Спосіб виробляння вугільних агломератів для використання у відновлювальній печі прямого плавлення заліза (варіанти)

1 Спосіб виробляння вугільних агломератів для використання у відновлювальній печі прямого плавлення, при проведенні якого як сировину для отримання вугільних агломератів використовують дрібне вугілля, який відрізняється тим, що як сировину використовують дрібне вугілля, що має індекс вільного вспучування не менше 3,0 і розмір частинок не більше 8 мм, і вказане дрібне вугілля агломерують при нагріванні його до температури не менше 600°С протягом не менше 5 хвилин 2 Спосіб за пунктом 2, який відрізняється тим, що указане дрібне вугілля агломерують при температурі 650-850°С 3 Спосіб за пунктом 1 або 2, який відрізняється тим, що указане дрібне вугілля отримують під час відновлювального процесу прямого плавлення залізної руди 4 Спосіб виробляння вугільних агломератів для використання у відновлювальній печі прямого плавлення залізної руди, при проведенні якого як сировину для отримання вугільних агломератів використовують дрібне вугілля, який відрізняється тим, що як сировину використовують дрібне вугілля, що має індекс вільного вспучування не менше 3,0 і розмір частинок не більше 8 мм, вказане дрібне вугілля змішують з вугіллям з низьким індексом вільного вспучування або антрацитом у КІЛЬКОСТІ не більше 70 вагових %, і вказану суміш дрібного вугілля агломерують при нагріванні її до температури не менше 600°С протягом не менше 5 хвилин 5 Спосіб за пунктом 4, який відрізняється тим, що указане дрібне вугілля агломерують при температурі 650-850°С 6 Спосіб за пунктом 1 або 2, який відрізняється тим, що указане дрібне вугілля отримують під час відновлювального процесу прямого плавлення залізної руди о 00 со го Даний винахід відноситься до способу виробляння вугільних агломератів для використання у відновлювальній печі прямого плавлення заліза Більш конкретно, даний винахід відноситься до способу для виробляння вугільних агломератів, у яких дрібне вугілля агломерують при високій температурі Вугілля, яке використовують у відновлювальній печі прямого плавлення, як джерело енергії повинно мати однаковий розмір частинок (8-35 мм) Проте, 50% і більше вугілля, яке постачають для використання у відновлювальній печі прямого плавлення є дрібне вугілля, що має розмір частинок 8 мм або менше Це дрібне вугілля вдувають у ЛІНІЮ відновлювального газу, коли його поміщають у плавильну піч, і тому, це дрібне вугілля стає некорисним ю Тобто, поставлене звичайне вугілля підлягає сортуванню за розмірами частинок, а агломерати, які мають розмір частинок 8 мм і більше, поміщають у плавильну відновлювальну піч після їх збезводнення Однак, дрібне вугілля, що має розміри частинок 8 мм і менше, не може бути використано Тому, для використання в плавильно-відновлювальному процесі дрібного вугілля, коли воно має розміри частинок 8 мм і менше, воно повинно бути агломероване першим В патенті США 3869350, М кл СЮЬ 49/08, опублікованому 04 03 1975 р , розкритий спосіб агломерації дрібного вугілля, який відноситься до способу термообробки коксівного вугілля При цьому способі дрібне вугілля, в якості сировини якого використовують бггумінозне вугілля, що має індекс 43398 вспучування менше ніж 5 і основний не просівний розмір зерна до 14 мм (14000 мкм), вдувають у горизонтальну трубу через два розташовані на відстані один від одного входи, при цьому в трубі створюють нагріваючий газовий потік, забезпечуючи при цьому середнє значення швидкості нагрівання близько 1000°С/сек з тим, щоб отримати середнє значення кінцевої температури вугілля 400°С максимум, в наслідок цього відбувається агломерація дрібного вугілля При цьому процес нагрівання дрібного вугілля в зазначеному газовому потоці триває лише декілька десятих секунди (максимум 0,3 сек) Регулювання середньої кінцевої температури агломерації вугілля здійснюють дозуванням КІЛЬКОСТІ вугілля, що подають у горизонтальну трубу через два вказані входи Вугільні агломерати, вироблені за допомогою відомого способу, можуть бути використані в відновлювальній печі прямого плавлення залізної руди Відомий З патенту США 3869350 спосіб агломерації дрібного вугілля вибраний у якості найближчого аналога для кожного з двох нижчеописаних способів, що заявляються З урахуванням вищесказаного відомий з патенту США 3869350 спосіб має наступну