Спосіб підготовки агломераційної шихти до спікання

1. Спосіб підготовки агломераційної шихти до спікання, що включає її змішування, зволоження, 3 збільшення міцності і однорідності огрудкованої шихти по гранулометричному складу за допомогою ефективнішого управління процесом огрудкування. Поставлена задача досягається тим, що в способі, який включає змішування, зволоження, огрудкування, дозволоження і обробку матеріалів шихти з подачею стиснутого повітря в барабаніогрудковувачі, згідно з винаходом, в кінці зони зволоження шихту піддають обробці потоком стиснутого повітря при тиску 3,5-4,5 атм. під кутом 1015° до поздовжньої осі барабана-огрудковувача з рідиною в кількості 28-33 мас. % від загальної кількості зволожувача, що подається, у момент припинення підйому шихти і початку "вільного" скочування з початковою швидкістю більше нуля. Крім того, кількість рідини, що подають з повітрям через форсунку, змінюють пропорційно кількості дрібнодисперсних компонентів, що містяться в агломераційній шихті, а загальна кількість зволожувача, що подається через форсунку з стиснутим повітрям і основні бризкала в зоні зволоження, залишається незміною. Усередині барабана-огрудковача в зоні зволоження досягається пофракційне розділення шихти з її розміщенням (відкиданням) уздовж осі барабана-окомковувача на відстань, яка залежить від її фракційної приналежності. Створюється рециркуляційний потік, як невід'ємна складова самого процесу огрудкування. Здійснюється оперативна зміна співвідношення між складовими шихти, тією, що грудкує, і тією, що піддається грудкуванню. Багаточисельні експериментальні дослідження і теоретичні узагальнення свідчать про те, що процес огрудкування сипких матеріалів складається з трьох послідовних стадій: формування центрівзародків огрудкування; зростання грудок і масообмін; зміцнення гранул, що утворилися. Для сприятливого протікання процесу гранулоутворення на кожній стадії грануляції необхідно створювати оптимальні умови. Наприклад, на стадії зростання і зміцнення гранул у момент удару об нерухомий шар матеріалу або об стінку огрудковувача напруга, що виникає в гранулі, визначає міру її ущільнення. Ця обставина є вельми істотною у зв'язку з тим, що для гранул з "природними" центрами динамічні дії грають вирішальну роль на стадії їх зростання і зміцнення, а для гранул з "штучними" центрами вирішальна роль динамічних дій виявляється безпосередньо після їх зародження. Гранули з "штучними" центрами в початковий період, безпосередньо після їх зародження, характеризуються меншою масою, ніж гранули з "природними" центрами. Скочуючись по похилій поверхні з нульовою початковою швидкістю, яка характерна для руху матеріалів в барабанних і тарілчастих огрудковувачах, в момент удару об стінку огрудковувача гранули меншої маси будуть менше зазнавати динамічної дії і природно будуть меншою мірою ущільнюватися, а, отже, буде затримуватися їх зростання. При огрудкуванні матеріалу в барабанних і тарілчастих огрудковувачах створюються реальні передумови для істотної диференціації гранулометричного складу, оскільки не створюються дос 95872 4 татні умови для зростання і зміцнення гранул з "штучними" центрами. Шихти з дрібних залізорудних концентратів або з підвищеним вмістом дрібних фракцій не містять достатньої кількості зародків гранул, тому їх необхідно створювати додатково в процесі огрудкування. Інтенсивніше зростають і зміцнюються гранули з "природними" центрами, що за умов огрудкування шихт з підвищеним вмістом дрібнозернистих концентратів приводить до збільшення частки крупних некондиційних фракцій на базі "природних" центрів. Крім того, відбувається руйнування "слабких" дрібних гранул з "штучними" центрами при "вільному" скачуванні, як результат, утворюються некондиційні "уламкові" фракції, а це, у свою чергу, приводить до зменшення газопроникності шару. Отже, при переході на огрудкування агломераційних шихт з підвищеним вмістом тонкоподрібнених концентратів і інших дрібнодисперсних компонентів, наприклад зневодненого шламу, мають бути створені сприятливі умови для створення і зростання гранул, як з "природними", так і з "штучними" зародковими центрами для здобуття оптимального гранулометричного складу огрудкованої шихти. При дослідженні граничних значень тиску стиснутого повітря встановлено, що оптимальні властивості шихти досягаються дією стиснутого повітря з водою при значеннях 3.5-4,5 атм. При тиску повітря 1,0-2,0 атм. дія на матеріали