Спосіб одержання роздроблених брикетів

Винахід відноситься до чорної металургії і може бути використаний для отримання гранул фракції менше 8 мм при підготовці сировини до агломерації. Відомий спосіб отримання дрібних брикетів, що включає дозування, змішування ши хти, що брикетується і пресування дрібних брикетів безпосередньо на пресі [Равич Б.М. Брикетування в кольоровій і чорній металургії. М.: Металургія, 1975. - 232с.]. Дрібні брикети крупністю до 8 мм можуть бути використані у складі агломераційної шихти як центри огрудкування. При їх введенні до складу аглошихги в кількості 1 кг/т агломерату продуктивність аглоустановки збільшується на 0,5% [Ожогін В.В., Томаш О.А., Чернова С.Г. і ін. Можливості використовування залізорудних брикетів в аглодоменному виробництві // Металургійні процеси і устаткування. - 2005. - Вип. 1. - С. 27-30]. Відомий спосіб не дозволяє вирішити задачу винаходу, оскільки при пресуванні дрібних брикетів преси мають недостатню продуктивність. До того ж, дрібні і легкі брикети під дією власної ваги погано витягуються із пресуючих осередків, що приводить до частих зупинок для чищення. Крім того, відомий спосіб дроблення матеріалів шляхом виборчого руйнування. [Довідник по збагаченню руд. В 3-х т. Т. 2. Основні і допоміжні процеси. Ч. 2. Спеціальні і допоміжні процеси, випробування збагаченності, контроль і автоматика. / Гол. ред. О.С. Богданов. - М.: Надра, 1974. - 452 с.]. Виборче руйнування при декрипитації засновано на властивостях окремих мінералів розтріскуватися при нагріванні і подальшому швидкому охолоджуванні. При декрипитації руйнування відбувається в результаті: а) алотропічних модифікацій матеріалів при температурних перетвореннях; б) різних коефіцієнтів розширення при нагріванні і охолоджуванні різних мінералів, що входять в матеріал; в) наявності в мінералах кристалічної води, яка при нагріванні викликає сильний внутрішній тиск, сприяючий руйнуванню. Відомий спосіб не дозволяє повністю вирішити задачу, що стоїть перед винаходом, оскільки вимагає значних витрат енергії і високих температур. Крім того мінерали, що вводяться до складу брикетів, які схильні до алотропічної модифікації із значним збільшенням об'єму, досить рідкісні або можуть включати компоненти, що є шкідливими домішками для подальшої обробки. Найближчим способом отримання роздроблених брикетів, прототипом, є спосіб, що включає дозування і змішування брикетуємо'! шихти, пресування, сушк у і дроблення брикетів в механічній дробарці [Пат. 55955 А Україна, МКИ 7 С22В1/00 Спосіб агломерації руд і концентратів з використанням дрібнодисперсних шламів / В.О. Носков, Л.В. Биков, В.В. Ожогін і ін. Заявл. 02.08.2002; Опубл. 15.04.2003, Бюл. №4. - С.4.97]. Відомий спосіб високопродуктивний, оскільки багато типів дробарок дрібного дроблення, наприклад, конусні забезпечують об'ємну продуктивність до 150м 3/год. Проте даний спосіб не дозволяє вирішити задачу, що стоїть перед винаходом, оскільки при дробленні брикетів, що складаються з тонкофракційних матеріалів, утворюється надмірна кількість дрібності фракції менше 1,6 мм (в середньому більше 50%). Крім того, дроблення брикетів підвищеної вогкості, що включають тонкоздрібнені шламові компоненти, приводить до залипання дробарок, а саме дроблення вимагає значних енергетичних витрат. В основу винаходу поставлена задача створення такого способу отримання роздроблених брикетів, в якому за рахунок введення нового компоненту досягається необхідний ступінь руйнування брикетів, яка забезпечує підвищений вихід необхідної фракції 1,6-8,0 мм Поставлена задача розв'язується тим, що в способі отримання роздроблених брикетів, що включає дозування, змішування, пресування, сушку і дроблення, в шихту, що брикетується перед пресуванням вводять матеріал, що містить активне вапно, в кількості 0,6-6 % від загальної маси шихти. Самим відповідним матеріалом, що містить активне вапно, є пил газоочисток печей випалення вапна (далі вапняний пил, кришитель), який має знижену реакційну здатність (тривалість повної гідратації більш 3-х діб). Як альтернативні матеріали може бути використаний свіжий відсів або зворот агломерату, озалізнене вапно дрібної фракції або підготовлене спеціальним чином малоактивне вапно. Звичайне вапно і відсів вапна володіють високою реакційною здатністю (час гасіння вапна 8-25 хв. і більш, повної гідратації - до 11 годин), тому в основній масі встигає прореагувати до надходження суміші на брикетування. Для визначення оптимальної кількості добавок вапняного пилу виходять з наступних умов. 1. Збільшення вмісту вапна в гранула х не є негативним чинником, оскільки при розрахунку складу агломерату загальна кількість вапна може бути скоректована шляхом виведення надлишок вапновмісних матеріалів. 