сукупність ознак, які збігаються із суттєвими ознаками кожного з двох способів, що заявляється, а саме "Спосіб виробляння вугільних агломератів для використання у відновлювальній печі прямого плавлення залізної руди, при проведенні якого в якості сировини для отримання вугільних агломератів використовують дрібне вугілля" Розкритий у патенті США 3869350 спосіб агломерації має недолік, який пов'язаний з тим, що тут потрібен подавальний пристрій високотемпературного газу, який має швидкість зростання температури до 1000°С/сек Крім того, відомий спосіб агломерації потребує досить точного контролю за кількостями вугілля, що вдувають через два патрубки в високотемпературний газовий потік в горизонтальній трубі, для досягнення заданого значення кінцевої температури вугілля Подавальний пристрій високотемпературного газу, в якості якого у відомому способі використовують камеру згоряння, з'єднану з горизонтальною трубою, також потребує регулювання КІЛЬКОСТІ І співвідношення пального газу і повітря, яке подають в цю камеру згоряння Враховуючи, що згідно з відомим способом задане середнє кінцеве значення температури нагрівання дрібного вугілля досягають при переміщенні його у потоці гарячого газу на протязі лише 0,3 секунди максимум, зрозуміло наскільки важливо в відомому способі агломерації забезпечити як точність регулювання подачі дрібного вугілля через кожний з двох входів в середину горизонтальної труби, так і точність роботи вказаного подавального пристрою високотемпературного газу Таким чином відомий з патенту США 3869350 спосіб агломерації не дозволяє забезпечити агломерацію дрібного вугілля при високій температурі простим способом Крім того, відомий спосіб агломерації вугілля призначений для виробляння вугільних агломератів лише з одного типу дрібного вугілля, а саме бітумінозного вугілля, а заявлені згідно з цим способом технологічні операції й режими їх проведення призначені саме для забезпечення агломерації лише цього одного типу вугілля Отже, відомий спосіб агломерації не передбачає можливість використання у якості сировини одночасно двох різних типів вугілля для виробляння вугільних агломератів Для розв'язування вище розкритих проблем даний винахідник провів дослідження й експерименти і, базуючись на результатах досліджень і експериментів, пропонує даний винахід Отже основною задачею даного винаходу є створення способу виробляння вугільних агломератів для використання у відновлювальній печі прямого плавлення, у якому використовується тенденція самоагломерування завдяки його властивості злипання під час процесу температурного розпаду, завдяки чого дрібне вугілля може бути агломероване при високій температурі простим способом Для досягнення вказаної задачі, у способі виробляння вугільних агломератів для використання у відновлювальній печі прямого плавлення, при проведенні якого в якості сировини для отримання вугільних агломератів використовують дрібне вугілля, згідно з першим варіантом даного винаходу указане дрібне вугілля має індекс вільного вспучування не менше 3, і розмір частинок не більше 8 мм, і вказане дрібне вугілля агломерують при нагріванні його до температури 600°С на протязі не менше 5 хвилин Спосіб запропонований згідно з другим варіантом даного винаходу завдяки простоті його технологічного процесу дозволяє виробляти вугільні агломерати для використання у відновлювальній печі прямого плавлення досить простим способом Допоміжною задачею даного винаходу є створення способу виробляння вугільних агломератів для використання в відновлювальній печі прямого плавлення, в якому антрацит або вугілля з низьким індексом вільного спучування, що має недостатній індекс вільного спучування, змішують з дрібним вугіллям, а суміш спікають при високій температурі, внаслідок цього становиться успішним використання вугілля низької якості Для досягнення одночасно основної і допоміжної задач, в способі виробляння вугільних агломератів для використання в відновлювальній печі прямого плавлення, при проведенні якого в якості сировини для отримання вугільних агломератів використовують дрібне вугілля, згідно з другим варіантом даного винаходу дрібне вугілля має індекс вільного спучування не менше 3 і розміри частинок не більше 8 мм, вказане дрібне вугілля змішують з вугіллям з низьким індексом вільного спучування або антрацитом у КІЛЬКОСТІ не більше 70 