Способ термической обработки окатышей из окисленных концентратов Советский патент 1982 года по МПК C22B1/24 

(54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ОКАТЫШЕЙ . ИЗ ОКИСЛЕННЫХ КОНЦЕНТРАТОВ

Изобретение относится к подготовке железорудного сырья в черной металлургии, а именно, к производству окисленных железорудных окатышей.

Известен способ термической обработки окатышей из окисленных концентратов различных схем обогащения с содержанием FeO соответственно 61-64 и 1,5-19,0%, включающий сушку, подготовку к высокотемпературному обжигу, упрочняющий обжиг и охлаждение 1 .

Недостатком данного способа является отсутствие взаимосвязи между аэродинамическим и температурно- -временным режимом обработки окатышей и вещественным составом железорудного концентрата, в частности содержанием в нем FeO. В результате имеет место при завышенных температурах перерасход тепла на процесс, при передержке окатышей в зоне высоких температур понижение производительности обжиговых машин, при недостаточно высоких скоростях фильтрации слоя - недообжиг его нижних горизонтов и, как следствие, ухудшение качества готовой продукции; получение обожженных окатышей с выраженной зональной структурой, что обусловливает их НРдостаточную прочность при восстановлении , и как следствие, частичное раз- рушение в доменной печи.Эти недостатки частично устраняются при добавке в шихту окатышей тонкоизмельченного магнетитового концентрата.

Наиболее близким к предлагаемому по техничес.сой сущности и достигаемому результату является способ тер10мической обработки окатышей из окисленных концентратов флотационного обогащения с содержанием РеондИ FeO соответственно 63,3-67,0 и 1,5-3,0%, включающий сушку, подготовку к высокотемпературному обжигу, упрочняющий обжиг и охлаждение. По этому способу по всей массе окатышей равномерно распределяются искусственный, либо естественный магнетитовый концентрат

20 от 15 до 75% 2.

Недостатками известного способа являются необходимость добавки дополнительного и дефицитного вида сырья (магнети.тового концентрата) , что существенно усложняет схему и процесс шихтоподготовкиf влияние степени измельчения на величину соотнсхиения двух видов концентрата. В результате, в ряде случаев содержание магнети30 тового концентрата в шихте оказывается недостаточным для получения обожженных окатытлей высокого качества пригодность способа только для одного вида сырья - кристаллического гематита. Передел окатышей из других видов концентрата требует корректировки аэродинамического и температурное временного р,ржима обжига, так как в противном случае снижается производительность обжигового оборудования, повышается расход тепла на процесс и ухудшаемся качество готовой продукции; получение обожженных окатышей с недостаточно высокой металлургичес1 ;ой прочностью.

Цель изобретения -. сохранение традиционных условий подготовки шихты, повышение качества готовой продукции и производительности обжигового оборудования.

Поставленная цель достигается тем, что в способе термической обра. ботки окатьлией из окисленных концентратов обжигмагнитного и флотационного обогащения с содержанием Ре FeO 62-69 и 1,5-19,0, включающем сушку, подготовку к высокотемпературному перепаду, упрочняющий обжиг и охлаждение, при содержании FeO в исходной шихте 16-191 удельный расход теплоносителя с 1100-1350°С поддерживают равным 950-1050 мУт сырых окатышей, а время пребывания верхнего слоя окатышей при этих температурах поддерживают равным 12-15 мин, при снижении содержания FeO в исходной шихте с 16 до 7% на каждые 3% увеличивают расход теплоносителя, начинйя с 1050 , на 4-6% и Повышают время выдержки верхнего слоя окатышей в высокотемпературных зонах, начиная с 15 мин, на 3-5%, при снижении содержания FeO в исходной шихте с 7% на каждые 2% увеличивают расход теплоносителя на 3,5-5,0% и повышают продолжительность выдержки верхнего слоя окатышей в высокотемпературных зонах на 2,5-4,0%.

