Шихта для агломерації залізняку і концентратів (варіанти)

1. Шихта для агломерації залізняку і концентратів, яка містить флюси, тверде паливо, C2 2 82959 1 3 82959 4 зменшивши кількість лугів у агломераті мінімум у 2 рази, тобто поліпшити якість агломерату. Поставлене завдання вирішується так, що в шихті для агломерації залізняку і концентратів, котра містить флюси, тверде паливо, відсів агломерату, залізовмісні та марганецьвмісні відходи, й котра відрізняється тим, що як марганецьвмісні відходи узято попередньо підготовлену суміш, що містить 20-30% шламу, 3540% шлаку фракційного і 25-40% шлаку гранульованого, утворюваних при виробництві феросплавів, у наступному співвідношенні компонентів агломераційної шихти, мас., %: від 10,00 до флюси 14,00 тверде паливо від 4,00 до 5,00 залізовмісні відходи та відсів від 15,50 до 25,50 агломерату марганецьвмісна суміш від 2,0 до 4,00 залізняк і концентрат решта А також поставлене завдання може вирішуватися так, що, при тому ж співвідношенні компонентів агломераційної шихти, як марганецьвмісні відходи узято попередньо підготовлену суміш, що містить 25-30% збагаченого шламу марганцевих руд, 35-40% шлаку фракційного і 25-35% шлаку гранульованого, які утворюються при виробництві феросплавів при наступному співвідношенні компонентів шихти в %:. флюси від 10,00 до 14,00 тверде паливо від 4,00 до 5,00 залізовмісні відходи та відсів агломерату від 15,50 до 25,50 марганецьвмісна суміш від 2,00 до 4.00 залізняк і концентрат решта Початковий склад компонентів марганецьвмісної суміші, призначеної для використання в агломераційній шихті, включає шлам, шлак фракційний і шлак гранульований. У другому варіанті – збагачений шлам марганцевих руд Вибір цих матеріалів, які належать до групи та шлаки. відходів і утворюються на феросплавних заводах при виплавці феромарганцю та силікомарганцю й при збагаченні марганцевих руд, визначається їх дешевшістю і можливістю повторного використання у зв'язку з наявністю марганцю від 12 до 27%. склад компонентів марганецьвмісної Хімічний суміші представлено в таблиці 1. Заміна концентрату шламом з масовою часткою марганцю ~ 18% при виробництві агломерату забезпечує отримання чавуну в доменній печі з долевою часткою марганцю (0,50,6)%. Однак, через те, що шлами є перезволоженим дрібнодисперсним матеріалом (до70мас.% частинок шламу вимірюється в мікронах), наявність його в шихті погіршує її газодинамічні характеристики і, як наслідок, знижується продуктивність агломераційних машин. Крім того, присутність у шламі до 8мас.% луги призводить до зростання наявності її кількості в агломераті. При цьому спостерігається перевитрата коксу і підвищення собівартості чавуну. Відомою є агломераційна шихта, що включає відвальний шлак крупністю 0-10мм виробництва феросплавів [2]. Застосування шлаку сприятливо впливає на газодинамічні параметри агломераційної шихти. Проте, понижена часткова доля марганцю велика кількість кремнезему і високий рівень лугів в шлаках збільшує витрати твердого палива при агломерації та коксу при виробництві чавуну. Найближчим до винаходу аналогом, тобто прототипом, є шихта для агломерації, що містить 60-70% залізняку і концентратів, 10,0-14,0мас.% флюсу, 4,0-5,0мас.% твердого палива, 25,040,0мас.% залізовмісних відходів і відсіву агломерату, 1,0-1,5мас.% марганецьвмісного шламу та 1,0-2,0мас.% шлаку відвального крупністю 0-10мм, що утворюється при виробництві феросплавів [3]. шихту як самостійні Шлам і шлак, уведені в компоненти, не усувають проблем, що виникають при окремому використанні в шихті кожного з них. Крім того, значна масова частка лугів в шламах до 8,0мас.%, а в шлаках до 4,0мас.% збільшує вміст лугів в агломераті, що призводить до перевитрати коксу в доменних печах, які працюють на цьому агломераті. Окреме уведення шламу і шлаку в агломераційну шихту не створює умов для сублімації лугів в газову фазу при спіканні агломерату. В основу винаходу поставлено завдання створити суміш із марганецьвмісних відходів, кількісний вміст і структура композиції якої в агломераційній шихті дозволить при спіканні агломерату усунути вище означені недоліки, Таблиця 1 Хімічний склад компонентів суміші Матеріал Шлам Шлак фракційний Шлак гранульований Шлам марганцевих руд (збагачений) Хімічний склад, мас.