Спосіб одержання агломерату

Корисна модель відноситься до процесів підготовки залізорудної сировини до металургійного переділу, зокрема, до агломерації залізорудної сировини на агломераційних машинах будь-якого типу. Відомий спосіб одержання агломерату, що включає бункерування, дозування складових ши хти: залізорудної сировини, твердого палива, дробленого вапняку і вороття, змішування, зволоження й комкування шихти, її завантаження на агломашину, запалювання і спікання, дроблення спека, поділ його на агломерат і вороття шляхом грохочення (А.С. Королев и др. "Влияние крупности известняка на агломерационный процесс", "Обогащение руд", 1990, № 3, C.16 - 19). Недоліком відомого способу є те, що він не забезпечує одержання агломерату, вільного від включень активного вапна, що руйн ують його стр уктур у при транспортуванні і збереженні під впливом атмосферної вологи. Найбільш близьким технічним рішенням, обраним як прототип, є спосіб одержання агломерату, що включає бункерування, дозування складових ши хти: залізорудної сировини, твердого палива, дробленого вапняку і вороття, їхнє первинне змішування, бункерування, вторинне змішування зі зволоженням і комкування, завантаження шихти на агломашину, запалювання і спікання, дроблення спека, поділ його на агломерат і вороття шляхом грохочення (В.И. Коротич «Основи теории и технологии подготовки сырья к доменной плавке», М., Металлургия, 1978, с.143). Недоліком відомого способу є те, що зволоження шихти здійснюється тільки для підвищення газопроникності шару, що піддається термічному впливові. Кількості води, що забезпечує оптимальну вологість ши хти близько 7,4%, досить для забезпечення повної гідратації вапна, часу ж її ви тримки в контакті з водою недостатньо. Це є результатом недостачі вологи, що виникає після поділу спека на придатний агломерат і вороття, і об'єднання практично сухо го вороття з вихідною ши хтою. Крім того, при дефіциті вологи в ши хті, об'єднаної з вороттям, тривалість гасіння дрібних активних шматочків вапна (+3мм) протягом вторинного змішування, зволоження до оптимальної вологості і завантаження недостатня і, у залежності від швидкості агломашини, не перевищує звичайно 20хв. У зазначеній технологічній схемі не використовується ресурс часу, необхідний для гідратації вапна, що може бути утворений з часу, необхідного для переміщення повернення від моменту утворення до повторного його завантаження в суміші із шихтою на агломашину. Цей цикл складає близько 95 хв., що досить для досягнення високого ступеня гідратації вапна. Неповне гасіння активних агрегатів вапна в структурі офлюсованого агломерату приводить до зниження його характеристик міцності і, відповідно, до руйнування при транспортуванні і збереженні. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення способу одержання агломерату за рахунок одержання шихти з заданими параметрами вмісту в ній дробленого вапняку, кількості вапна у вороття, а також регламентованої подачі води в повернення, що забезпечує високу гідратацію вапна, підвищення продуктивності агломераційного процесу і поліпшення якості агломерату. Поставлена задача вирішується тим, що у способі одержання агломерату, який включає бункерування, дозування складових шихти: залізорудної сировини, твердого палива, дробленого вапняку і вороття, їхнє первинне змішування, бункерування, вторинне змішування зі зволоженням і комкування, завантаження шихти на агломашину, запалювання і спікання, дроблення спека, поділ його на агломерат і повернення шляхом грохочення, згідно до корисної моделі, що заявляється, у ши хту, включають дроблений вапняк з масовою часткою часток розміром + 3мм у межах 29-80% і вороття з масовою часткою вапна в ньому в межах 5,0-12,5%, при цьому вороття перед бункеруванням насичують водою, витрата якої складає 2,4-6,0% від маси вороття. Корисна модель, що заявляється, ілюструється те хнологічною схемою одержання агломерату (Фіг.1). Спосіб реалізується таким чином. Шихта формується з наступних складових: залізорудна сировина (1), тверде паливо (2) і дроблений вапняк (3) з масовою часткою часток розміром +3мм у межах 29-80%. Складові дозують (4) по вазі відповідно до розрахунку. Утворену ши хту поєднують з вороттям (5), що містить вапно в межах 5,0-12,5%., що дозують (6) у залежності від його виходу в результаті закінченого технологічного циклу одержання агломерату (7). Перед об'єднанням вороття (5) із шихтою його насичують водою (8), витрата якої складає 2,4-6,0% від маси вороття і бункерують (9). Складена шихта проходить першу стадію змішування (10), бункерування (11), другу стадію змішування (12), зволоження (13) і комкування (14). Після цього шихту завантажують на агломашину, запалюють і опікають (15). Отриманий спік дроблять (16) і піддають грохоченню в одну (17) або дві (18) стадії. У результаті грохочення (17, 18) спека формується два потоки, один із яких - надгрохотний - є товарним агломератом (7), а другий підгрохотний - вороттям (5). Агломерат (7) відправляють споживачеві, а вороття (5) насичують водою (8), витрата якого складає 2,4-6,0 % від його