Спосіб агломерації рудних матеріалів

Спосіб агломерації рудних матеріалів, який включає роздільну підготовку шихти, яка містить залізну руду, вапно та коксовий дрібняк, на два шари шляхом змішування, зволожування, грудкування з подальшим завантаженням нижнього шару на постіль, запалювання і спікання нижнього шару просмоктуванням повітря зверху вниз, а потім завантаження і спікання верхнього шару, який відрізняється тим, що у верхній шар шихти як коксовий дрібняк додають вугілля або біомасу. (19) (21) a201009437 (22) 28.07.2010 (24) 26.04.2011 (46) 26.04.2011, Бюл.№ 8, 2011 р. (72) ЯКУБОВСЬКИЙ ВЛАДИСЛАВ ПЕТРОВИЧ, ОЛАБІН ВОЛОДИМИР МИХАЙЛОВИЧ, ЮРЧЕНКО ГЕОРГІЙ ДАВИДОВИЧ, ТРУХАН СЕРГІЙ ПЕТРОВИЧ (73) ІНСТИТУТ ГАЗУ НАЦІОНАЛЬНОЇ АКАДЕМІЇ НАУК УКРАЇНИ (56) SU, 418 527, A, 05.03.1974 SU, 1 514 810, A1, 15.10.1989 RU, 2 114 190, C1, 27.06.1998 RU, 2 228 375, C1, 10.05.2004 GB, 819 219, A, 09.02.1959 3 який включає підготовку шихти для двохшарового завантаження. Шихту нижнього шару з бункеру завантажують на рухому колосникову решітку. При проходженні під горном шихту нагрівають до температури, яка забезпечує нормальне протікання процесу спікання. Після закінчення спікання шихти нижнього шару на поверхню нижнього шару з другого бункеру завантажують шихту верхнього шару, яку при проходженні її під другим горном нагрівають до необхідної температури просмоктуванням продуктів горіння газового палива, спалюваного в горні. Процес спікання закінчують на другій половині агломашини. Відомий спосіб є витратним тому, що в якості палива в ньому використовують дорогий та дефіцитний коксовий дрібняк. В основу винаходу поставлено задача вдосконалення способу спікання рудних матеріалів, в якому в результаті заміни коксового дрібняку іншим твердим паливом (вугіллям, біомасою) забезпечується більш висока швидкість вертикального процесу спікання при збереженні високої міцності агломерату та досягненні повного згоряння палива (відсутності викидів оксиду вуглецю і водню у відхідних агломераційних газах) і за рахунок цього значно здешевлюється процес агломерації та покращується екологічний стан навколишнього середовища. Поставлене задача вирішена завдяки тому, що у способі агломерації рудних матеріалів, який включає роздільну підготовку шихти, яка містить залізну руду, вапно та коксовий дрібняк, на два шари шляхом змішування, зволожування, грудкування з подальшим завантаженням нижнього шару на постіль, запалюванням і спіканням нижнього шару просмоктуванням повітря зверху вниз, а потім завантаженням і спіканням верхнього шару, згідно винаходу у верхній шар шихти як коксовий дрібняк додають вугілля або біомасу. Застосування вугілля або біомаси у верхньому шарі шихти призводить до збільшення швидкості згоряння полива, а також до повного вигоряння летючих складових, оксиду вуглецю і водню, що поліпшує екологічний стан навколишнього середовища і здешевлює процес агломерації. Запропонований спосіб спікання агломераційної шихти здійснюють таким чином. Агломераційну шихту, яка містить залізну рудну вапно та коксовий дрібняк готують роздільно для нижнього і верхнього шарів шляхом замішування, зволожування, грудкування з подальшим завантаженням її на постіль. В шихту нижнього шару в якості палива дають коксовий дрібняк, а в шихту верхнього шару дешеве вугілля або біомасу. Нижній шар шихти запалюють під першим горном і спікають просмоктуванням або продуванням повітря зверху вниз. Після спікання нижнього шару на його розігріту поверхню завантажують верхній шар шихти, запалюють під другим горном і спікають просмоктуванням або продуванням повітря зверху-вниз і в результаті отримують якісний агломерат. Приклад 1 (за прототипом). Агломераційну шихту, яка складається із залізної руди 22,5 мас.%, залізного концентрату 54,5 мас.%, зворотного агломерату 20 мас.%, вапна 94371 4 мас.3,0 % і коксового дріб'язку мас.4,5 % від 100 мас.% складу шихти готують одночасно для двох шарів шляхом зволожування і грудкування. Нижній шар шихти завантажують на колосникову решітку агломераційної чаші. Шихту з поверхні запалюють газовим горном і спікають просмоктуванням повітря зверху-вниз. Кінець спікання нижнього шару контролюють за показниками термопари ТПР, яка встановлена над постіллю. Після спікання нижнього шару на його гарячу поверхню завантажують верхній шар шихти, запалюють горном і спікають просмоктуванням повітря зверхувниз. Кінець спікання верхнього шару шихти контролюють за показниками термопари, встановленої на межі верхнього і нижнього шарів шихти. Відхідні агломераційні гази відсмоктують із шару насосом ВВН-6 і через мокру очистку (скрубер) викидають у повітря. Контроль виходу продуктів згорання (агломераційних газів) ведуть з допомогою газоаналізаторів. Отриманий агломерат вивантажують із чаші, охолоджують і подрібнюють. Проби агломерату піддають іспиту на механічну міцність шляхом триразового скидання на стальну плиту з висоти 2м. Показником міцності служить вихід фракції +5 мм. Приклад 2 (за винаходом). Агломераційну шихту для нижнього шару готують із залізної руди 22,5 мас.