% Мn SiO2 З Na2O + K2О 18,0 12,5-18,0 15,0-18,0 19,0 до 45,0 до 45,0 15,8 1,0 1,0 7,8 2,6 2,6 Масова частка вологи, % до 28,0 до 6,0 до 18,0 26,0 12,0 до 0,8 до 23,0 Досягнення максимально можливої металургійної цінності марганецьвмісної суміші при спіканні агломерату потребує: 1. Ретельного дотримання вимог технологічної інструкції виробництва агломерату за наявністю марганцю в суміші – 18мас.%. 5 82959 2. Забезпечення робочої сипучості суміші, яка зумовить її здатність до змішування та огрудкування у складі агломераційної шихти. 3. Створення умов для ефективного видалення лугів з марганецьвмісної суміші при спіканні агломераційної шихти. Відомі спроби підготувати відходи до вторинного використання, як правило, полягали в усуненні одного з названих недоліків, що не дозволяло ефективно їх використовувати для агломерації залізняку і концентратів. Запропонована комплексна технологія підготовки суміші марганецьвмісних відходів до використання в агломераційній шихті полягає в гнучкій технологічній схемі попередньої підготовки суміші у декілька етапів, яка може бути мобільно змінена залежно від конкретного стану того або іншого компоненту в певний момент часу. Так, наприклад, зміна вологості шламу негайно потребує відповідної зміни частки шлаку, що уводиться в суміш; зниження вмісту марганцю в шлаках компенсується додатковим уведенням багатшого за наявністю марганцю шламу. Для забезпечення потрібної якості суміші щодо наявності марганцю кількісний склад компонентів суміші марганецьвмісних відходів визначається, виходячи з умов: X1 х Мnшлм + Х2 х Мnшлк.фрак. + Х3 х Мnшдк. гр. = Мnзад., мас.% (1) де Х1, Х2 і Х3 - витратні коефіцієнти компонентів суміші, мас.%; Мnшлм, Мnшлк.фрак. і Мnшдк. гр. - вміст Мn в шламі, шлаку фракційному і шлаку гранульованому відповідно; Мnзад. - заданий рівень наявності марганцю в суміші. Перевірка за формулою (1) показала, що всі варіанти суміші містять заданий рівень наявності марганцю, тобто 18мас.%. З наведених у табл. 1 даних видно, що марганецьвмісні шлами містять значну кількість лугів. Тому використання марганецьвмісних шламів при виробництві залізорудного агломерату призводить до збільшення лугів в агломераті, а 6 потім і в шихті доменних печей, що зрештою негативно позначається на показниках доменного процесу. Це обумовлено тим, що окреме використання марганецьвмісних шламів і шлаків в аглошихті супроводжується видаленням усього 22мас.% (див. табл. 2) лугів у газову фазу при спіканні агломерату. Значно підвищити ступінь видалення лугів у газову фазу можливо через зміни структури грудок суміші, одержаних при попередньому змішуванні і огрудкуванні компонентів суміші: шлакгран., шлак фракц., та шлам. Технологічно цей процес здійснюють у барабані-огрудкувачі. В барабан-огрудкувач завантажують шлакгран. і шлак фракц.. На 1/3 шляху відбувається усереднювання шлаків за хімічним складом, після чого уводять шлам. Відбувається процес накатування дрібнодисперсних та вологих частинок шламу на зерна шлаку, які виконують роль центрів огрудкування. Товщина накатаного шару залежить від кількісного співвідношення компонентів суміші і тривалості огрудкування. Даний спосіб підготовки суміші шлаків і шламу забезпечує найліпше усереднювання матеріалів та отримання нової структури - грудок із зовнішнім шаром шламу на зернах шлаку, що дозволяє підвищити кількість видалених лугів при спіканні агломерату до 55,5% (див. табл. 2). Наведені результати підтверджуються лабораторним спіканням агломераційної шихти з використанням огрудкованої суміші марганецьвмісних шлаків і шламів. На лабораторній агломераційній чаші діаметром 300мм були проведені спікання аглошихти меткомбінату ім. Ілліча з використанням огрудкуваної суміші марганецьвмісних