ваговими %, і вказану суміш дрібного вугілля агломерують при нагріванні и до температури не менше 600°С на протязі не менше 5 хвилин Спосіб, запропонований за другим варіантом даного винаходу, завдяки простоті його виробничого процесу і досить тривалого часу агломерації вугілля (не менше 5 хвилин) при високій температурі дозволяє виробляти вугільні агломерати для використання у відновлювальній печі прямого 43398 плавлення із суміші двох різних типів вугілля простим способом Використання в якості сировини суміші з двох вказаних типів вугілля дозволяє успішно використовувати вугілля низької якості для отримання вказаних вугільних агломератів Вищезгадані задачі й ІНШІ переваги даного винаходу стануть більш зрозумілими після ознайомлення з детальним описом кращого варіанта здійснення даного винаходу і прикладеними кресленнями, на яких фіг 1 є графік, який показує зміну МІЦНОСТІ стиску в залежності від тривалості часу агломерації дрібного вугілля, фіг 2 є графік, який показує зміну МІЦНОСТІ стиску в залежності від підтримуваної температури агломерації, фіг 3 є графік, який показує зміну МІЦНОСТІ стиску в залежності від співвідношення в суміші антрациту і дрібного вугілля Вугілля, яке переважно використовують при агломерації дрібного вугілля, має розміри частинок 8 мм або менше, і індекс вільного вспучування 3,0 або більше Вищезазначене звичайне вугілля отримують при відновлювальному процесі прямого плавлення Якщо вугільні агломерати для використання в відновлювальній печі прямого плавлення виробляють ВІДПОВІДНО до даного винаходу, дрібне вугілля необхідно утримувати при температурі 600°С на протязі 5 хвилин або більше Доцільность цього полягає в наступному Якщо підтримувана температура (температура агломерації) нижче 600°С, вугільні агломерати легко розбиваються і не можна досягнути МІЦНІСТІ стиску, потрібної в відновлювальній печі прямого плавлення Температура агломерації має свій максимум, при якій досягається найбільша МІЦНІСТЬ стиску Особливо великих значень МІЦНОСТІ тиску досягають при температурі 650-800°С Тому, якщо потрібно одержати найбільшу МІЦНІСТЬ стиску, слід переважно застосовувати температуру 650-800°С Крім того, під час агломерації дрібного вугілля тривалість часу (часу агломерації) повинна бути 5 хвилин або більше, а визвано це наступним Так, коли тривалість часу менша ніж 5 хвилин, то знижується МІЦНІСТЬ стиску Між ІНШИМ, вугільні агломерати можуть також бути вироблені таким чином, що дрібне вугілля змішують з вугіллям з низьким індексом вільного вспучування або з антрацитом, що має низькі властивості спікання, а суміш утримують при температурі 600°С на протязі 5 хвилин або більше Частка вугілля з низьким індексом вільного вспучування або антрациту в суміші повинна бути 70 вагових %, а визвано це наступним Так, коли відношення в суміші більше 70%, не може бути досягнуто МІЦНОСТІ стиску яка придатна для відновлювальної печі прямого плавлення Отже дрібне вугілля агломерують ВІДПОВІДНО до даного винаходу, за допомогою цього вугільні агломерати, що виробляються, мають розміри частинок 8 мм і більше Одержані тут вугільні агломерати відносять до таких, які отримані з дрібного вугілля під час агломерації В даному винаході, зайве тепло, яке виділяється в плавильній відновлювальній печі використовують як джерело тепла Дрібне вугілля переважно отримують від відновлювального процесу прямого плавлення заліза, а вироблені вугільні агломерати служать для використання в відновлювальній печі прямого плавлення Здебільшого, відновлювальний газ, який виробляється в плавильній відновлювальній печі має температуру близько 1100°С Оптимальна температура, яка потрібна наверху шахтної печі дорівнює близько 850°С Тому, перед вводом в шахтну пічь, близько 20% відновлювального газу з температурою близько 850°С охолоджують до температури близько 50°С під час проходження через скруббер Вентурі Цей повторно введений охолоджений газ вдувають в ЛІНІЮ генераторного газу з тим, щоб використовувати як устрій регулювання температури відновлювального газу Отже, високотемпературний процес агломерації дрібного вугілля легко змонтувати зверху по течи скруббера Вентурі Таким чином, ВІДПОВІДНО до даного винаходу дрібне вугілля агломерують при утилізації лишків тепла високотемпературного (близько 850°С) відновлювального газу Крім того, високотемпературні вугільні