Способ агломерации железных руд и концентратов Советский патент 1982 года по МПК C22B1/16 

I

Изобретение относится к черной металлургии и предназначено для использования при агломерации железных руд и концентратов.

Известны способы агломерации железных руд и концентратов, включающие зажигание горновыми газами и спекание слоя шихты на агломерационной машине. Горновые газы представляют собой продукты горения газообразного топлива с температурой 1200-1400°С 1.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ агломерации железных руд и концентратов, включающий зажнгание шихты горновыми газами и подачу водяного пара в реакционную зону слоя с температурой 100-250° С в количестве 10-80 кг/т шихты 2.

Недостаток этих способов заключается в том, что поступающие при зажигании в слой шихты, горновые газы недостаточно турбулизированы. В связи с зтим теплообмен между ними и материалом слоя ухудшен, а доступ свободного кислорода, содержащегося в них, к твердому топливу шихты замедлен. Как следствие не происходит концентрация тепла

горновых газов в узкой полосе верхних горизонтов и тормозится процесс воспламенения твердого топлива шихты. Зажигание слоя при существующих способах завершается, как правило, только после прогрева горновыми газами верхних горизонтов слоя толщиной 2030 мм выше температуры воспламенения твердого топлива цшхты. Такое зажигание шихты приводит к расширению зоны высоких и понижению значений максимальных темпера10тур, увеличению аэродинамического сопротивления слоя, в результате чего понижается производительность агломерационной машины, ухудшается качество агломерата и повышается расход твердого топлива в шихту. НедосISтаточная турбулизация гориовых газов приводит к неравномерному зажиганию цгахты по поверхности слоя. В местах прямого попадания на слой факела зажигание шихты происходит при более высоких температурах, чем

30 на остальных участках. В связи с этим, по ширине слоя устанавливаются различные скорости спекания, процесс становится нестабильным, показатели его ухудшаются.

Кроме того,, подача водяных паров в реакционигую зону в количестве 10-80 кг/т шихты способствует получению окисленного агломерата, что значительно ухудшает прочность его при восстановлении.

Цель изобретения - повышение производительности машины,улучшение качества агломерата, экономия твердого топлива.

Поставленная цель достигается тем, что в способе агломерации железных руд и концентратов, включающем зажигание горновыми газами и спекание ишхты, с подачей в слой водяного пара в горновые газы, воду вбрызгивают в горновые газы в количестве 0,3 2,0 кг/т агломерата при ее температуре 20lOO C.

Вбрызгивание воды в газовый поток, имеющий температуру выше 1000 G, приводит к интенсивному ее испарению. Испарение капель воды, проходящее с резким очаговым увеличением объема, повышает степень турбулизаЦии газового потока.

Увеличение степени турбулизации горновых газов, зажигающих спой шихты, улучшает

теплообмен между ними и слоем и доступ их кислорода к твердому топливу шихты. Происходит концентрация тепла в более узкой полосе верхних горизонтов сдоя и ускоряется процесс воспламенения твердого топлива шихты. Кроме того, выравнивается температурное поле газового потока в горне, что также улучшает условия зажигания слоя шихты. Повышение значений максимальных температур обуславливает зкономию твердого топлива и улучшение качества агломерата особенно верхних горизонтов слоя, сужение высоких температур и лучшее спекание шихты верхних горизонтов-повышение газонепроницаемости слоя, а также производительность агломерационной машины.

Результаты определения степени турбулизации горновых газов при высоте спекаемого

20 слоя 280 мм, разрежении под решеткой чаши 900 мм вод.ст. и оптимальной температуре воды, подаваемой при, условиях на зажигание шихты, равной 70°С, приведены в табл. 1.

25Т а б л и ц а 1

При проведении опытов отбирают пробы агломерата на химический анализ (содержание в нем остаточного углерода и ).

