Засіб випалу тонкомеленого вапняка

Изобретение относится к термической обработке тонкоизмельченных материалов и может быть использовано Изобретение относится к термической обработке тонкоизмельченных материалов и может быть использовано в металлургической промышленности для производства извести, применяемой в шихте окомкования при производстве железорудных окатышей и агломерата, а также дня вдувания в расплав при десульфурации чугуна и сталив Целью изобретения является получение извести с высокой химической активностью ча. счет создания в ней мелкокристаллической структуры. Предлагаемый способ обеспечивает получение извести с мелкокристаллической структурой благодаря нагреву исходного материала (известняка) до * ? 'At в металлургической промышленности для производства извести, применяемой в шихте окомкования при производстве железорудных окатышей и агломерата, а также для вдувания ее в расплав при десульфурации чугуна и стали. Цель изобретения - получение извести с высокой химической активностью за счет создания в ней мелкокристаллической структуры. В заявленном способе обжига подогрев тонкомолотого известняка осуществляют при 400-950°С со скоростью 80-200 град/с, а охлаждение до 500°С проводи со скоростью 150-300 град/с. Врьмя гидратации извести в воде 45-55 с, I табл* , 1 и л . температуры разложения. Подогрев мелкодисперсного известняка до 4U0 С не вызывает в нем никаких структурных изменений v скорость подогрева до этой температуры не оказывает влияния на кристаллическую структуру известняка. При температуре 400°С начинается процесс разложения карбоната магния с протеканием структурных изменений в подогреваемом и: вестняке. С повывплоть р шением температуры подогрева до температуры начала интенсивного разложения і 'вестняка (95О°С) скорость химической реакции и, следовательно, скорость структ>рных изменений в материале возрастает. Верхний температурный предел соответ^ 1625839 ствует началу интенсивного.протекания процесса декарбонизации известняка - началу процесса обжига, чем и обусловлен выбор значения верхнего предела, соответствующий 950-°С. Большое влияние на величину. к р и с таллов' получаемой извести оказывает время подогрева или, иначе, время пребывания материала в зоне высоких температур "(400-950°С). Чем продолжительнее время пребывания, тем размер кристаллов извести больше.. Для получения мелкокристаллической структуры извести время подогрева известняка необходимо сокращать» Это условие оговаривается скоростью подогрева известка, составляющей 80200 град/св Нижний предел скорости подогрева (80 град/с) выбран из условий получения мелкокристаллической структуры извести. Подогрев известняка с меньшей скоростью резко увеличивает величину кристаллов изрёсти и снижает ее химическую активность (увеличивается время гидратации извести и уменьшается температура гидратации),. Подогрев известняка со скоростью, превышающей нижний предел,'.способствует получению мелкоКристаллической структуры извести* [Верхний предел скорости подогрева известняка (200 град/с) ограничен экономичностью способа, поскольку . . подогрев известняка с большей скоростью требует значительного увеличения затрат теплоты (топлива). 10 15 20 25 30 35 Оговоренные условия подогрева подвергаемого обжигу при 950-1150 С известняка являются необходимыми, 40 но недостаточными для получения высокоактивной извести. Для получения мелкокристаллической структуры извести процесс ее охлаждения необходимо вести таким образом, чтобы не успева- 45 ли протекать процессы рекристаллизации (роста кристаллов) и рекарбонизации (соединение оксидов кальция и 'магния с углекислым газом). Предот.