повышения производительности агломерационных установок и повышения качества агломерата, пульсирующий отсос начинают осуществлять при достижении отношения высоты зоны готового агломерата к общей высоте спекаемого слоя 0,1 - 0,2:1 и ведут при частоте пульсации 4 Гц, а при достижении отношения высоты зоны готового агломерата к обшей высоте спекаемого слоя 0,7 - 0,8:1

частоту пульсации уменьшают в 2 - 4 раза.

Использование: для агломерации руд и концентратов. Сущность: способ включает пульсирующий отсос отходящих газов, который осуществляют в двух режимах. Начинают осуществлять пульсирующий отсос при достижении отношения высоты зоны готового агломерата к общей высоте спекаемого слоя 0,1 -0,2:1 и ведут с частотой пульсации 4 Гц. При достижении отношения высоты зоны готового агломерата к общей высоте спекаемого слоя 0,7 - 0,8:1 частоту пульсации уменьшают в 2 - 4 раза. 1 табл.

Отношение высоты зоны готового агломерата к общей высоте спекаемого слоя, при котором наминают пульсация).

Отношение яысотм зоны готового агломерата к общей высоте спекаемого слоя при переходе с первого на второй режим пульсации.

Отношение частоты пульсации в первом и во втором режимах