Спосіб агломераційного одержання феритно-кальцієвого комплексного матеріалу

1. Спосіб агломераційного одержання феритно-кальцієвого комплексного матеріалу, що включає дозування складових шихти: залізовмісної сировини, твердого палива і звороту, їх змішування, зволоження й огрудкування, завантаження шихти в спікальні чаші, запалювання і спікання під тиском повітря, дроблення cпіку, поділ його на феритнокальцієвий комплексний матеріал і зворот шляхом грохочення, який відрізняється тим, що залізовмісну сировину - перезволожені шлами чи замаслену окалину - при складанні вихідної шихти змішують з дробленим вапняком при крупності складових його фракцій не більше 3-5 мм і з коефіцієнтом огрудкування Вітюгіна К 0,15, при цьому кількість вапняку визначають на підставі балансового рівняння: X + Y = 100, азХ + авY = Wзад, C2 2 (19) 1 3 77069 4 лених шламами і пилом газоочисток сталеплавивість відпрацьовування техногенних родовищ, льних, доменних, агломераційних, вапняносформованих у результаті металургійного виробвипалювальних цехів, відсівами енергетичного ництва. вугілля, замасленою дрібно- і крупнозернистою Поставлена задача вирішується за рахунок тоокалиною, колошниковим пилом, металошлаковиго, що спосіб агломераційного одержання феритми відсівами конверторного шлаку. но-кальцієвого комплексного матеріалу включає Відомий спосіб одержання агломерату, який дозування складових шихти: залізовмісної сировивключає бункерування, дозування складових шихни, твердого палива, дробленого вапняку і звороти: залізорудної сировини, твердого палива, дробту, їхнє змішування, зволоження й завантаження леного вапняку і звороту, їхнє первинне змішуваншихти у спікальні чаші, запалювання і спікання під ня, усереднення, вторинне змішування зі тиском повітря, дроблення спіку, поділ його на зволоженням і огрудкування, завантаження шихти феритно-кальцієвий комплексний матеріал і звона агломашину, запалювання і спікання, дробленрот шляхом грохочення. ня спіку, поділ його на агломерат і зворот шляхом Відповідно до винаходу, залізовмісну сировину грохочення [1]. - перезволожені шлами чи замаслену окалину при Недоліком відомого способу є те, що він реаскладанні вихідної шихти змішують з дробленим лізується на агломашині стрічкового типу з метавапняком при крупністі складових його фракцій не лоємних конструкцій основного і допоміжного більше 3-5мм і з коефіцієнтом огрудкування Вітюустаткування з просмоктуванням повітря крізь шар гіна К 0,15, при цьому кількість вапняку визначашихти з обмеженою питомою продуктивністю (1,0ють на підставі балансового рівняння: 1,6т/м2г). Реалізація способу неможлива при аглоX+Y=100 мерації шихти, що складається з замасленої окаaзX+aвY=Wзад, лини і перезволожених дрібнодисперсних шламів де X - питома витрата вологої залізовмісної металургійного циклу. Переробка зазначеної сиросировини для одержання залізо-вапнякового мавини призводить до виходу з ладу ротора ексгаустеріалу, кг/100кг суміші; тера і значним викидам в атмосферу канцерогенY - питома витрата вапняку з природною волоних газоподібних продуктів спікання. гістю, кг/100кг суміші; Найбільш близьким технічним рішенням, обаз - вихідна вологість залізовмісної сировини, раним як прототип, є спосіб агломераційного одечастки од.; ржання феритно-кальцієвого комплексного матеав - вихідна вологість вапняку, частки од.; ріалу, що включає дозування складових шихти: Wзад - задана кількість вологи в суміші залізозалізовмісної сировини, твердого палива, дроблевмісної сировини і вапняку. ного вапняку і звороту, їхнє змішування, зволоПісля повного складання шихти нею заповнюження й огрудкування, завантаження шихти у спіють спікальну чашу, запалюють за допомогою гакальні чаші, запалювання і спікання під тиском зоподібного палива і під тиском стиснутого повітря повітря, дроблення cпіку, поділ його на феритноформують фронт максимуму теплової хвилі, швикальцієвий комплексний матеріал і зворот шляхом дкість переміщення якого в шарі шихти визначагрохочення [2]. ють по залежності Недоліком відомого способу є те, що при його V=K1(Cг/Сш)W0, реалізації важко забезпечити задану механічну де V - швидкість переміщення фронту максиміцність і фізико-механічні властивості готового муму