Спосіб виробництва обпалених обкотишів із залишковим вуглецем

Реферат: Спосіб отримання обпалених залізорудних обкотишів із залишковим вуглецем включає виділення необхідної фракції твердого палива, обробку його реагентом, який збільшує гідрофільність його поверхні, накочування на зародки з твердого палива змішаної шихти, що складається з тонкоподрібнених залізорудного концентрату, флюсу і зв'язуючої добавки, з наступним термічним зміцненням сирих обкотишів. Крім цього, з твердого палива виділяється фракція крупністю 0-10,0 мм, яка перед подальшим використанням обробляється водним розчином лігносульфонату натрію, питома витрата якого в сухій масі становить 2,4-15,1 кг/т сухого вугілля, причому обробку палива розчином проводять протягом 0,5-5,0 хвилин, а потім змішують оброблене паливо з компонентами шихти і виробляють сирі обкотиші для термічного зміцнення. UA 94772 U (12) UA 94772 U UA 94772 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі підготовки залізорудної сировини до металургійного переділу, зокрема до огрудкування тонкоподрібнених залізорудних концентратів, і може бути використана в чорній і кольоровій металургії. Відомий спосіб виробництва агломерату, що включає отримання агломерату із заданим значенням залишкового вуглецю, для чого певну частину твердого палива з низькою реакційною здатністю (антрацит) обробляють водною суспензією в'язкої речовини, після чого його вводять в шихту перед змішуванням, з подальшим накочуванням на нього шихти з утворенням гранул. Паливо з більш високою реакційною здатністю (коксовий дріб'язок) подається в кінці огрудкування шихти в кількості, необхідній для спікання агломерату. Паливо, на яке накочувалась шихта і яке не встигло згоріти, після спікання агломерату залишається в ньому [А.С. СССР №1188217, Бюллетень №40, от 30.10.85 г.]. Основними недоліками цього способу є те, що водна суспензія в'яжучої речовини дуже погано прилипає до гідрофобної поверхні антрациту, що суттєво погіршує накачування на нього і утримання на його поверхні шихти, крім того кусочки твердого палива, що не прореагували з шихтою, є потенційними джерелами ослаблення структури агломерату, по яким він руйнується в процесі транспортування і відновлення в доменній печі. Найбільш близьким по технічній суті і досягуваному результату є спосіб отримання залізорудних обкотишів із залишковим вуглецем, який полягає в роздільному нагріванні до 100200 °C шматочків антрациту крупністю 3-7 мм і бітуму, після чого антрацит поміщають в змішувач і заливають нагрітим розплавленим бітумом при його витраті 2,5-4,0 % від маси антрациту при постійному перемішуванні. Після цього засипають офлюсовану залізорудну шихту в кількості 100-200 % від маси антрациту і накочують її на паливо. Потім отримані ядра змочуються водою, завантажуються в апарат для огрудкування і на них накочується офлюсована шихта до отримання сирих обкотишів потрібного діаметра. Сирі обкотиші піддаються сушінню, нагріванню, випалу і охолодженню [А.С. СССР №1617021, Бюллетень №48, от 30.12.90 г.]. Основними недоліками відомого способу є: істотне ускладнення технології та обладнання для виробництва обкотишів, використання тільки вузької фракції (3-7 мм) твердого палива і потрапляння у відходи виробництва фракції 0-3 мм, технологічна неможливість виключити злипання кусочків палива покритих розплавленим бітумом і шихтою в безперервному режимі роботи перед отриманням сирих обкотишів, значна нестабільність кількості залишкового вуглецю в обкотишах після їх випалу, а також їх металургійних характеристик. В основу корисної моделі, яка заявляється, ставляться задачі: спрощення технології виробництва залізорудних обкотишів із залишковим вуглецем, раціональне використання всього твердого палива, що вводиться в шихту для процесу термічного зміцнення сирих обкотишів, отримання максимально можливої кількості залишкового вуглецю в обпалених обкотишах, отримання обпалених обкотишів із залишковим вуглецем з необхідними для доменної плавки металургійними характеристиками. Поставлені задачі вирішуються таким чином. На відміну від відомого способу отримання залізорудних обкотишів з залишковим вуглецем, що включає виділення необхідної фракції твердого палива, її нагрів та нанесення рідкого бітуму, а потім часткою офлюсованої шихти, що збільшують гідрофільність поверхні палива, накочування на зародки з твердого палива змішаної шихти, що складається з тонкоподрібненого залізорудного концентрату, флюсу і сполучної (зв'язуючої) добавки, з подальшим термічним зміцненням (сушіння, нагрівання, випал і охолодження) сирих обкотишів, в пропонованому способі є істотні відмінності, які полягають в тому, що для