виявляється недостатньою: не спостерігається пофракційне розділення шихти і її відкидання уздовж осі барабанаогрудковувача, а при значеннях тиску повітря 5 атм. і вище не відбувається очікуваної дії на матеріали за рахунок надлишкової кінетичної енергії шихти, тобто шихта здувається убік в основній своїй масі. Оптимальні значення кількості зволожувача, що подається через форсунку з повітрям під тиском, склали 28-33 мас. % від загальної кількості зволожувача, що подається в барабаногрудковувач. В ході досліджень виявлена пряма залежність між кількістю зволожувача, що подається через форсунку з повітрям під тиском, і часткою дрібнозернистих компонентів в шихті, тобто, чим більше пилоподібних компонентів в шихті, тим більше води потрібно подавати через форсунку для досягнення максимального ефекту. Спосіб, що заявляється, здійснюється таким чином. В кінці зони зволоження на шихту додається додаткова динамічна дія подачею стиснутого повітря (тиском 4 атм.) з водою (30 мас. % від загальної витрати води) через форсунку інжекційного типу в мить, коли тверді частки шихти припинили свій підйом по кругових траєкторіях під дією статичних сил тяжіння і відцентрової сили (поперечний переріз барабана) і лише починають свій шлях, опускаючись по параболічних траєкторіях в умовах "вільного" скочування з початковою швидкістю більше нуля. Швидкість обертання барабана-огрудковувача забезпечує режим перекочування поблизу границі переходу в каскадний режим. Під впливом потоку стиснутого повітря з водою здійснюється підхоплення і відкидання дрібнодисперсних компонентів 5 95872 шихти у напрямку завантаження. Форсунка забезпечує напрям потоку стиснутого повітря і води під кутом 15° до подовженої осі барабанаогрудковувача. дрібнодисперсним компонентам задається прискорення і траєкторія руху (у напрямі завантаження) таким чином, що вони закінчують свій шлях (політ), опускаючись на пологішу спадаючу гілку шихти на дні барабана перед зоною зволоження або ж на початку зони зволоження. Довжина пройденого шляху матеріалу залежить від прискорення, що задається їй, що у свою чергу залежить від розміру і маси шихтового матеріалу (фракційної приналежності), за умови, що тиск повітря і води постійні. Переваги способу, що заявляється, обумовлені вибором місця створюваного направленого потоку повітря і води в барабані-огрудковувачі. Додатково зволожені пилоподібні компоненти шихти (0-1 мм) і частки вологи несуться потоком повітря 6 у зворотному напрямі за зону зволоження або на її початок і взаємодіють з вихідною менш вологою шихтою. Така взаємодія сприяє інтенсивному зародкоутворенню, оскільки менш волога вихідна шихта інтенсивно коагулює на перезволожених ядрах. Одночасно з цим покращується масообмін і нарощування гранул з "штучними" зародковими центрами (1-2 мм), оскільки під впливом потоку стиснутого повітря і води, що має велику кінетичну енергію, дані гранули повертаються на повторне грудкування в початок зони зволоження, що сприяє їх збільшенню і зміцненню. Даний спосіб дозволяє понизити кількість непридатного (12 14 11 мають більшу масу, не несуться потоком повітря на повторне огрудкування і, скоротивши час нарощування об'ємів гранул в зоні зволоження, за рахунок скорочення зони зволоження, переходять в зону зміцнення. Таким чином, досягається підвищення динамічних навантажень на гранули з "природними" центрами, а також зменшується кількість непридатних гранул (>12 мм) на 21 %. Таблиця 2 Якісні показники агломерату Показники 1. некондиція, мас. % 2. вмістом дрібняку 0-5 мм, мас. % 3. вмістом дрібняку 0-5 мм після випробувань в барабані П. Г. Рубіна, мас. % 4. міцність на стирання, % Відомий 7,1-9,7 13,4 Проведені дослідно-промислові випробування, в котрих огрудкуванню піддавалася шихта, яка належить до категорії сипких матеріалів з підвищеним вмістом дрібнозернистих компонентів. Таким чином, співвідношення дрібнозернистих компонентів і грубозернистих складає (5:1), відповідно 83,20 мас. % дрібнозернисті компоненти і 16,80 Комп’ютерна верстка І. Скворцова Спосіб Пропонований 6,39-8,73 12,2 Відхилення, % +10 -9 70,9-71,2 74,4-74,7 +5 6,0-6,1 6,3 +4,5 мас. % грубозернисті. Огрудковану шихту спікають в чаші діаметром 225 мм. визначають тривалість і швидкість спікання, вихід придатного і питому продуктивність аглоустановки. Результати спікання аглошихти, підготовленої по відомому і пропонованому способах, наведені в табл. 2. Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601