теплової хвилі, мм/хв; феритно-кальцієвого комплексного матеріалу K1 - коефіцієнт пропорційності; (ФКМ) при використанні в технологічному процесі Сг - об'ємна теплоємність газу, кДж/м3; агломерації вихідної сировини, стабільність фізиСш - об'ємна теплоємність шихти, кДж/м ; ко-хімічних характеристик якої важко забезпечити. W0 - приведена швидкість фільтрації повітря, Крім того, технологічний цикл відомого спосом/с. бу агломерації не передбачає можливість утилізаПісля формування спіку у апікальній чаші його ції відходів металургійного виробництва: перезвопіддають дробленню і грохоченню, формуючи два ложених шламів сталеплавильних, доменних, потоки, один із яких - товарний феритноагломераційних, вапняно-випалювальних цехів, кальцієвий комплексний матеріал, а іншій - зворот. відсівів енергетичного вугілля, замасленої крупноДля попереднього відділення нафтопродуктів зернистої і дрібнозернистої окалини. від залізовмісної сировини (замасленої дрібно- і В основу винаходу поставлена задача удоскокрупнозернистої окалини) її розмішують у горизонналення способу агломераційного одержання фетальному відстійнику, заповненому водою, і підритно-кальцієвого комплексного матеріалу за радають впливу висхідних потоків повітря до утвохунок використання як залізовмісної сировини у рення водно-масляної піни, яку відокремлюють шихті шламів основних технологічних цехів метадля наступної утилізації, після чого залізовмісну лургійного виробництва або замасленої окалини сировину витягають з відстійника, збезводнюють і на основі визначення оптимального вмісту дробвключають у вихідну шихту, яка складається, для леного вапняку і його фракційного складу у форвиробництва феритно-кальцієвого комплексного мованій шихті, її спікання під тиском повітря і керуматеріалу. вання швидкістю спікання (швидкістю переміщення Винахід, що заявляється, ілюструється техномаксимуму теплової хвилі). логічними схемами агломераційного одержання Це дозволить підвищити продуктивність аглоферитно-кальцієвого комплексного матеріалу, де мераційного процесу, поліпшити механічні і фізина Фіг.1 показана технологічна схема одержання ко-хімічні властивості ФКМ, забезпечити можлиФКМ із залізовмісної сировини - зневоднених від 5 77069 6 ходів металургійного виробництва; на Фіг.2 - техaзX+aвY=Wзад, нологічна схема одержання ФКМ із залізовмісної де X - питома витрата вологої залізовмісної сировини - замасленої окалини і/чи перезволожесировини для одержання залізо-вапнякового маних шламів. теріалу, кг/100кг суміші; Спосіб реалізується таким чином. Y - питома витрата вапняку з природною волоШихту для одержання феритно-кальцієвого гістю, кг/100кг суміші; комплексного матеріалу (ФКМ) складають із заліаз - вихідна вологість залізовмісної сировини, зовмісної сировини 1 (відходи металургійного вичастки од.; робництва - шлами і/чи замаслена окалина), тверав - вихідна вологість вапняку, частки од.; дого палива 2. Їхнє вагове співвідношення дозують Wзад - задана кількість вологи в суміші залізовідповідно до розрахунку. вмісної сировини і вапняку. Для економії енергетичних ресурсів зневоднюУ процесі дозування 5 складену шихту поєдвання перезволожених шламів і замасленої оканують із зворотом 6, що одержують у результаті лини, а також додання їм необхідних фізикозакінченого технологічного циклу одержання ФКМ. хімічних властивостей, здійснюється за рахунок Складена шихта змішується 7, зволожується змішування з сипучим матеріалом із заданим гра8, огрудковується 9 і завантажується в спікальні нулометричним складом і фізико-механічними пачаші 10. раметрами поверхні часток. У спікальних чашах 10 шихту запалюють 11 за Основним критерієм застосування зазначеного допомогою газоподібного палива, ізолюють ковпасипучого матеріалу для досягнення гомогенного ком і подають стиснене повітря. стану і рівномірного розподілу вологи між компоПри подачі стиснутого повітря на поверхні шанентами є коефіцієнт огрудкування Вітюгіна В.