Спосіб спікання агломераційної шихти

Реферат: Спосіб спікання агломераційної шихти включає дозування, змішування і огрудкування компонентів шихти, завантаження огрудкованої шихти на спікальні візки, укладання на поверхню шихти функціонального шару, запалювання двошарової шихти і її спікання при просмоктуванні повітря зверху вниз. Як функціональний шар на поверхню шихти укладають шар, що акумулює тепло, висотою 20-40 мм з матеріалу, що пройшов термообробку при температурі 1200-1600 °C з розміром частинок 3,0-10,0 мм. UA 72320 U (12) UA 72320 U UA 72320 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до області підготовки сировини для чорної і кольорової металургії, а саме до процесів двошарового спікання агломераційної шихти і може застосовуватися при виробництві агломерату для доменної плавки з дрібнодисперсних руд, концентратів оксидів чорних і кольорових металів, відходів чорної та кольорової металургії. При спіканні агломераційної шихти важливим чинником є тепло, яке одержують від горіння вуглецевого палива, що додають до матеріалу, котрий агломерують. Нестача тепла, що виникає в верхній частині шару шихти порівняно з нижніми його горизонтами, негативно впливає на процес спікання шихти та структуроутворення агломерату. Тому процес запалювання шихти, при якому займаються частинки палива, що містяться в ній, і вноситься кількість тепла, яка забезпечує подальший розвиток горіння, є ключовим для виробництва якісного агломерату. Відомий спосіб спікання агломераційної шихти, що включає дозування, змішування і огрудкування компонентів шихти, завантаження огрудкованої шихти на спікальні візки, укладання на поверхню шихти функціонального шару, використовуючи ще один шар шихти з іншим вмістом палива в ній, запалювання двошарової шихти і її спікання при просмоктуванні повітря зверху вниз [Вегман Е.Ф. Теория и технология агломерации. - М.: Металлургия, 1974. С. 211-213]. Використовування додаткового шару шихти дозволяє декілька поліпшити показники процесу спікання. Проте при цьому не забезпечується необхідна газопроникність шихти, що знижує якість готового агломерату. Це пояснюється тим, що при запаленні шихти продуктами згоряння природного газу з температурою 1200 °C відбувається "термоудар" по вологій огрудкованій шихті, що має температуру до 50 °C. Висока швидкість нагріву призводить до руйнування гранул шихти, різко погіршуючи її газопроникність. Найближчим до технічного рішення, що заявляється, по технічній суті і ефекту, що досягається, є спосіб спікання агломераційної шихти, що включає дозування, змішування і огрудкування компонентів шихти, завантаження огрудкованої шихти на спікальні візки, укладання на поверхню шихти функціонального шару, запалювання двошарової шихти і її спікання при просмоктуванні повітря зверху вниз, в якому як функціональний шар використовують шар агломераційного палива [патент України № 64944U, МП К С22В 1/14, опубл. 25.11.2011, Бюл. № 22, 2011]. Теплову потужність агломераційного палива на поверхні шихти встановлюють на рівні 30-40 % її потреби для спікання 1/6-1/10 висоти шару. Завдяки використовуванню функціонального шару з такими показниками декілька поліпшуються температурно-тепловий режим спікання шихти і умови формування агломерату в порівнянні з відомим способом. Однак приведений спосіб спікання агломерату має ряд істотних вад, а саме: - при запалюванні шару палива на поверхні шихти газоподібні продукти його горіння знижують концентрацію кисню, що засмоктується в шар, і, отже, погіршуються умови горіння палива нижчележачих шарів агломераційної шихти; - збільшення в продуктах згоряння вуглекислоти призводить до зниження температурнотеплового рівня через реакцію газифікації твердого палива в нижчележачих шарах; - практично всі шкідливі домішки і зона шару палива переходять в агломерат. Ці вади від застосування шару агломераційного палива на поверхні агломераційної шихти призводять до зниження