Способ производства окатышей на цементной связке Советский патент 1991 года по МПК C22B1/243 

Изобретение относится к способам окускования в черной металлургии.

Известен : способ безобжигового упрочнения окатьшей в воздушной среде с 70-100% относительной влажностью при температурах 70-400 С (тепловлажностная обработка), причем окатьш1и сразу после изготовления поступают в камеру твердения. После тепловлажностной обработки комки подвергают двухстадийной сушке при 7095с и 125-140 0 по 45 мин в каждом температурном интервале

Недостатком способа является сравнительно невысокое качество окатьш1ей из-за их деструкции на стадии нагрева. Деструкция обусловлена невысокой исходной прочностью твердеющих образцов

Цель изобретения состоит в псвьш1ении качества упрочненных окатьш1ей и сокращении времени их твердения за счет уменьшения деструкции образцов при нагреве до температуры тепловлажностной обработки и за счет существенного повьш1ения их прочности после тепловлажностной обработки.

Для этого предлагается способ, по которому сырые окатьш1и перед тепловлажностной обработкой выдерживают на воздухе до начала схватьшания цементной связки, а сушку производят последовательно при 70-100 С и 100500 0 до содержания в них свободной влаги соответственно 2-5% и ,0% а также перед тепловлажностной обработкой окатыши вьздержквают в среде с относительной влажностью 90100% до конца схватьшания цементной связки. Предлагаемый способ состоит в том, что концентрат или цемент смеши вается любым известным методом, например в стержневой мельнице, гомоге низированная пшхта с добавлением воды окомковывается в тарельчатых, барабанных грануляторах или брикетируется, комки вьщерживают на воздухе до начала схватывания цементной связ ки (в воздушно-влажной среде - до конца схватьшания цементной связки). Начало и конец схватывания определяю на приборе ВИКа. Затем окатыши подве гают тепловлажностной обработке при 70-250с и относительной влажности 70-100% до достижения постоян-: ной или близкой к ней прочности, пос ле чего их суиат в два этапа; вначале при 70-100 0 до содержания Б них ;свободной влаги 2-5%, а затем при : ЮО-ЗООс до содержания свободной влаги 0,01-1,0%, Опыты проводились на шихте, состо щей из 91% качканарского железорудного концентрата и 9,0% пЬртландцемента Сухоложского цементного завода Испытьшали образцы диаметром 16-18 м На чертеже изображена зависимость прочности окатьппей при тепловлажностной обработке/от продолжительности их предварительной вьщержки (линией I обозначена выдержка на воз духе , II в воздушно-влажной среде) Пример 1. Была проведена сепия опытов по тепловлажностной обработке окатышей в течение 6 ч при , которой предшествовала разной продолжительности предварительная вьщержка на воздухе и в воздушновлажной среде (90-100% относительная влажность). Оптимальное время вьщержки окатышей на воздухе составляет 2 ч, а в воздушно-влажной среде - 4 ч,, Боль шая продолжительность предварительной выдержки окатьш1ей в воздушновлажной среде и спад их прочности при ее продолжительности 2ч объясняется большей степенью увлажненност окатьш1ей сьфцов при хранении в этой среде. Однако при увеличении продолжительности выдержки воздушно-влажна среда позволяет получать лучшие результаты, чем при вьщержке на возДУхе, В целом при оптимальном времени предварительной вьщержки прочность окатьшзей после тепловлажностной обработки возрастает на 40-70%, что (при одинаковой прочности) равносильно снижению продолжительности тепловлажностной обработки с.6 до 4-х ч. Следует отметить, что продолжительность гвдратации цементной связки (подготовка влажной шихты к окомкованию, окомкование, вьщержка окатышей) больше времени предварительной вьщержки на 1,5-2,0 ч, С учетом этого оптимальная продолжительность гидратации цементной связки составила 3,5-4,0 ч при вьщержке окатышей на вохдухе и 5,5-6,0 ч - при их вьщержке в воздушно-влажной среде G другой стороны, время начала и конца схватывания цемента, использованное в опытах, составляло соответственно 2,0-4,0 ч и 5,0-6,0 ч, Таким образом, оптимальная продолжительность предварительной выдержки окатьш1ей на воздухе совпадает с началом, а в воздушно-влажной среде - с концом схватьшания цементной связки или несколько превышает эти характеристики Это и является одним из отличительных признаков изобретения. Положительное влияние предварив тельной вьщержки состоит в адсорбционном и химическом связьшании части свободной влаги, нигрирующей по сечению окатышей при их нагреве и снижаюшей их прочность, Пример2дВ серии опытов окатьш1и после тепловлажностной обработки, которую заканчивали после достижения ими постоянной прочности, сушили вначале при 70-100С до содержания свободной влаги 2-5%, а затем продолжали сзшку при 100-500С до содержания свободной влаги 0,01-1,0%,. Про-должительность первой стадии в этих опытах обычно составляла 0,5-l,Q ч, а второй - 0,25-0,75 ч. Прирост прочности пропаренных окатьш1ей по стадиям сушки составили соответственно 10-20 и 60-80%, Сушка в одну стадию при 100-500 С приводила к недобору прочности комков на 20-30% по сравнению с двухстадийной сушкой. Это объясняется быстрым испарением больших количеств свободной влаги из образцов при по560

вьппенных температурах сушки, приводящим к частичному разрушению структуры окатьшгейо

Замечено, что продолжительность второй стадии сушки при повышении ее температуры от 100 до 250С снижалась (при одинаковой прочности окатьш1ей) „ Повьш1ение температуры -этой стадии от 250 до не давало сокращения ее продолжительности. При температуре второй стадии сушки более не давало сокращения ее продолжительности. При температуре второй стадии сушки более начинала разлагаться гидроокись кальО г S

.Sfenjf fjped a/j /r}ej7i //ff / / fffffl jy,

ция (один из основных продуктов гидратации портландцемента), что приводило к снижению прочности окатышей. Предлагаемый способ позволяет получать окатыши прочностью порядка 150-250 кг.

Следует отметить, что пцГ менение предварительной задержки окатышей по указанным режимам перед автоклавной обработкой и последующая двухстадийная сушка автоклавироватшх образцов дает такой же эффект, как и для окатышей, упрочняемых тепловлажкостной обработкой при 70-400.

1.СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ОКАТЫШЕЙ НА ЦЕМЕНТНОЙ СВЯЗКЕ, включающий тепловлажностную обработку при температуре 70-250''С и относительной вложности 70-100% и последующую двух- стадийную сушку, отличающийтс я тем, что, с целью повышения качества комков, сырые окатыши перед тепловлажностной обработкой вьщержи- вают на воздухе до начала схватьшания цементной связки, а сушку производят последовательно при 70-400''с и 100- 500*'С до содержания в них свободной влаги, соответственно 2-5% и 0,01-1,0%о.2„Способ поп.Д,отличаю- щ и и с я тем, что перед тепловлажностной обработкой окатьш1и вьздержи- вают р среде с относительной влаж- ; ностью 90-100% до конца схватывания цементной связки»