шламів і шлаків НЗФ. Висота шару шихти дорівнювала 290мм з витратою твердого палива 4%. Відношення товщини накатаного шару шламу до діаметру зерен шлаку в грудках - 0,15-0,50. Масова частка вуглецю в шламах коливалася від 14,8 до 16,2%. аглошихти Результати лабораторних спікань наведено в табл. 2. Таблиця 2 Показники видалення лугів з аглошихти в газову фазу Відношення товщини накатаного шару шламу до діаметру зерен шлаку, частки од. 0,15 0,25 0,30 0,40 0,50 З одержаних даних виходить, що зменшення відношення товщини накатаного шару шламу до діаметру зерен шлаку менш 0,25 (дрібні грудки) і збільшення відношення більш 0,40 (крупні грудки) забезпечують підвищення температурного рівня процесу агломерації, через що й відбувається видалення лугів у газову фазу. Найраціональнішим значенням між відношенням товщини накатаного шару шламу до Масова частка лугів, % аглошихта агломерат 0,18 0,16 0,18 0,12 0,18 0,10 0,18 0,08 0,18 0,15 Кількість видалення лугів, % відн. 11,1 33,3 44,4 55,5 16,7 діаметру зерен шлаку є 0,25 - 0,40, при якому відбувається видалення до 55% лугів у газову фазу через підвищення температурного рівня процесу. При використовуванні марганецьвмісного відвального шлаку і шламу без попереднього огрудкування видалення лугів у газову фазу не перевищувало 22% відн. 7 82959 Отже, застосування попередньо змішаного та огрудкованого шламу зі шлаками в 2,5 рази збільшує кількість видалених лугів при спіканні агломерату і підвищує ефективність використання запропонованої суміші при агломерації залізняку і концентратів. 8 Результати лабораторних спікань аглошихти при застосуванні марганецьвмісної суміші (варіант 2), яка містить збагачений шлам марганцевих руд, шлак фракційний і шлак гранульований при тому ж кількісному складі наведено в табл. 3. Таблиця 3 Показники видалення лугів з аглошихти в газову фазу при марганецьвмісній суміші варіанту 2 Масова частка лугів, % Відношення товщини накатаного шару шламу до діаметру зерен шлаку, частки од. аглошихта агломерат 0,15 0,25 0,30 0,40 0,50 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,09 0,06 0,05 0,04 0,08 Застосування марганецьвмісної суміші (варіант 2), що містить шлак фракційний, шлак гранульований і збагачений шлам марганцевих руд, та при аналогічному кількісному співвідношенні, підвищує технологічну цінність суміші, при якій відбувається видалення 56,6мас.% лугів у газову фазу. Наявність луги в агломераті не перевищує 0,028мас.%, тобто якість агломерату поліпшується. Таким чином, сукупний склад запропонованої суміші, кількісне співвідношення її компонентів та структурна зміна композиції (зовнішній шар шламу на зернах шлаку) забезпечують отримання позитивного ефекту при спіканні агломераційної шихти. Очікувана економія Э0 від використання в агломерації 1т попередньо підготовленої суміші марганецьвмісних відходів замість марганцевого концентрату складає: Э0 = 300 - 50 х 1,5 = 225грн. на 1т замінюваного марганцевого концентрату або 225 : 1,5 == 150грн. на 1т попередньо підготовленої Комп’ютерна верстка В. Клюкін Кількість видалення лугів, % відн. 11,5 33,8 44,8 56,5 20,0 марганецьвмісної суміші, де 300 - ціна 1т марганецьвмісного концентрату, грн.; 50 - ціна 1т заздалегідь підготовленої суміші з марганецьвмісних відходів, грн. 1,5 – коефіцієнт заміни марганцевого концентрату заздалегідь підготовленою сумішшю. Перелік посилань: 1. Вторинні матеріальні ресурси чорної металургії: В 2-х т. Т2: шлаки, шлами, відходи, збагачення залізних і марганцевих руд, відходи коксохімічної промисловості, залізний купорос; (освіта і використовування): Довідник / В.Г. Баришників, A.M. Горелов, Г.И. Попков і ін. -М.: Економіка, 1986. - 344с. 2. Переробка шлаків і безвідходна технологія в металургії. Панфилов М.И., Школьник Я.Ш., Орининский Н.В., Коломиец В.А., Сорокин Ю.В., Гребеклис А.А.: Металургія, 1987.-238с. 3. Шлами і шлаки марганецьвмісні для металургії. Технічні умови ТУ У 14-16-145-98. Підписне Тираж 26 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