вращение протекания этих процессов 50 достигается быстрым охлаждением извести до температуры 500°С» Эта температура является граничной, ниже этого значения скорость охлаждения практически не влияет на активность полу55 чаемой извести. Быстрое охлаждение до более высокой температуры, так же как и медленное охлаждение до указанной температуры, снижает активность получаемой мелкодисперсной извести і из-за протекания в ней процессов рекристаллизации и рекарбонизации. Нижний предел скорости-охлаждения извести (150 град/с) выбран из условий получения ее высокой активности в Охлаждение извести с меньшей скоростью резко увеличивает величину кристаллов извести» Верхний предел ' скорости охлаждения извести (300 град/с),, так же как и максимальная скорость подогрева известняка, ограничен экономическими соображениями (при большей скорости охлаждения [извести снижается термический КПД установки). На чертеже представлена схема, поясняющая предлагаемый способ обжи—... га тонкомолотого известняка. Способ осуществляют следующим образом,, • ,;. '; Исходный Тонкомолотый известняк загружают в подогреватель, состоящий из трех ступеней 1—3.: Загрузку известняка производят в газоход между первой 1 и второй 2 ступенями подогревав Подогрев известняка осуществляют дымовыми газами.во взвешенном соетоянии по прямоточно-противоточной схеме,, Причем подогрев известняка в интервале температур 4О0-950°С производят со скоростью 80-200.град/с» Необходимая скорость подогрева известняка в случае необходимости достигается вводом дополнительного теплоно^- • ' = сителя в тракты подогревателя» Известняк последовательно проходит все ступени подогрева и поступает из третьей ступени 3 подогрева на обжиг в декарбонизатор 4, Число ступеней подогрева может быть любым и выбирается з зави- . симооти от необходимой глубины утилизации тепла дымовых газов. В декарбонизаторе 4 осуществляют обжиг мелкодисперсного известняка в закрученном потоке при температуре дисперсного потока 950-П50°С, при этом топливо и смесь воздуха с материалом вводят в декарбонизатор 4 тангенциальное Из декарбониэатора 4 мелкодисперсную известь в потоке дымовых газов направляют в циклон-осадитель 5, где происходит сепарация извести» Из осадителя 5 дымовые газы направляют в подогреватель известняка (в третью ступень 3 подогрева), а известь - в охладитель извести, сое 625839 тоящий из трех ступеней 6-8 охлаждевестника изменяют в пределах 70ния, 250 г р а д / с . Обжиг подагреjого известИзвесть последовательно про'ходит няка осуществляют в декарбонизаторе первую 6, вторую 7 и третью 8 ступени при температура дисперсного потока охлаждения, и ее охлаждают воздухом 950-1150 С, В качестве топлива испольво взвешенном состоянии по прямоточзуют природный газ с теплотворной споно-противоточнои схеме» При этом охсобностью 35360 кДж/м э . Сепарацию и з лаждение извести до температуру БОО^С вести осуществляют в цнклоне-осадитепроизводят со скоропьго 15010 л е » откуда известь поступает в охла300 град/с. При необходимости для дитель (в газоход ме>\цу первой и второй ступенями охладителя). Скорость поддержания требуемой скорости охлажохлаждения извести изменяют в предедения извести в тракгы охлади іелч лах 100-350 град/с и регулируют колиосуществляют регулируемый подсос холодного воздуха„ Из третьем ступени 15 чеством поступающего в охладитель воз8 охладителт известь пневмончсосом духа (в трактах охладителя установ9 подают в промежуточный бункер и лены патрубки цля регулируемог о поддалее потребителю в Количество ступесоса холодного воздуха). При опреденей охлаждения зависит от необходилении скоростей т м е нения темпера20 тур известняка и извести производят мой глубины утилизации физического измерения температур дисперсных пототепла извести и конечной темпера гуры ков по трактам установки и расходов извести. Воздух из первой ступени 6 газовоздушных потоков (геометричесохлаждения подают в декарбонизатор кие размеры -элементов установки ос— 4 для сжигания топлива. Движение в о т духа, дымовых газов и мелкоднсперсно- 25 таются без изменений). Из охладителя известь поступает в бункер-накопиго материала в охладителе, декарбонитель, откуда ее направпя-ют на дозизаторе 4, осадителе 5 и подогреватеровку для пвода в шихту окомкования, ле осуществляется с помощью дымососа при этом содержание активных оксидов 10, установленного за первой ступенію I подогрева известняка„ Выбртсывчемьк1 30 кальция и магния в шихте составляет 1,5%„ Окатыши, получаемые при замене дымососом 10 дымовые газы направляют бентонита известью, имеют следующие на очистку для улавливания пылевиднопрочностные показатели: прочность сыго материала,, • рых на сжатие 1,16-1,28 кг/ок, на Способ обжига тонкомолотого и з вестняка осуществляют на опытной ус- 35 