Спосіб одержання офлюсованого агломерату

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при подготовке металлургического сырья к доменному переплаву. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения офлюсованного агломерата [2], включающий приготовление шихты, увлажнение, окомкование, загрузку на агломерационную ленту, зажигание и спекание. Шихту увлажняют водой. Полученный известным способом агломерат имеет низкую механическую прочность, что обусловливает низкий выход годного, высокий расход топлива, Это обусловлено тем, что увлажненная шихта, подаваемая сразу после увлажнения водой на агломерационную ленту, спекается неравномерно, что отрицательно сказывается на ее прочностных характеристиках. Низкая прочность обусловлена также тем, что микроструктура агломерата, получаемого из (пихты, увлажненной водой, представлена значительным количеством оливина-низкоосновных соединений железа, кальция и кремния. Это трудноплавкие и трудновос-становимые соединения. Они имеют высокую температуру размягчения (1150-1350°С) и для их восстановления необходимо большое количество тепла, что обусловливает высокий расход топлива и восстановителя. При кристаллизации оливины застывают в виде стекла, что способствует образованию трещин и разрушению кусков агломерата при транспортировке. Это является причиной высокого процента возврата мелочи и низкого выхода годного. В основу изобретения поставлена задача усовершенствовать способ получения офлюсованного агломерата так, чтобы в микроструктуре агломерата преобладали легкоплавкие и легковосстановимые соединения, путем использования для увлажнения шихты интенсифицирующего и минерализирующего состава - отходов титаномагниевого производства, что приведет к повышению механической прочности агломерата, повышению выхода годного, снижению расхода топлива. Поставленная задача решается тем, что в способе получения офлюсованного агломерата, включающем приготовление шихты, увлажнение, окомкование, загрузку на агломерационную ленту, зажигание и спекание, согласно изобретению, новым является то, что шихту увлажняют кислородхлорсодержащими отходами титаномагниевого производства с содержанием хлор-иона 0,8-1,0 кг/т агломерата, а спекание осуществляют при температуре 800-900°C. Для увлажнения шихты используют кислородхлорсодоржащие отходы; гипохлорит кальция (ТУ 48-013-27-87) и оксихлоридную пульпу (ТУ 48 D513-77-86). Гипохлорит кальция (водный раствор хлористого-кальция) образуется в процессе очистки известковым молоком хлорсодержащих газов магниевого производства и представляет собой раствор с примесью взвешенных частиц от белого до желто-зеленого цвета со следующими показателями: массовая концентрация 8хлористого кальция, г/дм 3 15 массовая концентрация 25активною хлора, г/дм 3 40 массовая конценграция общей щелочи (в пересчете на СаО), не 12 более, г/дм Оксихлоридная пульпа получается из хлоридных возгонов шахтных хлораторов, получаемых при хлорировании титанового сырья и частично гидролизованных кислыми стоками. Показатели качества оксихлоридной пульпы должны соответствова ть следующим нормам: содержание хлор-иона, 15 не менее % содержание оксида 3-15 алюминия, % содержание оксида 10-25 железа, % объемная плотность, 1600-1900 кг/м Для указанных отходов общим является кислородхлорсодержащее строение их структуры и идентичная закономерность поведения при термических воздействиях, обусловленная выделением атомарного кислорода и хлор-иона. При увлажнении шихты кислородхлорсодержащими отходами последние работают одновременно как интенсификаторы и минерализаторы. Интенсифицирующее действие указанных отходов сказывается в том, что при нагреве они разлагаются, выделяя при этом атомарный кислород, который, с одной стороны, активно вступает во взаимодействие с компонентами шихты, образуя легкоплавкие хлоридно-оксидные эвтектики. С другой стороны, атомарный кислород способствует интенсификации процесса сжигания топлива, в результате чего выделяется дополнительное тепло, способствующее повышению жидкоподвижности расплава. Повышение жидкоподвижности способствует более равномерному обволакиванию железосодержащих частиц расплавом, проникновению его во все поры и микротрещины. Благодаря этому, с одной стороны увеличивается сила сцепления между отдельными частицами, способствуя повышению их механической прочности и, соответственно, увеличению выхода годного агломерата со спека; с другой стороны, при наличии равномерной пленки расплава вокруг частиц происходят более интенсивные диффузионные процессы, способствующие более быстрому образованию минералов агломерата. Увеличение количества легкоплавких соединение и, соответственно, снижение количества трудноплавких соединений способствует снижению количества хрупких стекловидных образований при застывании расплава, благодаря чему снижается количество разрушаемых кусков агломерата на пути к доменным печам. Выделяющийся при нагреве шихчы, в соолп которой введены кислородхлорсодержащие отходы, хлор-ион, вступая во взаимодействие с компонентами шихты, образую значительное количество легкоплавких хлоридных соединений с низкой температурой плавления. Такими соединениями, в частности, являются силикаты кальция (ларнит). При этом снижается количество фаялита, что очень важно, поскольку фаялит не только трудновосстановимая связка по своей структуре, но, кроме того, он препятствует прямому контакту с восстановителем кристаллов магнетита и въюстита, располагающегося в его массе, снижая восстановимость агломерата на дальнейшем металлургическом переделе. Наличие в расплаве легкоплавких хлоридных соединений уменьшает интервал размягчения агломегата, благодаря чему снижается температура