Расход воды на зажигание слоя шихты выбирается из условий улучшения показателей аглопроцесса. Происходит это при расходе воды на зажигание не менее 0,3 кг/т агломерата, но не более 2,0 кг/т агломерата. При расходе воды на зажигание менее 0,3 кг/т агломерата повышение степени турбулизации горновых газов практически не отражаетця на показателях аглопроцесса, а при расходе воды более 2,0 кг/т агломерата происходит

ощутимое понижение температуры горновых газов в связи с расходом их тепла на испарения воды, и зажигание слоя шихты ухудшается. Это особенно резко приводит к ухудшению качества агломерата.

При осущестгвлении способа необходимо соблюдать дополнительно условия: исключения попадания капель воды на поверхность слоя зажигаемой шихты, так как это приводит к охлаждению поверхности и торможению процесса горения твердого топлива: интенсивного испарения капель воды в непосредственной близости от поверхности слоя зажигаемой ишхты, так как-в этом сллмпс 1сф1ювые гяэы

всасываются в слой с максимальной степенью тубрулиэации, участок стабилизации, детурбулизации газового потока отсутствует.

Это можно достичь за счет подбора оптимальной температуры подаваемой на зажигание слоя воды в пределах 20-400° С. При низких высотах слоя и высоком разрежении под колосниковой решеткой в горн для соблюдения первого условия следует подавать воду с температурой близкой к ее точке кипения (100°С). При высоком слое и низком разрежении под колосниковой решеткой для соблюдения второго условия в горн следует подавать иоду с низкой температурой.

То же для подачи дара 0,3-2,0 кг кг/т аг)7омерата в реакционную зону, минуя горновые газы.

В табл. 3 приведены значения оптимальной40 в зависимости от разряжения под колоснитемпературы воды, подаваемой в зажигаемыйковой решеткой чаши и высоты слоя,

слой, при которой обеспечивается максималь-Расход воды на зажигание 1,0 кг/т агломеное улучшение показателей аглопроцессарата.

Проводят лабораторные испытания предлагаемого способа.

Окомкованную шихту с различным содержанием топлива загружают в чашу площадью спекания 0,132 м . В ходе зажигания сцоя шихты высотой 280 мм вгорн вбрызгивают воду. Разрежение под колосниковой решеткой при зажигании и спекании шихты поддерживают равным 900 мм вод. ст. В зтих условиях оптимальной температурой воды подаваемой в горн, является температура 70° С. После спекания производят испытание агломерата в барабане.

Результаты опытов сведены в табл. 2.

Таблица 2

Таблица 3 Отклонение тектерагуры воды, подаваемой ( на зажигание шихты, на 5° С от оптимального значения приводит в q)eднeм к потере производительности на 0,7%, увеличению содержашш мелочи менее 5,0 мм в барабанной пробе агломерата на 0,08 абс.% и расхода твердого топлива в шихту на 0,03% от уровня достигаемого при оптимальной температуре. Подача пара в количестве 0,3-2,0 кг/т агломерата в реа :ционную зону по известному способу не приводит к увеличению производительности и улучшению качества агломерата. Использование предлагаемого способа агломерации железных руд и концентратов обес- . печит по сравнению с известными; повышение производительности агломерационной машины на 2,0-11,2%, понижение содержания . мелочи в агломерате на 0,2-2,3%, понижение содержания твердого топлива в 0,1-0,7% 9 8 Формула изобретения Способ агломерации железных руд и концентратов, включающий зажигание горновыми газами и спекание шихты нА агломерационной машине с подачей в слой водяного пара, о т личающийся тем, что, с целью повышения производительности машины, улучшения качества агломерата, экономии твердого топлива, воду вбрызгивают в горновые газы в количестве 0,3-2,0 кг/т агломерата при ее температуре 20-100° С. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Вегман Е. Ф. Окускование руд и концентратов. М., Металлургия, 1976, с. 24. . 2.Авторское свидетельство СССР № 369628, кл. С 22 В 1/20, 1971.