Способ получения офлюсованных окатышей в кипяще и вибракипяшем слое Советский патент 1976 года по МПК C22B1/24 

Известен способ получения офлюсованных окатышей Б кипящем слое, включающий превращавие полиди-оперсных порощ|ко зых материалов (железорудных концентратов и тонкоизмельченной извести) в текучее пастообразное состоЯНие за сч.ет связующих (например, спиртовой барды), разбивание пасты Hia .комлей отеределанных размеров (харамелизация), затруаку в кипящий слой, нагретый до 130-180° С, шихты Из магнетитовых железорудных коицентратов, пр,идаи,ие граиула.м фор1мы шара за счет соударения частиц, высущйвая.ие и затвердение гранул 1.

Нед оста тка1ми сяособа являются низкая температура Процесса праиуляции из-за носпламепения оргаеи-чеокого связующего вещества (барды, ineTca, смолы), а также невозможность получения порлзованиых гранул из-за холодного состояния загружаемого материала, низкий тепловой КПД из-за необходи-люсти упроч.няющего Обжйга или водотепловой (автоклавной) обработки.

Офлюсованные окатыши могут быть подвергнуты упрОЧланию только водотепловой обработкой, так KHiK они не выдерживают упрочняющ1е1го обжига (,из-за образования эвтектичаских щлаковых фаз). Упрочняющему обжигу могут быть подвергнуты только яеофлюсоваиные окатыщи, иоторы-е, однако, имеют недостаточяую трочлость при температурах воестановления в металлургических печах из-за их перекристаллизации с увеличением объема.

Известен способ .получения двух Слойных офлюсованных о:катыщей, при котором внутреннее ядро о:катыша состоит из флюса, а в наружный слой вводят железорудный концентрат. Эти окатыщи могут быть подвергнуты упрочняющему обжигу. Недостатки этого способа npaiKTHчески те же, что и при получении офлюсованных окатышей в кипящем слое.

Для иопользования физического тепла рудно-известкового расплава с литыл ядром и прочно-илотной оболочкой по предлагаемому способу в качестве зародышей используют огненио-жидкие капли рудно-известкового расплава, а обработку шихты магнитным иолем ведут пульсирующе в направлении, перпендикулярНом паремещению потока гранулированного Материала.

Предлагаемый способ позволяет получать поризованные гранулы с пористостью до 60% за счет поризации рудно-известкавого расплава, например, вдуванием в иего с помощью импеллера газа или пара, которые, проникая в толщу расплава, разогревают ся с увеличениам объел1а и вспучивают его. При гранулировании в кипящем слое капель поризованного расплава часть газо(в и паров не успевает выделиться и образует в грануле пузырьки и раковипы.

Предлагаемый способ -может быть осуществлен путем заливки, разбивающейся на |капли (например, -с -помощью .вибрирующей гребелЕми или им пульспой пульсирующей подачи) «бегающей струи рудпо-известкового (ра-сплава, в том числе поризовая-пого, в peaiKTOip (на;п1ример аэрожелоб) с кипящим или ®ибрО|КИ|Пящи М слоем Предва|р1ительно пагретой шихты из железорудного концентрата, с lИpeoблaдaющиJM содержаиием магпетита, с добавкой или без добавгки извести.

При «бегающей струе точчса падения капель -непрерывно иеремещается по зеркалу ванны, что обеспечивает более эффективное использование объема реактора с |кипящим или вибро К1Ипящи:М слоем.

Напр.ев железорудного :конце.нтрата до температуры «иже темлературы точки Кюри (560°) иовышает троизводительпость установки, т. е. интенсифицирует троцесс. Нагрев может быть осуществлен ка-к за счет физического тепла ой атышей, так и за счет сжигания в нсевдоожиженном слое нриродного газа и кислорода, с последующим использован-ием тепла отходящих дымовых газов ,в многоступенчатоМ теплообменнике с килящим или вибро к 1-г л я ЩИМ с л о е м.

Падающие капли рудно-из1ве;СТ1ко.вого расплава, являющиеся теялоносителЯМи и аккумуляторами телла, при пепрерывном столкновении их поверхности с кол.еблющймися и еибр.ирующнми частицами щихты внедряют в себя эти частицы, затем ндет накатывание оболочки ,из горячих железорудных коицентратов, повышающее .взаимиое сцепление частиц, 8 :оторое происходит до тех пор, тока поверхность окатыща не утр.атит вязкие свойства.