%, залізного концентрату 54,5 мас.%, зворотного агломерату 20 мас.%, вапна 3 мас.% і добавки 4,5 мас.% коксового дрібняку шляхом змішування, зволоження та грудкування. Підготовлену шихту нижнього шару завантажують на постіль, яку насипають на колосникову решітку агломераційної чаші. Шихту з поверхні запалюють горном і спікають просмоктуванням повітря зверху-вниз. Аналогічно готують шихту верхнього шару, але замість коксового дрібняку додають 5,2 мас.% дешевого газового вугілля. Після спікання нижнього шару на гарячу поверхню агломерату завантажують верхній шар шихти, запалюють і спікають просмоктуванням повітря зверху-вниз. Контроль процесу спікання і якості агломерату та наявності продуктів сублімації летючих проводять як у прикладі 1. Приклад 3 (за винаходом). Як у прикладі 2, але в верхній шар шихти дають 5,58 мас.% довгополуменевого вугілля. Приклад 4 (за винаходом). Як у прикладі 2, але в верхній шар шихти в якості твердого палива дають 2,0 мас.% коксового дріб'язку та 4,6 мас.% дерев'яної тирси. Результати дослідів по спіканню шихти за прототипом і пропозицією надані в таблиці. Як бачимо з таблиці, техніко-економічні показники агломераційного процесу при застосуванні запропонованого способу поліпшуються. Встановлено зростання вертикальної швидкості спікання на 11-18 % при збереженні високої міцності агломерату. При спіканні шихти за прототипом, тобто по традиційній технології агломерації, де в якості твердого палива використовують коксовий дрібняк, у відхідних агломераційних газах є деяка кіль 5 94371 кість оксиду вуглецю і водню (див. таблицю) оскільки продукти виносяться за межі шару без догоряння. При спіканні шихти за запропонованим способом (приклад 2, 3, 4) у відхідному газі, що відсмоктують з верхнього шару (де в якості палива застосовують дешеве паливо, яке містить летючі 6 складові), на фільтрі відкладались продукти сублімації летючих. Крім того, у відхідному з верхнього шару газі були присутні у значній кількості оксид вуглецю і водень. Далі при проходженні через розжарений агломерат нижнього шару летючі, а також оксид вуглецю і водень повністю догоряли, що свідчить про високу екологічність пропозиції. Таблиця Показники процесів спікання шихти за відомим і пропонованими способами. Вертикаль- Наявність про№ на швид- дуктів сублімапри- Вид палива для спікання кість спі- ції летючих на клашихти кання фільтр да шихти, Vcn, (верхній шар2) мм/хв нижній шар) За прототипом відсутні 1. коксовий дрібняк 1) 22,3 відсутні коксовий дрібняк За винаходом значна кількість 2. газове вугілля 24,8 відсутні коксовий дрібняк За винаходом значна кількість 3. довгополуменеве вугілля 25,5 відсутні коксовий дрібняк За винаходом значна кількість 4. тирса+коксовий дрібняк 26,4 відсутні коксовий дрібняк Склад агломераційного газу О2 СО2 CO Н2 СН4 CnHm Економія коксового дрібняка, % 8,0 15,9 2,8 0,95 н.а.3) н.а. 6,8 14,12 сл.4) сл. н.а. н.а. 1,68 13,57 6,15 1,53 0,76 0,21 6,57 12,71 сл. сл. сл. 0 50-70 4,17 9,91 3,96 0,79 0,77 0,15 8,02 10,58 сл. сл. сл. 0 50-70 4,86 10,57 4,6 3,0 16,57 сл. 25-30 1,01 0,73 0,21 сл. 0 0 1) В чисельнику вказано паливо верхнього, а в знаменнику - нижнього шару шихти. У верхній строчці приведено хімічний склад агломераційних газів, відібраних з верхнього шару шихти, а в нижній - з нижнього шару агломерату в процесі спікання шихти нижнього шару. 3) н.а. - не аналізували; 4) сл. - сліди. 2) Таким чином, при виробництві агломерату за запропонованим способом агломерації рудних матеріалів досягають більш високих показників вертикальної швидкості спікання шихти (до 18 %) і повного згоряння палива (продуктів сублімації летючих) верхнього шару, що робить таку технологію Комп’ютерна верстка А. Крижанівський агломерації екологічно безпечною. При цьому, використання замість 30-50 мас.% коксового дрібняка більш дешевих і доступних видів палива робить технологію енергозберігаючою і конкурентоздатною. Підписне Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601