використання в обкотишах виділяється антрацит крупністю 0-10 мм, що спрощує технологію (не потрібно виділяти три фракції: 0-3 мм, 3-7 мм і +7 мм) підготовки палива по крупності і дозволяє використовувати все паливо менше 10 мм. Виділене паливо обробляється водним розчином реагента-пластифікатора - натрієвого або амонієвого лігносульфонату, який є відходом целюлозно-паперової промисловості. Роль цього реагенту зводиться до підвищення гідрофільності поверхні вугільних частинок при створенні навколо них гідратної оболонки -6 товщиною не більше (15-20)•10 мм, що сприяє накочуванню на них гідрофільних частинок офлюсованої шихти за рахунок молекулярних і капілярних сил зчеплення, з утворенням сирих обкотишів необхідного розміру і міцності. Це забезпечується питомою витратою лігносульфонату, рівною 2,4-15,1 кг/т сухого вугілля. Спосіб здійснюється таким чином. Відомо, що для зниження питомої витрати дорогого коксу в доменній плавці його необхідно замінювати більш дешевим твердим паливом. Одним з раціональних способів введення такого твердого палива в доменну піч є наявність його в огрудкованій залізорудній сировині 1 UA 94772 U 5 10 15 20 25 30 35 40 (агломераті або обкотишах). Корисність залишкового вуглецю твердого палива в огрудкованій залізорудній сировині для доменної плавки полягає в тому, що, перебуваючи всередині цього матеріалу, вуглець, одночасно із зовнішнім відновленням кусочка, відновлює оксиди заліза зсередини куска матеріалу, що прискорює процес відновлення всього куска. При цьому огрудкований матеріал повинен зберігати певну міцність, яка залежить від міцності зчеплення частинок вугілля, що знаходяться в центрі обкотишів, і оболонки з шихти, накатаній на паливо. При гідрофобній поверхні твердого палива виключається розвиток капілярних сил зчеплення між куском палива та гідрофільними частинками шихти, які є основними джерелами зв'язку між ними. Тому в способі, який заявляється, використовуються реагенти, що змінюють гідрофобну поверхню твердого палива на гідрофільну. Такими реагентами можуть бути: натрієві або амонієві лігносульфонати, одержані шляхом модифікації відходів паперово-целюлозної промисловості; дофен - супер-пластифікатор, одержаний на основі відходів фенольного виробництва; НФУ - продукт конденсації формальдегіду з нафталеном, як відходи нафталенового виробництва; ВЛР - вуглелужний реагент, продукт вилуговування бурого вугілля гідроксидом натрію; сульфогумат натрію - продукт модифікування гуміновими кислотами бурого вугілля; сульфомеламін-формальдегід; сульфований нафталін-формальдегід і інші реагенти, що підвищують гідрофільність поверхні вугільних кусочків шляхом створення на них найтоншої -6 гідратної оболонки товщиною не більше (15-20)•10 мм. Питома витрата реагенту повинна бути в межах 2,4-15,1 кг/т сухого вугілля. У пропонованому способі ця технологічна операція в лабораторних умовах здійснювалася одним з двох можливих варіантів. У першому варіанті в ємність завантажувалася необхідна маса вугілля і сухого реагенту, питома витрата якого визначена з розрахунку наведеного вище. Потім в ємність заливалася вода, яка покривала вугілля шаром товщиною 30-50 мм, і суміш безперервно перемішувалася протягом 0,5-5,0 хвилин. У другому варіанті попередньо готувався розчин реагенту, концентрація якого розраховувалася, виходячи з необхідного об'єму розчину і питомої витрати реагенту на 1 т антрациту. Потім розчин заливався в ємність з антрацитом, за вказаними в першому варіанті параметрами, і безперервно з ним перемішувався. Після цього залишок розчину реагенту випускався з ємності, а отримане вугілля з гідрофільною поверхнею дозувалося в заданому співвідношенні з компонентами (залізорудний концентрат, флюс і сполучна (зв'язуюча добавка) шихти з подальшим їх змішуванням. Змішана з антрацитом шихта дозувалася в агрегат для огрудкування в безперервному режимі, де отримували сирі обкотиші, в яких шматочки вугілля були зародками, на які накочувалась тонкоподрібнена шихта до отримання сирих обкотишів необхідного діаметра, а найдрібніші частинки вугілля, які не можуть бути зародками, накочувалися спільно з шихтою на зародки і в процесі термічного зміцнення обкотишів забезпечували захист від вигорання вуглецю зародків в окислювальній атмосфері випалюючого агрегату. Проведені випробування показали, що після обробки антрациту реагентами за запропонованим способом, в процесі отримання сирих обкотишів у чашевому огрудковувачі при однаковій його продуктивності і при практично однаковій вологості отриманих сирих обкотишів, кількість придатної фракції (8-20 мм) в сирих обкотишах з антрацитовим зародком дещо збільшилася, а їх фізико-механічні характеристики практично не змінилися (табл. 1). Виходячи з результатів випробувань, визначені оптимальні значення обробки антрациту реагентом для накочування шихти на всі його шматочки і отримання сирих обкотишів, придатних для подальшого термічного зміцнення. 