вертикальної швидкості спікання та, отже, продуктивності процесу і якості готового продукту. Загальною вадою відомих способів є те, що при шаровому процесі спікання агломераційної шихти існує відмінність верхнього шару від нижчележачих шарів, яка полягає у відсутності сформованого шару готового агломерату, що акумулює тепло від запалювального горну і часткового горіння твердого палива. Задачею корисної моделі є удосконалення способу спікання агломераційної шихти шляхом зміни параметрів технологічного процесу, яка приведе до підвищення її якості і продуктивності процесу в цілому. Поставлена задача вирішується тим, що в способі спікання агломераційної шихти, що включає дозування, змішування і огрудкування компонентів шихти, завантаження огрудкованої шихти на спікальні візки, укладання на поверхню шихти функціонального шару, запалювання двошарової шихти і її спікання при просмоктуванні повітря зверху вниз, відповідно до корисної моделі, як функціональний шар на поверхню шихти укладають шар, що акумулює тепло, висотою 20-40 мм з матеріалу, що пройшов термообробку при температурі 1200-1600 °C з розміром частинок 3,0-10,0 мм. При цьому як матеріал шару, що акумулює тепло, використовують вогнетривкий матеріал або відсів агломерату, або продукти магнітної сепарації сталеплавильного шлаку, або відсів окислених чи металізованих котунів. 1 UA 72320 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Технічний ефект при використовуванні пропонованої корисної моделі полягає в штучному створенні шару, що акумулює тепло, з матеріалів, які мають підвищений тепловміст, що дозволяють ліквідувати вказаний дефіцит тепла і забезпечити підвищення продуктивності процесу і міцності пирога агломерату. При запалюванні агломераційної шихти тривалістю 1,02,0 хвилини у верхній частині шару, на відміну від традиційного витрачання тепла на протікання комплексу фізико-хімічних процесів в шихті, при укладанні шару, що акумулює тепло, практично все тепло йде на його нагрів. Внаслідок чого, після виходу з-під горну шихти з шаром, що акумулює тепло, інтенсифікується процес запалювання твердого палива шихти під ним за рахунок нагріву просмоктуваного повітря через шар, що акумулює тепло, при плавному її нагріві. При цьому знижується усадка шихти на спікальному візку і тим самим зберігається висока газопроникність шару. У цих умовах відбувається підвищення міцності зв'язки шматочків агломераційної шихти між собою і не відбувається "замикання" шару шихти. Застосування даного технічного рішення приводить до прискорення процесу спікання і підвищення виходу придатного агломерату, а також до зменшення його відходів у вигляді відсіву агломерату і кількості дрібняку в скіповому агломераті. Діапазон значень висоти шару, що акумулює тепло, в межах 20-40 мм пояснюється термічними закономірностями спікання агломераційної шихти. При значеннях висоти шару менше 20 мм кількість тепла акумулюється в ньому в надлишку, що приводить до заплавлення верху шару, і швидкість нагріву нижчележачого шару агломераційної шихти при цьому достатньо висока. Внаслідок чого знижується продуктивність процесу і якість агломерату. При значеннях висоти шару, що акумулює тепло, більше 40 мм знижується продуктивність процесу спікання, Як матеріал шару, що акумулює тепло, пропонується використовувати матеріал, вільний від протікання в ньому при нагріві ендотермічних процесів, зокрема вогнетривкий матеріал, відсів агломерату, продукти магнітної сепарації сталеплавильного шлаку, відсів окислених або металізованих котунів, з розміром частинок 3,0-10 мм. При зменшенні розміру частинок менше 3,0 мм різко знижується газопроникність шару, що акумулює тепло, а при збільшенні більше 10 мм збільшуються витрати на його нагрів до необхідного рівня. Аналіз науково-технічної і патентної літератури показує відсутність відмітних ознак способу, що заявляється, а саме утворення штучного шару з одного матеріалу, вибір