М. ру шихти формується фронт максимуму теплової [1, 3], що визначається з виразу хвилі 12. К=(НКВ-МГ)/(МКВ-НКВ) Проведені дослідження показали, що швидде: НКВ - найменша капілярна вологоємкість переміщення фронту максимуму теплової ність, %; хвилі 12 залежить від гранулометричного складу МКВ - максимальна капілярна вологоємсуміші в спікальній чаші, об'ємній теплоємності ність, %; газу і шихти і може бути визначена залежністю МГ - максимальна гігроскопічна вологоємV=K1(Cг/Сш)W0, ність, %. де V - швидкість переміщення фронту максиВиходячи з відомих факторів, що роблять муму теплової хвилі, мм/хв; вплив на однорідність сипучого матеріалу, можна K1 - коефіцієнт пропорційності; 3 сформулювати якісні вимоги до компонентів, що Сг - об'ємна теплоємність газу, кДж/м ; складають шихту і забезпечують її однорідність у Сш - об'ємна теплоємність шихти, кДж/м ; процесі зневоднювання: W0 - приведена швидкість фільтрації повітря, - хімічний склад шихти, що складається, пом/с. винний забезпечувати заданий хімічний склад кінКерування швидкістю переміщення фронту тецевого продукту із широким діапазоном зміни окплової хвилі забезпечує можливість оптимізації сиду кальцію й обмеженим вмістом оксиду процесу агломерації й одержання високоякісного кремнію; феритно-кальцієвого продукту для металургійної - компоненти суміші повинні мати значну різпромисловості. ницю в щільності, поверхні матеріалу і вихідної У процесі запалювання шихти 11 і після стабівологості; лізації процесу горіння верхнього шару здійснюють - один з матеріалів суміші повинний мати нипримусовий відвід продуктів горіння і пилу. зький коефіцієнт огрудкування. При спіканні 13 відбувається переміщення паПроведені дослідження показали, що зниженлаючого шару вниз спікальної чаші й одночасне ня вологості залізовмісної сировини з відходів меохолодження одержуваного ФКМ спадними пототалургійного виробництва й одержання на його ками повітря. основі феритно-кальцієвого комплексного матеріЗавершується агломераційний процес повним алу може бути досягнуте за рахунок застосування спіканням шихти. як сипучого компоненту вихідної шихти - кальцієвОхолоджений спік піддають дробленню 14 і місного матеріалу - дробленого вапняку з крупнісгрохоченню 15, при цьому формують два потоки, тю фракцій не більшe 3-5мм, коефіцієнтом огрудодин із яких - ФКМ - товарний продукт для металукування Вітюгіна, який дорівнює 0,15 із природною ргійної промисловості 16, інший - зворот 6 (дрібвологістю 3-5%. нофракційний ФКМ), що використовується як комУ результаті застосування вапняку з зазначепонент вихідної шихти. ними властивостями забезпечується оптимальна Як залізовмісна сировина можуть використовологість шихти, що складається з залізовмісної вуватися техногенні родовища, які представлені сировини 1, представленою відходами металуршламовими відвалами металургійних виробництв гійного виробництва в межах 4-9%. перезволоженими шламами і пилом газоочисток Зазначена величина оптимальної вологості сталеплавильних, доменних, агломераційних, вапзалізовмісної сировини 1 забезпечується при ввеняно-випалювальних цехів, відсівами енергетичноденні в шихту вапняку 3, кількісну оптимізцію 4 го вугілля, а також дрібно- і крупнозернистою заякого визначають на підставі рішення балансового масленою окалиною, утвореною в результаті рівняння гідровидалення з мастильно-охолодних систем X+Y=100 прокатних цехів. 7 77069 8 Замаслена окалина містить до 20% нафтопзволожені шлами, і надходить у технологічний родуктів різного складу і щільності. Це ускладнює цикл дозування і складання шихти, як вихідний процес виробництва ФКМ, сприяє виходу з ладу компонент описаної вище технології одержання устаткування ексгаустера і негативно позначаєтьферитно-кальцієвого матеріалу шляхом агломеся на екологічній обстановці в промисловому регірації під тиском стиснутого повітря. оні. Для зниження вмісту нафтопродуктів в окалині Дослідно-промислові випробування показали її розмішують у горизонтальному відстійнику 17, високу ефективність способу, реалізація якого дообладнаному донною системою подачі стиснутого зволяє одержати ряд комплексних сировинних повітря 18. Висхідні потоки стиснутого повітря, матеріалів для металургійного виробництва при проникаючи через простір між частками окалини, відпрацьовуванні техногенних родовищ: ініціюють флотаційний процес і за рахунок його - феритно-кальцієвий комплексний матеріал відділяється окалина з низьким вмістом залишкодля доменних і мартенівських печей; вих нафтопродуктів (