45 Таблиця 1 Результати отримання сирих обкотишів із закатаним всередину твердим паливом Показники огрудкування Відомий спосіб 1 2 Продуктивність _ 0,7 огрудковувача, т/год. Вміст антрациту в шихті, % 0 Крупність антрациту, мм 3-7 Питома витрата реагенту, кг/ бітум 250 т вугілля 40 Тривалість витримки з 0 реагентом, хв Варіанти випробувань 3 4 5 6 7 8 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 1,8 1,8 0-10 1,8 0-10 1,8 0-10 1,8 0-10 1,8 0-10 1,8 0-10 0 1,3 2,4 8,6 12,4 15,1 18,3 0 2 0,7 6,4 3,6 5,1 0,5 1,4 4,3 UA 94772 U Продовження таблиці 1 Масова доля вологи в сирих обкотишах, % Кількість придатного класу (8-20мм) у сирих обкотишах, % Кількість закатаного в обкотиші палива, % Міцність на стискання сирих обкотишів, кг/обкот. Міцність на удар сирих обкотишів, раз Вміст залишкового вуглецю в обпалених обкотишах, % 5 10 15 20 9,1 8,6 8,7 8,5 8,8 8,6 8,5 8,4 92,4 74,7 83,1 92,3 93,5 92,8 94,1 93,7 100 0 32,8 68,6 99,4 99,8 100 100 100 1,2 1,3 1,2 1,1 1,3 1,1 1,2 1,0 5,8 5,6 5,9 5,4 5,7 5,6 5,2 5,8 0 0,3 0,7 1,5 1,7 1,9 1,6 1,8 Заявлений спосіб може бути здійснений в промислових умовах в цехах з виробництва обкотишів наступним чином. Антрацит зі складу подається на молоткову дробарку, після якої з дробленого продукту відсівається фракція 0-10 мм, а більш крупна фракція (+10 мм) повертається на дробарку для додрібнення. Виділена фракція (0-10 мм) завантажується в бункер, з якого дозується в потрібній кількості в перший змішувач для змішування з реагентом, що змінює гідрофобну поверхню антрациту на гідрофільну. У цей же змішувач дозується (по першому варіанту) в необхідній кількості сухий реагент, наприклад, лігносульфонат натрію, а потім заливається вода. Якщо технологія здійснюється за другим варіантом, то розчин з необхідною концентрацією реагенту готується окремо і дозується в той же змішувач з антрацитом. У змішувачі антрацит змішується з розчином реагенту, після чого розчин, який залишився, видаляється, а оброблений антрацит дозується на збірний конвеєр в певній послідовності з іншими компонентами шихти (залізорудним концентратом, флюсом і зв'язуючою добавкою) і направляється в другий змішувач. Змішана з паливом шихта завантажується в бункер, з якого дозується в огрудковувач. Отримані сирі обкотиші, з закатаними всередину шматочками антрациту, направляються на термічне зміцнення в випалювальний агрегат. Таким чином, запропонований спосіб дозволяє отримати сирі залізорудні обкотиші з закочуваними всередину шматками вугілля, які відповідають вимогам подальшого їх випалу, з отриманням готового продукту (обпалених обкотишів), який вміщує залишковий вуглець, для ефективної виплавки чавуну в доменній печі. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 35 40 1. Спосіб отримання обпалених залізорудних обкотишів із залишковим вуглецем, що включає виділення необхідної фракції твердого палива, обробку його реагентом, який збільшує гідрофільність його поверхні, накочування на зародки з твердого палива змішаної шихти, що складається з тонкоподрібнених залізорудного концентрату, флюсу і зв'язуючої добавки, з наступним термічним зміцненням сирих обкотишів, який відрізняється тим, що з твердого палива виділяється фракція крупністю 0-10,0 мм, яка перед подальшим використанням обробляється водним розчином лігносульфонату натрію, питома витрата якого в сухій масі становить 2,4-15,1 кг/т сухого вугілля, причому обробку палива розчином проводять протягом 0,5-5,0 хвилин, а потім змішують оброблене паливо з компонентами шихти і виробляють сирі обкотиші для термічного зміцнення. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що як реагент використовують лігносульфонат амонію. 3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що як реагент використовують дофен. 4. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що як реагент використовують НФУ. 5. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що як реагент використовують вуглелужний реагент. 6. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що як реагент використовують сульфогумат натрію. 7. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що як реагент використовують сульфомеламінформальдегід. 8. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що як реагент використовують сульфований нафталін-формальдегід. 3 UA 94772 U Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков 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