якого визначили на підставі його теплотехнічних властивостей, з ознаками відомих технічних рішень. Нижче наведений варіант здійснення корисної моделі, що не виключає інші варіанти в межах формули корисної моделі. Спосіб спікання агломераційної шихти, що заявляється, здійснюють наступним чином. Компоненти агломераційної шихти: концентрат, агломераційну руду, вапняк, тверде паливо і дріб'язок попереднього спікання, дозують в заданому співвідношенні. Одержану шихту змішують в барабані-змішувачі, огрудковують з додаванням води, на рушійні спікальні візки за можливістю здійснюють укладання постілі завтовшки до 100 мм, що складається з агломераційного дріб'язку попереднього спікання фракції 5-15 мм за допомогою живильника з окремим бункером. Потім на спікальні візки укладають огрудковану шихту і зверху її шар, що акумулює тепло, наприклад відсів агломерату фракції 3,0-10 мм. Потім шар запалюють за допомогою запалювального горну. Під рушійними спікальними візками створюють розрядження, що забезпечує просмоктування повітря зверху вниз. У таблиці наведені приклади здійснення способу з різними технологічними параметрами. 2 UA 72320 U Таблиця Параметри Висота функціонального шару, мм Розміри частинок функціонального шару, мм Продуктивність, т/час Вихід придатного, % Вміст фракції 05 мм в агломераті, % Витрата твердого палива, кг/т агломерату Приклади здійснення способу 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 15 20 30 40 45 15 20 30 40 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 3,0 3,0 3,0 3,0 11 12 13 45 15 20 30 3,0 7,0 7,0 7,0 61,0 62,0 63,0 63,5 61,0 67,0 67,5 68,0 67,5 67,0 65,0 69,5 70,0 70,5 70,9 71,2 71,1 70,0 72,0 73,0 74,0 73,5 71,0 73,0 78,0 79,0 15,0 14,9 14,8 14,7 15,0 14,8 14,3 14,0 13,9 14,8 14,0 13,8 13,6 61,2 60,5 60,0 59,8 62,0 55,0 52,1 51,9 51,0 51,8 55,0 52,0 51,5 Продовження таблиці Приклади здійснення способу Параметри Висота функціонального шару, мм Розміри частинок функціонального шару, мм Продуктивність, т/час Вихід придатного, % Вміст фракції 05 мм в агломераті, % Витрата твердого палива, кг/т агломерату 5 10 15 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 Прототип 40 45 15 20 30 40 45 15 20 30 40 45 72 7,0 7,0 10,0 10,0 10,0 10,0 10,0 10,5 10,5 10,5 10,5 10,5 0,5-3,0 69,5 63,0 63,0 64,0 65,5 65,0 63,0 61,0 61,3 61,3 62,0 61,0 60,0 82,0 72,0 71,2 77,0 77,5 77,9 73,0 70,2 71,2 72,0 71,8 70,9 70,0 13,4 14,2 14,5 13,8 13,7 13,9 14,0 15,0 14,9 15,1 15,4 15,5 16,0 50,0 53,4 55,8 51,0 50,5 50,0 52,0 62,0 60,0 59,0 60,0 62,0 70,0 Дані таблиці показують, що вибрані співвідношення висоти шару, що акумулює тепло, і розмірів частинок матеріалу, який його формує, є оптимальними і, завдяки отримуваній кількості тепла, закумульованого функціональним шаром, забезпечують максимальну продуктивність агломераційної машини, необхідну міцність готового агломерату і підвищують вихід придатного. Крім того, в процесі спікання шихти скорочується витрата твердого палива. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 1. Спосіб спікання агломераційної шихти, що включає дозування, змішування і огрудкування компонентів шихти, завантаження огрудкованої шихти на спікальні візки, укладання на поверхню шихти функціонального шару, запалювання двошарової шихти і її спікання при просмоктуванні повітря зверху вниз, який відрізняється тим, що як функціональний шар на поверхню шихти укладають шар, що акумулює тепло, висотою 20-40 мм з матеріалу, що пройшов термообробку при температурі 1200-1600 °C з розміром частинок 3,0-10,0 мм. 3 UA 72320 U 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що як матеріал шару, що акумулює тепло, використовують вогнетривкий матеріал або відсів агломерату, або продукти магнітної сепарації сталеплавильного шлаку, або відсів окислених чи металізованих котунів. Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська 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 4