спекания и, соответственно, затраты топлива на процесс спекания. Введение в шихту кислородхлорсодержащих отходов с содержанием хлор-иона менее 0,8 кг/т агломерата не обеспечивает полного взаимодействия их с компонентами шихты, в результате чего снижается количество легкоплавких соединений, образуемых в процессе термической диссоциации, увеличивается содержание хрупкого стекла, повышается температура процесса спекания и, как следствие, снижается прочность, уменьшается выход годного агломерата со спека, повышается расход топлива на процесс спекания. Введение в шихту кислородхлорсодержащих отходов с содержанием хлор-иона более 1,0 кг/т агломерата обеспечивает полное взаимодействие их с компонентами шихты с образованием максимального количества легкоплавких хлоридных соединений, способствующи х снижению температуры спекания, уменьшению расхода топлива и повышению прочности агломерата. Но при этом начинается интенсивное забивание решеток спекательной ленты, что требует частых остановок ленты для очистки решеток, тем самым снижая производительность процесса спекания. Кроме того, забивание решеток спекательной ленты отрицательно сказывается на условиях газопроницаемости слоя шихты, ухудшая восстановимость агломерата. Подготовленную шихту, увлажненную кислородхлорсодержащими отходами, спекают при температуре 800900°C, которая достаточная для обеспечения требуемой прочности агломерата. Снижение температуры спекания от 1200-1300°С (шихта на воде) до 800-900°С происходит п результате образования в расплаве легкоплавких соединений с низкой температурой размягчения. Способ осуществляли следующим образом. Подготовленную шихту увлажняли кислородхлорсодержащими отходами, в частности гипохлоридом кальция и оксихлоридной пульпой титаномагниевого производства, окомковывали, загружали на агломерационную ленту, зажигали и спекали с прососом сквозь ее слой газообразного восстановителя. Для определения оптимального количества кислородхлорсодержащих отходов (в пересчете на содержание хлор-иона для обработки 1 тонны агломерата) проведены опыты с содержанием хлор-иона в отходах от 0,4 до 1,4 кг/т агломерата. Одновременно спеканию подвергали агломерат, увлажненный водой (по прототипу). Результаты опытов представлены в таблице 1. Как видно из данных таблицы 1, оптимальным значением содержания хлор-иона для кислородхлорсодержащих отходов является 0,8-1,0 кг/т агломерата. Этот агломерат имел следующие показатели: прочность 280-300 кг/см 2, выход годного 85,7-85,9%, содержание железистого стекла 5%, расход топлива 32-33 кг/т агломерата. Как видно, по сравнению с агломератом, увлажненным водой прочность повысилась на 220-240 кг/см или в 4 раза, выход годного повысился на 3,1-3,3%, содержание железистого стекла снизилось в 2 раза, расход топлива уменьшился на 6 кг/т агломерата (опыты №№ 3,4). При содержании хлор-иона в кислородхлорсодержащих отхода х 0,4-0,6 кг/т (опыты №№ 1,2) снижается активность взаимодействия их с компонентами шихты и снижаются показатели агломерата. При содержании хлор-иона 1,2-1,4 кг/т полученный агломерат характеризовался высокими показателями (опыты №№ 5, 6), но происходит интенсивное забивание решеток спекательной ленты, что приводит к снижению производительности процесса агломерации и ухудшению восстановимости агломерата. Результаты процесса спекания шихты и свойства агломерата, увлажненного водой и кислородхлорсодержащими отходами, приведены в таблице 2. Во всех опытах основность аглошихт поддерживалась постоянной и составляла 1,82, что соответствует основности промышленных ши хт. Содержание возврата в ши хте также было постоянным. Количество кислородхлорсодержащих отходов поддерживалось в пределах содержания хлор-иона 0,8-1,0 кг/т агломерата. Полученный агломерат с целью определения прочностных характеристик подвергался испытанию по известной методике 2-мя способами: барабанная прочность и прочность при сбрасывании с последующим рассевом на фракции (0-5) мм, (5-10) мм и +10 мм. Выход фракции (0-5) мм характеризует прочность агломерата, выход фракции (5-10) мм и +10 мм - выход годного агломерата со спека. Прочность агломерата при испытании в барабане составляла: из шихты на воде 17,4%, на гипохлорите кальция 14,2%, на оксихлоридной пульпе 14,6, т.е. выше на 3,2 и 2,9%, соответственно. При испытании на сбрасывание увеличение прочности по сравнению с шихтой на воде составило 3,4 и 1,8%, соответственно. Выход годного при использовании кислородхлорсодержащих отходов также выше: при испытании в барабане агломерата на гипохлорите кальция на 3,2%, на оксихлоридной пульпе на 2,8%, на сбрасывании - на 3,4 и 1,8%, соответственно. Результаты исследований микроструктуры офлюсованного агломерата представлены минералогическим составом (таблица 3). Как видно из таблицы, микроструктура агломерата, полученная из шихты, увлажненной водой, представлена значительным количеством низкоосновных соединений железа, кальция и кремния - оливинами -35%. Эти соединения трудноплавкие и трудновосстановимые, имеют высокую температуру размягчения, и для их восстановления необходимо большое количество тепла, т.е. топлива и восстановителя. Кроме того, этот процесс протекает более продолжительное время. Отсутствие силикатов кальция (ларнита), армирующих стр уктур у агломерата, и повышенное (до 10%) содержание стекла способствует снижению механической прочности агломерата и уменьшению выхода годного. При увлажнении шихты кислородхлорсодержащими отходами происходит интенсивное образование легкоплавких соединений - ларнита до 34-36%, а количество стекла снизилось с 10% до 4-6%. Такой агломерат более однородный, характеризуется отсутствием дефектов и высокой прочностью.