2. Для отримання технічного ефекту вважаємо достатнім вихід годних фракцій 50% і більш; для отримання максимального економічного ефекту слід приймати максимально-досягнуте значення, тобто 68,2%. 3. Мінімальна міцність гранул приймається на рівні 13 Н, який забезпечує 5-кратний запас міцності. За даними [Кухарь А.С., Мартиненко В.А., Шевченко В.П. Виробництво і якість агломерату. - М.: Металур гія, 1977. 160 с.] максимальне руйнуюче навантаження на гранулу обгрудкованої ши хти фракції 5 мм складає 1,6-2,6 Н. 4. За умов спікання агломерату оптимальною для поліпшення газопроникності слід рахувати середньозважену фракцію гранул, рівну 3,3-4,1мм. Спосіб отримання роздроблених брикетів був реалізований в лабораторних умовах при наступних те хнікоекономічних характеристиках, близьких до умов промислового виробництва. Брикети циліндричної форми діаметром 30 мм, заввишки 20 мм і масою 30-35 г брикетували під тиском 50 МПа. С ушк у брикетів здійснювали при температурі навколишнього середовища 20-25°С протягом 7 діб. Практично той же рівень результатів можна досягти і інтенсивною сушкою брикетів при температурі 250300°С, що забезпечує високопродуктивний спосіб зміцнення. В цьому випадку потрібна значно менша кількість кришителя у вигляді вапняного пилу - 0,3-3%, проте гранули ви ходять менш міцними унаслідок різкого скорочення тривалості протікання реакцій зміцнення, а спосіб в цілому стає економічно менш ефективним через зростання витрат на інтенсивну сушк у. Дроблення брикетів в досліді № 1 здійснювали в щічній дробарці ДЩ-150х80. Для решти дослідів проводили лише додроблення фракцій більше 8 мм, максимальний вихід яких склав менше 40%. Склад шихти експериментальних брикетів і розсівання гранул, отриманих після руйнування брикетів, представлений в табл. 1 і 2. Таблиця 1 Склад шихти експериментальних брикетів, % Компонент 1. Залізовмісний матеріал аглодоменний шлам сталеплавильний шлам 2. Сполучне (відсів вапна гашений) 3. Кришитель (вапняний пил) Разом 1 (база) 2 Номер досліду 3 4 5 60,0 30,0 10,0 0 100,0 58,8 29,4 9,8 2 100,0 57,6 28,8 9,6 4 100,0 56,4 28,2 9,4 6 100,0 55,2 27,6 9,2 8 100,0 Таблиця 2 Властивості гранул, отриманих в результаті р уйнування брикетів Показник 1. Фракція, мм 8+5 мм 5+3 мм 3+1,6 мм 1,6 мм Разом 2. Вихід годної фракції 3. Середньозважений розмір фракцій 4. Зусилля роздавлювання гранул фракції 5 мм Од. вим. % % мм Н Номер досліду 3 4 1 (база) 2 9,5 14,3 22,9 53,3 100,0 46,7 3,9 22,1 8,9 21,1 27,0 47,0 100,0 57,0 4,0 22,5 9,0 18,5 40,7 31,8 100,0 68,2 3,5 20,9 7,0 9,8 33,7 47,5 100,0 50,5 3,3 16,5 5 5,2 7,2 30,7 56,9 100,0 43,1 3,2 8,7 В графічному вигляді дані табл. 2 представлені на фіг. 1-2. На фіг. 1 зображена залежність виходу годних фракцій від витрати вапняного пилу; на фіг. 2 - залежність середньозваженого розміру годних фракцій від витрати вапняного пилу. З фіг. 1-2 витікає, що добавка вапняного пилу в кількості менше 0,6% і більше 6% не дозволяє повністю вирішити задачу, яка поставлена перед винаходом. Так, при додатку вапняного пилу в кількості менш 0,6% гранула фракції 5 мм має задовільну міцність, а середній діаметр зерна витримується. Проте витрати на дроблення виявляються високими, а вихід годних фракцій гранул виходить заниженим (фіг. 1). Вихід придатних фракцій при добавках більше 6% стає недостатнім (фіг. 1). Гранули перездрібнені, унаслідок чого середній діаметр зерна занижений (фіг. 2). Введення до складу брикетуємої шихти кришителя (вапняного пилу) в кількості від 0,6% до 6% дозволяє повністю вирішити задачу, поставлену перед винаходом. Вихід годної фракції за цих умов максимальний, а гранули мають достатню міцність. Очікувана економія Ео від використання способу отримання брикетовано-роздробленого матеріалу при виробництві 1,00 млн. т агломерату складає: Eo = [13,0 × 0,002 × 50 × (0,682 - 0,467) + 3,2 × (1,0 - 0,31) × 0,05 + (347,0 - 322,0) × 0,002 × 50 × (0,682 - 0,467)] × 1,00 = 927,4 тис. грн. де 13,0 - умовно-постійні витрати при виробництві агломерату, грн/т; 0,002 - приріст продуктивності агломашин від введення 1 кг гранул, д. од., або 0,2%; 0,682 - вихід гранул годної фракції при використанні кришителя %; 0,467 - вихід гранул годної фракції в базовому варіанті %; 50; 0,05 - витрата гранул при спіканні 1 т агломерату, кг/т і т/т відповідно; 3,2 - витрати на дроблення брикетів, грн/т; 1,0 - частка брикетів, що піддаються дробленню в базовому варіанті, д. од.; 0,31 - частка брикетів, що піддаються додатковому додробленню в пропонованому варіанті, д. од.; 347,0 - вартість 1 т купованого агломерату, грн; 322,0 - вартість 1 т власного агломерату, грн.