сбрасывание 4,9-5,5 р а з , прочность сухих 3,8-4,5 к г / о к , прочность обожтановке , состоящей из декарбони ^ато-*женных 315-363 кі/ок (эти показатели pa - циклонного агрегата с тангенна уступают показателям прочности циальными вводами теплоносителя и окатышей с бьнтонитом и подтверждают материала, циклона-осяди гьля, трехступенчатого циклони )го подогревате- 40 высокие вяжущие свойства получаемой металлургической извести при окомколя иззестчка, трехступенчатого циквании тонкоизмельченного железоруднолонного охладителя извь сти и т я г о го сырья). дутьевых средств, Обчигу подвергают Результаты обжига тонкомолотого мелкодисперсный известняк с содержаизвестняка с заданной степенью о-бжинием класса -74 мкм до 95%в Химичесга в пределах 90% приведены в табликий состав, %: СаО 5 2 , 9 3 ; Мр,0 1,34; це. SiO 2 1,73; п . п . п , 43,05; проч. 0 , 9 1 . Как видно из таблицы, наиболее Известяк в количестве I,5-2,5 т/ч высокие показатели химической активчерез весодозатор пневмостранепортом ВВОДЯТ В газОХОД МеЖДУ П е р в о й И ВТО" при скорости 50 ности извести получают рой ступенями подогрева. Подогрев изподогрева известняка 80-200 град/с вестняка осуществляют отходящими из и скорости охлаждения извести 150осадителя дымовыми газами. Скорость 300 г р а д / с . Отклонение скорости подоподогрева известняка регулируют колигрева известняка и скорости охлаждечеством поступающих в подогреватель ния извести от их оптимальных значе55 дымов газов и их температурой (в ний в меньшую сторону ведет к снижетрактах подогревателя дополнительно нию показателей активности извести. устанавливают газовые горелки), при Превышение скорости подогрева известэтом величину скорости подогрева кзняка и скорости охлаждения извести 1625839 их оптимальных значений ведет к снижеотходящими газами во взвешенном соснию термического К Д установки. П тоянии, обжиг в потоке высокотемпераПредлагаемый способ обжига тонкотурного теплоносителя с последующей молотого известняка обеспечивает посепарацией извести и многоступенлучение извести с высокой химической чатым охлаждением воздухом во взвеактивностью, характеризующейся времешенном состоянии, о т л и ч а ю нем гидратации извести в воде в тешийся тем, что, с целью получечение 45-55 с против I мин 40 с ния извести с высокой химической 2 мин 20 с по известному способу, . активностью за счет создания в ней При этом термический К Д установки П мелкокристаллической структуры, поостается наиболее высоким (54,J догрев известняка осуществляют при против 41,6-50,52). температуре 400~950°С со скоростью Формула и з о б р е т е н и я 80-200 град/с, а охлаждение до темСпособ обжига тонкомолотого изпературы 500 С проводят со скоростью 15 вестняка, включающий подогрев его 150-300 град/с. Вариант 1 г 3 А 5 6 7 89 . № 14 U 14 15 16 17 18 19 20 21 Скорость Скорость УдельныГг подогре* охлаждерасход ва извест- ния и з - , природвести, ного газа, няка» град/с м /кг н ч град/с вестняка 70 80 140 200 210 250 140 140 140 140 140 140 140 70 70 210 •2Г0 80 80 200 200 220 220 220 220 220 220 100 140 150 230 300 310 350 140 ЗГО 140 310 эоо 150 150 ЭОО 0,0697 0,0697 0,0697 0,0697 0,0836 0,90а 0,0697 0,0697 0,0697 0,0697 0,0697 0,0746 0,0771 0,0697 " 0,0746 0,0857 0,0906 0,0697 0,«697 0,0697 0,0697 Дополнительный ввод» мэ /кг известняка топлива в подогреватель воздуха в охладитель 0,0139 0,0209 0,0160 0,0160 0,1246 0,1870 0,1246 0,1246 Термический КПД установки, % 54,1 54,1 54,1 54,1 45,1 41,6 54,1 54,1 54,1 54,1 54,1 50,5 46,9 54,1 50,5 44,0 41,6 54,4 54,1 54,1 54.1 Показатели актив* ности навести Время гидратации, мии-с 1-50 0-55 0-50 0-45 0-45 0-45 1-55 1-50 0-55 0-50 0-45 0-45 0-45 2-20 Ї-45 1-40 0-45 0-55 0-55' 0-45 , 0-50 Температура гидратации,^ 98 100 100 100 100 100 97 97 100 100 100 100 100 96 98 99 100 100 100 100 100 1625339 дымоЬые Загрузка tv изЬеЬтпяка изЬесть воздух I Редактор Н.Гунько газы • на очистку g Составитель А.Кулабухова . Техред. Л.Олийнык Корректор М.Самборская Заказ 258 Тираж 425 .Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР *•*. '•. 113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., д. Производственно-издательский комбинат "Патент",, г.Ужгород, ул. Гагарина, 101