Спосіб виробництва агломерату

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при агломерации железорудных материалов. Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам является способ спекания с подачей в спекаемый слой шихты по достижению его теплосодержания 35000-45000 Ккал/т водяного пара с температурой 100-250°С в количестве 10-80 кг/т ши хты, содержащей 3,0-8,0% углерода твердого топлива[1]. Недостатком способа является то, что непрерывный ввод в спекаемый слой водяного пара, начиная с ранней стадии агломерации (спустя 0,17-0,21 времени от начала процесса, т.е по достижению теплосодержания спекаемого слоя шихты 35000-45000 Ккал/т), приводит к уменьшению температуры в реакционной зоне, снижению эффективности использования твердого топлива, в результате чего снижается прочность агломерата, увеличиваются затраты материальных и топливно-энергетических ресурсов на его производство, ухудшается экология в связи с повышенным выделением монооксида углерода, обусловленным снижением кислорода в газовой фазе. Недостаток известного способа состоит также в высоком расходе пара для его реализации. Задачей изобретения является усовершенствование способа производства агломерата путем рационального соотношения цикличной чередующей подачи в слой шихты водяных паров и атмосферного воздуха, что повысит качество агломерата. Поставленная задача решается тем, что в способе производства агломерата, включающем спекание с просасыванием сквозь слой атмосферного воздуха с подачей водяного пара, согласно изобретению, водяной пар подают по истечении 0,76-0,85 времени спекания, циклично с числом циклов одинаковой продолжительности равным 3, чередуя с подачей в слой атмосферного воздуха при этом соотношении времени подачи водяного пара и времени просачивания атмосферного воздуха и массу водяного пара постепенно и равномерно увеличивают с 1:3 и 0,6-0,8 кг/т агломерата в первом цикле до 3:1 и 1,8-2,4 кг/т агломерата в третьем цикле, соответственно. Сущность способа состоит в цикличной подаче в слой ши хты завершающей стадии ее спекания водяных паров и атмосферного воздуха. Каждый цикл состоит из двух степеней, на первой из которых в находящи хся на аглоленте слой поступает водяной пар, имеющий температуру 150-250°С, а на второй - атмосферный воздух. Продолжительность каждой ступени в циклах устанавливают из условия интенсивного охлаждения расплава в объемах, расположенных выше зоны максимальных температур, и понижения в них температуры до уровня, обеспечивающего прекращение догорания топлива в гранулах с образованием монооксида углерода. В результате перемещения участка с разгрузочной части агломашины спекаемая шихта поступает во вторую ступень, где в слой вводят атмосферный воздух. Интенсивное охлаждение расплава в токе газа с повышенной кажущейся теплоемкостью способствует концентрации высоких температур в зоне горения твердого топлива и уменьшению высоты этой зоны. Обязательным условием успешной реализации предлагаемого способа является оптимальное соотношение между количеством водяных паров и объемом атмосферного воздуха в циклах, что регулируется продолжительностью пребывания спекаемого слоя в каждой ступени и расходом пара в первых ступенях циклов. Увеличение продолжительности пребывания спекаемого слоя в первых ступенях каждого цикла, где осуществляют ввод в слой водяного пара, приводит к понижению температуры в зоне горения топлива, в результате чего снижается качество агломерата и увеличивается расход топлива для его производства. Уменьшение продолжительности и количества поступающего в слой водяного пара на любой из ступеней ниже установленных пределов сопровождается снижением скорости охлаждения агломерата, в результате чего его прочность уменьшается, а обьем монооксида углерода в отходящи х газах, выбрасываемых в атмосферу, увеличивается. Длительная выдержка спекаемого слоя в токе атмосферного воздуха приводит к расширению зоны охлаждения агломерата, снижению максимума температуры в зоне горения, увеличению продолжительности пребывания материала в зоне высоких температур, в результате чего ухудшается качество агломерата, увеличиваются выбросы монооксида углерода в атмосферу и расход топлива для агломерации. Способ агломерации реализуют следующим образом. Приготовленную по традиционной технологии шихту укладывают на аглоленту, затем она поступает в зону зажигания и далее ее перемещают к разгрузочной части агломашины. Спустя 0,76-0,85 времени спекания в слой с помощью перфорированной трубы, расположенной поперек аглоленты, вводят водяной пар. Ширину парового факела в первой ступени первого цикла устанавливают в зависимости от скорости движения аглоленты, и