Термическая обработка окатышей из гематитового, ли(5о частичноокисленного концентрата характеризуется преобладающим развитием эндотермических (по сравнению с экзотермическими) реакций в слое окатышей и требует более длительной выдержки окатышей в зоне высоких температур.Повышение длительности обжига окатышей, особенно для нижних горизонтов слоя, н|рое1ходимо для завершения их упрочнения и получения готовой продукции с высокой металлургической прочностью. Проведенные опыты показывают, что продолжительность выдержки окатышей при высоких температурах в основном определяется степенью окисленности железорудной составляющей шихты (содержанием в ней ). В свою очередь, содержание РегО зависит (обратно пропорционально) от величины РеО в шихте. Поэтому аэродинамический и температурно-временной режим обжига окатышей из окисленных концентратов следует устанавливать и корректировать по величине содержания FeO в исходной ишхте. Причем,при изменении содержания РеО в шихте необходимо корректировать удельный расход высокотемпературного теплоносителя, время термообработки слоя. Однако данная зависимость не является линейной. Так, при содержании РеО в исходной шихте выше 7,0% удельный расход теплоносителя и продолжительность выдержки окатышей при высоких температурах зависят от величины РеО в значительно меньшей степени, чем при содержании FeO в исходной шихте ниже 7,0%. Поэтому при обжиге окатышей необходимо различать две группы перерабатываемых- концентратов (с содержанием РеО в пределах 7-19 и 1,5-7,0%) и корректировать аэродинамический и температурновременный режимы их обработки для каждой группы по различным закономерностям. Отклонение от величины 7,0% (содержание РеО) для каждой из групп приводят либо к перерасходу тепла на процесс, либо к ухудшению качества готовой продукции.

Первая группа материалов включает окатыши с содержанием РеО в исходной шихте 7-19%. При содержании РеО в шихте ниже 7,0% и корректировке режима обжига для первой группы материала заметно ухудшается качество готовой продукции. Содержание РёО в шихте окатышей выше 19% является характерным скорее для магнетитовых, чем для окисленных материалов. В первой группе материалов следует выделить окатыши с содержанием РеО в исходной шихте 16-19%, для которых режим обработки является практически одинаковым. При уменьшении содержания РеО в шихте ниже 16,0% уже необходимо корректировка режима обжига окатышей, так как в противном случае заметно ухудшается качество готовой продукции. .

Вторая группа материалов включает окатыши с содержанием РеО в шихте, равном 1,5-7,0%. При увеличении содержания РеО в шихте выше 7,0% и корректировке режима обжига для второй группы материалов происходит перерасход тепла на процесс. Железорудных концентратов с содержанием РвО ниже 1,5% практически не встречается.

Опыты показывают, что при содержании РеО в исходной шихте 16-19% температуру теплоносителя следует поддерживать 1100-1350С, а его удельный расход - 950-1050 окатышей.При. температуре обжига ниже механическая и металлургическая прочность окатышей существенно умень аается. Обжиг практически всех типов окатышей при температурах, превышающих , уже не улучшает их качества зато .способствует спецобразованию . слоя. Удельный расход высокотемператур ного теплоносителя должен быть не н же 950 , так как в противном сл чае количество тепла, подводимого к нижним горизонтам слоя, становится недостаточным, окатыши на этих гори зонтах не дообжигаются и ухудшается качество готовой продукции. При уде ном расходе теплоносителя выше 1050 м/т качество обожженных окаты шей уже не улучшается,- а расход теп ла на процесс возрастает. Окатыши с содержанием FeO в исхо ной шихте 16-19% должньа пребывать в высокотемпературных зонах 12-15 мин (время прохождения спекательными тележками высокотемпературных зон соответствует времени пребывания ве него слоя окатышей в интервале 1100 1350с). При нахождении окатышей пр высоких температурах менее 12 мин нижние горизонты слоя Ие успевают разогреваться до требуемых по техно логии температур и качество готовой продукции ухудшается. Пребывание окатышей при высоких температурах более 15 мин, уже не улучшая качест ва обожженных окатышей, приводит к снижению удельной производительност оборудования. Снижение содержания FeO вис-, ходной шихте на каждые 3% (в интервале содержания в шихте 16-7% РеО) следует сопровождать увеличением расхода теплоносителя с 1050 мVT на 4-6% и повышением продолжительности выдержки окатышей при высоких температурах с 15 мин на 3-5%. При меньшем повышении расхода теплоносителя (менее, чем на 4%) количество тепла, подаваемое в слой, становится недостаточным и ухудшается качество готовой проду ции. При большем расходовании теплоносителя (более, чем на 6%) возрастает расход тепла на процесс, а качество обожженных окатышей уже не улучшается. При увеличении пребывания окатышей в высокотемпературных .зонах менее, чем на 3%, окатыши не успевают разогреваться до требуе1иих по технологии температур и ухудшает ся их качество. Возрастание продолжительности выдержки окатышей в эти зонах более, чем на 5%, не улучшая качества окатышей, приводит к понижению удельной производительности обжигового оборудования. Дальнейшее снижение содержания FeO в исходной шихте с 7,0% на кгикдые 2% следует сопровождать более интенсивным повышением расхода теплоносителя (на 3,5-5,0%) и времени выдержки окатышей в .высокотемпературных зонах (на 2,5-4,0%). При меньшем возрастании расхода теплоносителя (менее, чем на 3,5%) количество тепла, подаваемое в слой, становится недостаточным и происходит недообжиг нижних горизонтов слоя. При большем увеличении расхода теплонрсителя (более, чем на 5%) возрастает расход тепла на процесс без заметного улучшения качества готовой продукции. При росте срока выдержки окатышей при высоких температурах менее, чем на 2,5%, разогрев окатышей .недостаточно эффективен и ухудшается их качество. При завышении выдержки окатышей в высокотемпературных зонах более, чем на 4,0%, снижается удельная производительность обжигового оборудования. Сущность изобретения заключается в оптимизации аэродинамического и температурно-временного режима обработки окатышей из окисленных концентратов в зависимости от степени их окисленности, обеспечивающей получение высококачественной готовой продукции при наиболее высокий производительности обжигового оборудования и низком удельном расходе топлива на процесс. Способ осуществляют следующим образом. На конвейерной машине подвергают термообработке железорудные окатыши из окисленных концентратов с содержанием FeoBUJ. ®° исходной шихте соответственно, например, 64 и 16%. Окатыши загружают на подвижные спекательные тележки и последовательно подвергают сушке, подготовке к высокотемпературному обжигу, упрочняющеi-лу обжигу и охлаждению. При этом, в зоне обжига окатыши обрабатывают фильтруемым через слой высокотемпературным теплоносителем с 1220°С 15 мин. Количество этого теплоносителя устанавливают равным 1050 м/т Ькатышей. Так, для машин типа ОК-108 с производительностью по сырЕлм ок ышам 100 т/ч расход теплоносителя составляет 1050- 100 105.000 ..Режим эксплуатации остальных технологических зон задается по действующим в настоящее время технологическим инструкциям. При производстве на конвейерной маине железорудных окатышей с содержаием в.исходной шихте Fq,gnp FeO соотетственно 64 и 7% время пребывания лоя окатышей при высоких температуах устанавливают следующим. 0,04 - 15 16,8 мин здесь и далее все коэффициенты прияты-согласно формуле изобретения).