маси. Після цього вороття (5) бункерують (9) і дозують у ви хідну ши хту. Зволоження вороття виробляється з метою гасіння вапна від 5% до 12,5%, що міститься в ньому, обумовлене масовою часткою часток розміром +3мм у дробленому вапняку, що змінюється від 29,0 до 80%. При визначенні граничних значень, інтервалів, що забезпечують відмітні ознаки пропонованого технічного рішення, прийняті наступні обмеження, обумовлені практикою агломераційного виробництва: масова частка вапна в шихті складає 0,5-5,0%; масова частка вологи у вороття - не більш 6%, що відповідно до рівняння x × 100 = 6,0 1+ x дає х=6 ,38% від маси вороття. На тій же підставі прийняті наступні вихідні дані для розрахунку інтервалів: - у спекі залишаються негідратированими всі шматочки вапна крупніше +3мм, масова частка СаО у вихідному вапняку знаходиться в межах (43-54%); - витрата вапняку змінюється від 70 до 300кг/т агломерату; ступінь випалу вапняку крупністю +3мм змінюється від 85 до 95%; - розподіл вапна, що міститься в спекі між агломератом і вороттям змінюється від 90:10 до 95:5; - масова частка вороття в аглоши хті змінюється від 10 до 40% у залежності від місцевих умов виробництва агломерату; - витрата аглошихти на виробництво агломерату (без обліку вороття) змінюється від 1200 до 1400кг/т агломерату. З ура хуванням прийнятих значень вихід вороття зі спека змінюється від 133,33кг/т до 933,33кг/т агломерату. x x = 0,1; = 0,4; 1200 + x 1400 + x Відповідно при цьому х = 133,33 кг/т і при цьому х=933,33кг/т агломерату. Тоді масова частка вапна в шихті складає: (1200+133,3)×0,005=6,67кг/т, агломерату (1400+933,3)×0,05=116,67кг/т, агломерату або 6,67 × 100 = 5,00 % у воротті: 133,33 - нижнє обмеження 116,67 × 100 = 12,5 % 933,33 - верхнє обмеження. Для гідратації таких масових часток вапна буде потрібно води при мінімально припустимому її надлишку, рівному 1,5 від 6,6 × 18 18 × 1,5 = 3,216 кг / т до 116,67 × 1,5 = 56,252 кг / т 56 56 3,216 × 100 @ 2,4 % або 133,33 - нижнє обмеження маси води 56,252 @ 6,0 % 933,33 і - верхнє обмеження маси води. При співвідношенні розподілу вапна між вороттям і агломератом від 90:10 до 95:5 (більшому переходові вапна у вороття відповідає більший вихід вороття ), маса вапна, що залишається в агломераті складає: 6,67 × 10 x= = 0,74 кг / т 90 від агломерату 116,67 × 5 x= = 6,14 кг / т 95 до агломерату. Це відповідає масовій частці вапна в агломераті 0,74 × 100 = 0,074% від 1000 6,14 × 100 = 6,14 %. до 1000 Загальна маса вапна у спекі змінюється від 6,67+0,74=7,41кг/т. до 116,67+6,14=122,81кг/т. Для забезпечення такої маси вапна у спекі необхідно задати в шихту наступн у масу СаО у вигляді вапняку фракції +3 мм, що містить від 43 до 54% СаО, маючи через, що ступінь випалу вапняку складає від 85 до 95% (меншій масі вапна відповідає менша масова частка СаО і ступеня випалу). При загальній витраті вапняку від 70 до 300кг/т агломерату масова частка у вапняку фракції +3мм складе: 7,41 20,274 @ 20,274 або × 100 @ 29,0% 0, 43 × 0,85 70 - нижнє обмеження 122,81 239,396 @ 239,396 або × 100 @ 80% 0,54 × 0,95 300 - верхнє обмеження. Іспити заявлених параметрів проводилися в другому агломераційному цеху ГЗК "Криворіжсталі" за існуючою схемою технології при роботі 6 агломашин, що завантажуються шихтою від двох самостійних потоків - по три агломашини на кожний. Шихта масою 1320кг/т агломерату містить в %: 63,9 концентрату, 7,5 аглоруди, 3,0 мартенівські шлаки, 19,6 суміші вапняку звичайного і доломитизированного, і 6 суміші палива - коксового дріб'язку і штиба, а також 35% вороття до шихти. Ши хта при однакових масових частках її складових відрізнялася тільки якістю дробленого вапняку: у відомій технології масова частка фракції +3мм складала 16%, а за пропонованою - близько 32% поблизу нижньої границі інтервалу, що заявляється (29-80%). При цьому оптимальна вологість шихти, за відомою технологією, досягалася подачею води тільки в періоді вторинного змішування, а по пропонованої - вороття з масовою часткою вапна в ньому в межах 5,0-12,5%, перед бункеруванням насичували водою, витрата якої складає 2,4-6,0% маси вороття, з наступним коригуванням оптимальної вологості шихти при вторинному змішуванні. При іспитах те хнології масова частка води і вапна у воротті відповідно складали близько 2,5% і 6%. У ході промислових іспитів встановлено, що ступінь гідратації вапна у воротті за відомою технологією не перевищує 34,3%, а за пропонованою - 90,5%. Ця різниця рівноцінна введенню в шихту додаткового вапна з масовою часткою 2,12%. Кожен відсоток такого вапна в середньому дає 4% збільшення продуктивності аглопроцесу або, у нашому випадку, 4х2,12=8,48%. Приблизно на цю величину знизилася питома витрата твердого палива, оскільки залежність між продуктивністю (т/година) і витратою палива (кг/т) носить гіперболічний характер. За рахунок зниження масової частки шматочків +3 мм вапна в агломераті з 0,7 до 0,14% знизилася і масова частка дріб'язку 0-5мм в агломераті в 1,33 рази. Значно, у 1,5 рази, скоротилися викиди шкідливих газоподібних з'єднань: CO, CO2, NO x і інших у навколишню атмосферу.