она должна составлять 0,0125-0,0200 общего времени спекания, а расход водяного пара - 0,6-0,8 кг/т агломерата, что обеспечивает интенсивное охлаждение агломерата. Приостановлением догорания топлива, находящегося в гранулах, обеспечивают интенсивный перенос тепла и дополнительный нагрев пластов, расположенных ниже зоны охлаждения агломерата. После выхода этого объема спекаемой шихты из участка паровой обработки в течение 0,0375-0,060 общего времени спекание происходит в токе атмосферного воздуха. В целом, соотношение продолжительности спекания шихты в паровой среде и атмосферного воздуха в первом цикле составляет 1:3. Далее, перемещаясь с аглолентой, этот объем спекаемой шихты вновь поступает в участок паровой обработки (первая ступень второго цикла). Продолжительность поступления в слой водяного пара во втором цикле должна составлять 0,025-0,040 времени спекания с расходом пара 1,3-1,5 кг/т агломерата, поскольку по мере перемещения зоны горения топлива к колосниковой решетке происходит расширение зоны высоких температур. Продолжительность спекания шихты в токе атмосферного воздуха во втором цикле должна составлять 0,025-0,040 времени спекания. В третьем цикле продолжительность первой ступени возрастает до 0,0375-0,0600 суммарной продолжительности процесса с увеличением до 1,8-2,4 кг/т агломерата расходом пара. Продолжительность спекания в токе атмосферного воздуха сокращается до 0,0125-0,0200 времени спекания. При этом соотношение продолжительности обработки спека в первой и второй ступенях третьего цикла составляет 3:1, что исключает возможность попадания конденсата в товарный агломерат и догорание топлива до монооксида углерода. В целом, продолжительность выдержки объема спекаемой шихты в каждой ступени цикла определяется завершенностью процессов спекания и охлаждения в соответствующи х пластах слоя. Эффективность этих процессов достигается рациональным соотношением продолжительности обработки шихты в каждой ступени и массовым расходом водяного пара. При этом продолжительность паровой обработки устанавливают из условия интенсивного охлаждения агломерата до уровня, исключающего возможность догорания топлива в гранула х до монооксида углерода. Продолжительность поступления в слой атмосферного воздуха устанавливают из условия достижения максимальной температуры в зоне горения топлива. Оптимальное количество циклов, их продолжительность и соотношение времени обработки слоя в каждой ступени определена экспериментально по конечным результатам агломерационного производства: массе мелочи 0-5 мм в агломерате, выбросам пыли и монооксида углерода, расходу топлива. Пример: Спекалась шихта, вещественный состав которой приведен в таблице 1. æ CaO ö Основность агломерата ç ç SiO ÷ составляла 1,25 ед. модуля. ÷ 2 ø è Подготовка шихты к спеканию и обработка спека осуществлялись по традиционной технологии в базовом и опытных периодах. Продолжительность работы агломашины в каждом периоде составляла 120 часов. Расход топлива корректировали для каждого периода. Высота слоя спекаемой шихты - 280 мм. В базовом периоде анализировались показатели агломерационного процесса при непрерывной подаче пара с температурой 175°С в количестве 10,45 и 80 кг/т шихты, содержащей 4,5% углерода твердого топлива, по достижению теплосодержания спекаемого слоя 35000-45000 Ккал/т. Подача пара осуществлялась трубчатыми распылителями, расположенными поперек аглоленты со взаимным перекрытием паровых факелов. В период испытаний систематически определялись масса мелочи 0-5 мм в товарном агломерате (%), количество выбрасываемой пыли (в % от массы перерабатываемого сырья), выбросы моиооксида углерода, расход пара и топлива (кг/т агломерата). Результаты испытаний приведены в таблице 2, из которой видно, что подачу водяного пара в слой необходимо осуществлять циклично спустя 0,76-0,85 времени спекания, чередуя с подачей атмосферного воздуха. Процесс должен состоять из трех циклов продолжительностью 0,05-0,08 времени спекания каждый. Соотношение времени ввода в спекаемый слой водяных паров и атмосферного воздуха должно изменяться в направлении движения аглоленты от 1:3 до 3:1, а расход пара соответственно от 0,6-0,8 до 1,8-2,4 кг/т агломерата. Отклонения от установленных параметров не позволяют достичь задачу изобретения в полном объеме. Как показали результаты промышленных испытаний, применение предлагаемого способа позволяет уменьшить массу мелочи 0-5 мм в товарном агломерате на 2,9-8,8%, снизить расход топлива на 4,0-10,2 кг/т агломерата, уменьшить выбросы пыли 1,7-5,1% при пониженном в 2,4-19,0 раз расходе пара. При этом экономия топлива на агломерацию составляет 4,0-12 кг/т агломерата.