Расход теплоносителя с 1220°С устанавливают равным

16-7

1050 +

0,05 . 1050

1175 м 7т или 1175-100

При производстве на конвейерной машине железорудных окатышей с содержанием в исходной шихте-ре цИ FeO соответственно 64 и 3% время пребывания слоя окатышей в высокотемпературных зонах устанавливают следующим

16,8+™. 0,03 -. 16,,Г мин,

Расход теплоносителя с температурой 1220°С задают равным

7-2

1175 +

0,04 . 1175 -400 -Т

129000 м /ч.

Остальные операции способа остаются без изменения.

Применение предлагаемого способа обеспечивает термообработку окатышей в оптимальных условиях, в результате чего качество готовой продукции повышается (барабанная проба возрастает на 6%, выход мелочи класса 5 мм снижается на 1,5%). Кроме того, на 2-3% увеличивается производительность обжиговых машин и на 2-4% сокращается расход топлива на передел окатышей. Экономический эффект составляет 60 тыс.руб. на 1 млн.т. окатышей. Формула изобретения

Способ термической обработки окатышей из окисленных концентратов обжигмагнитного и флотационного обогащения с содержанием и РеО соответственно 62-69 и 1,5-19,0%, включающий сушку, подготовку к высокотемпературному переделу, упрочняющий обжиг и охлаждение, отличающийся тем, что, с целью сокращения традиционных условий подготовки шихты, повышения качества готовой продукции и производительности обжигового оборудования, при содержании FeO в исходной шихте 1619% удельный расход теплоносителя с 1100-1350°С поддерживают равным 950-1050 сырых окатышей, а

время пребывания верхнего слоя окатышей при этих температурах подЕ5ерживают равным 12-15 мин, при снижении содержания РеО в шихте с 16 до 7% на каждые 3% увеличивают

расход теплоносителя,, начиная с

1050 окатышей, на 4-6%- и повышают время выдержки верхнего слоя окатышей в высокотемпературных зонах, начиная с 15 мин, на 3-5%, при снижении содержания РеО с 7% на каждые 2% увеличивают расход теплоносителя на 3,5-5,0% и продолжительность выдержки верхнего слоя при высоких температурах на 2,5-4,0%.

Источникиинформации,

принятые во внимание при экспертизе

2. Патент США № 2960396, кл. 18а, опублик. 15.11.70.