Размер окатыша зависит ие только от температуры и р азмеров .иаиель, -но и -от температуры железорудных концентратов ,и величины пов ерх1ност)ного натяжения расплава, которая изменяется под воздействием магнитного поля И соответствующих добаво|к. Вес и размеры офлюсованного окатыша будут на 20-30% больше веса и объема капли расплава.

Накатапная оболочка за счет физического тепла капли раскаляется докрасна и затем цри остывании с самоотжигом (за счет усадки и диффузио;Н1ного (дисперсиояного) твердения), со слеканяем ча Сти|Ц маТнетита упрочняется iH уплотняется без приложения механической нагруз;ки.

За счет гомогенизации состава оболочки путем диффузии в твердой фазе при температуре ниже темлературы плавления ши.хты на:ката|Еная оболочка окатыша по своей 1структуре практически ничем не отличаетея от литой. Внутри оболочки будет за-ключено ядро, в там числе торизованное, из лепко восстановимого кальциево-магниевого вюстита (вюстита .и ферритов кальция и м-агния).

Для имтенсификации процесса о;комкования и увеличения толщины и прочности накатан/ной оболоч,ки материал в реакторе с кинящим слоем подвергают .комбииироеаниому воздействию нульсирующего-вр ащающегося магнитного поля, воздействующего на материал в иаправлении, перпендикулярном перемещению lero потока (струям кипящего слоя). Пульсация мапцитного поля вызывает -зибрацию кипящего слоя при непрерывном появлении (И исчезновении столбчатой структуры из длинных цепочек ферромагнитных частиц шихты, не подвергшихся еще перегреву выше точки Кюри (для (магнетита 560° С), а пульсирующее вращение магнитного поля по футО|Вой или винтовой линии в н-алравлении, перпендижуляриом движению окатышей, заставляет -частицы .копцентрата описывать круговые Т|раектории, обжимать материал вокруг о:катыщей и «втир ать его в вязкуго (поверхность оболочки окатышей, опособствуя повыщению ее прочности.

Меняя силу тока, 1можно менять сопротивление кипящего слоя движению окатышей. Расчеты показывают, что создаваемые вращающи-мся магнитным нолем силы могут ,в десятки .и сотни раз превышать силу тяжести,

что будет способствовать более глубокому внедр1евию («втира.нию) :концентратов в вязкую /поверхиость 01катышей, особенно под воздействием магнитных полей чередующейся полярности.

Остывшие ниже точ:ки Кюре окатыши с наката1Н1Ной оболочкой вместе с увеличенной шихтой извлекаются электромагнитами и сбрасываются но наклон.ному гро-хоту, пылеватая оборотная шихта про,ва;1и.вается в ванну с кипящим слоем.

Опудривание 0|катыщей тонкоизмельчеагной шихтой из железорудного концентрата и извести с небольшой добавкой (до 2%) солей щелочноземельных металлов способствует остекленению (оглазуривапию) поверхности окатышей, что имеет значение при (Получении окатышей из поргизованного рудно-известкового 1рааплава.

Окончательному охлаждению с самоотжигом еще горячие окатыши с накатанной магнетитовой оболоч1кой подвергаЕотся в многозонном peaiKTOpe с кипящим или виброкипящим слоем из железорудного концентрата с разогревом последнего за счет физического

тепла окатышей.

В реакторах с кипящим или вибрО(Кипящим слоем создаются условия для интенсивного выравиива(Ния температур за счет увеличения в 3-7 раз коэффициента теплопередачи при

вибрации И для разрушения инертной пленки на поверхности частичек железорудного концентрата, образовавшейся во время мокрого обогащения и длительного нахождения концентрата Б атмосферных условиях.

При повышенной температуре железорудный концентрат в кипящем или виброкипящем слое подвергается не1которому измельчению и а1кт;ивизации с разрушением инертной пленки, чам восстанавливается первоначальная реакционная способность шихты с большой удельной ловерхностыо, обеспечивающая повышение сцепления частичек и прочности нахата-нной оболочки.

Формула изобретения

Способ получения офлюсованных окатышей в килящем и виброкилящем слое, включаюш,ий затруэку в слой магнетитовых .рудных концентратов зародышей и обработку магнитным лолем, отличающийся тем, что, с целью использования физического тепла рудно-известкового расплава с литым ядром и шрочно-плотной оболочкой, в качестве зародышей используют огненно-жидкие кайли рудн о -и зв ecTKOiBO го :р а сп л а в а.

Источники информации, 1принятые во внимаииелри акспертизе:

1. Авт. ,св. № 276986, кл. С 21 В 1/26 от 20.10.70.