агломерати, які отримані вищеописаним способом, можуть бути подані в верхню частину відновлювальноі печі прямого плавлення залізної руди Таким чином вугільні агломерати для використання в відновлювальній печі прямого плавлення виробляють при утилізації лишку тепла, виробленого в плавильній відновлювальній печі як джерела тепла, і при утилізації дрібного вугілля отриманого від відновлювальної печі прямого плавлення залізної руди В цьому випадку, мають місце наступні переваги А саме, дрібне вугілля менше ніж 8 мм, що отримують від відновлювальні печі прямого плавлення може бути включено для успішного використання Дрібне вугілля може бути агломеровано при змішуванні його з вугіллям з низьким індексом вільного вспучування або антрацитом Крім того, не тільки лишок тепла відновлювального газу може бути використано для успішного використання, але також вугільні агломерати, які нагргги до високої температури (близько 600°С або вище) можуть бути безпосередньо поміщені в верхню частину відновлювальної печі прямого плавлення залізної руди В зв'язку з цим підвіщення температури нагрівання, яке необхідне в разі використання вугілля з нормальною температурою, може бути збережене Нижче даний винахід буде описаний на базі конкретних прикладів Приклад 1. Два сорти дрібного вугілля [S В W (південна чорна вода) вугілля і М Т (гори Торей) вугілля], що були отримані від відновлювального процесу прямого плавління залізної руди і які мали індекс вільного вспучування 4,5 і розмір частинок 8 мм були поміщені в тігеля Потім ЦІ тігеля були поміщені в електричну піч, яка була нагргга до температури 850°С Потім вимірювали їх МІЦНОСТІ стиску через кожні 5 хвилин аж до ЗО хвилин Результати цих вимірів показані на фіг 1 Як показано на фіг 1, достатню МІЦНІСТЬ стиску можна отримати коли інтервал витримки дорівнює або більше 5 хвилин 43398 Тобто, тут було отримано МІЦНІСТЬ стиску більше ніж 5 кГ/см2, яка є мінімальною МІЦНІСТЮ стиску, яка може використовуватись в відновлювальному процесі прямого плавлення залізної руди Приклад 2. М Т вугілля прикладу 1 використовували з витримкою часу в 10 хвилин, і змінюючи підтримувану температуру (температуру агломераціО н а 50°С аж до 600-850°С, за допомогою цього агломеруючі вугілля МІЦНІСТЬ стиску вимірювали в КІНЦІ кожного температурного інтервалу, кратного 50°С Результати вимірювань показані на фіг 2 Як показано на фіг 2, достатня МІЦНІСТЬ стиску була досягнула, коли підтримувана температура була 600°С Приклад 3. М Т вугілля прикладу 1 нагрівали таким способом, що температура реакції була зафіксована до 850°С, а інтервал реакції було зафіксовано до 10 хвилин Крім того, антрацит змішували з наростанням в 10%, починаючі з 20% до 70%, за допомогою цього агломеруючі суміш вугілля Отже МІЦНІСТЬ стиску заміряли при кожному 10% ПІДВІщенні частки антрациту в суміші, а результати вимірювань показані на фіг З Як показано на фіг 3, при зростанні в суміші КІЛЬКОСТІ антрациту МІЦНІСТЬ стиску зменшувалась, однак аж до 70% МІЦНІСТЬ стиску була достатньою для використання в відновлювальному процессі прямого плавлення залізної руди ВІДПОВІДНО ДО даного винаходу як описано вище, дрібне вугілля, яке отримують від відновлювального процесу прямого плавлення залізної руди, може бути агломеровано простим способом Крім того, антрацит, який не має властивостей спікання може бути змішаний з дрібним вугіллям, і внаслідок цього, утилізація енергії проходить при сприятливих обставинах Особливо, в тому разі, коли дрібне вугілля 8 мм і менше, яке одержано від відновлювального процесу прямого плавлення, агломерують базуючись на даному винаході, можна використовувати антрацит або вугілля з низьким індексом вільного вспучування, що має недостатній індекс вільного вспучування, за допомогою цього стає можливим використання також вугілля низької якості Крім того, вугілля, яке нагргго до високої температури поміщають в верхню частину плавильної відновлювальної печі, і внаслідок цього, відрізок куполоподібної форми певна річ зростає, в результаті чого може бути збережена енергія І о "х 10 15 20 25 Інтервал витримки (хвилин) Фіг. 1 ЗО 43398 140 600 650 700 750 800 Підтримувана температура (°С ) Фіг. 2 Частка антрациту в суміші (%) Фіг. З Тираж 50 екз Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м Ужгород, вул Гагаріна, 101 (03122) 3 - 7 2 - 8 9 (03122) 2 - 5 7 - 0 3 850