Спосіб виробництва залізорудних окатишів

УКРАЇНА (19) U A ,„, 15027 (ІЗ) С1 (5D5 С 22 В 1/14 ДЕРЖАВНЕ ПАТЕНТНЕ ВІДОМСТВО ОПИС ДО ПАТЕНТУ НА ВИНАХІД (54) СПОСІБ ВИРОБНИЦТВА ЗАЛІЗОРУДНИХ ОКАТИШІВ (20)95320588, 14.09.93 (21)4839449/SU (22) 14.06.90 (24) 30.06.97 (46)30.06.97. Бюл. №3 (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 1323597, кл. С 22 В 1/14, 1985. 2. Маерчах Ш. Производство окатышей. *М., Металлургия, 1982, с.175-177. (72) Бойко Валерій Миколайович, Петровський Олександр ВІльмович, Федоров Олег Гергійович, Мартиненко Володимир Петро вич, Лобода Віктор Іванович, Білоножко Олександр Миколайович (73) Полтавський державний гірничо-збага чувальний комбінат (UA), Дніпропетровсь кий металургійний інститут (UA) (57) Способ производства железорудных окатышей, включающий окомкование концен трата и негашеной извести, сушку окатышей Изобретение относится к черной металлургии иіиожет быть использовано при производстве офлюсованных железорудных окатышей, получаемых при замене бентонита в шихте окомкования негашеной известью. Известен способ подготовки шихты для производства офлюсованных железорудных окатышей, включающий ввод в поток влажного железорудного концентрата мелкодисперсной негашеной извести и тонкоизмельченного известняка, расход кото при температурах до 400°С и их предварительный нагрев на решетке, обжиг в трубчатой вращающейся печи и охлаждение на решетке, отличающийся тем, что продолжительность сушки регулируют в зависимости от содержания негашеной извести в шихте, содержания активных оксидов кальция и магния в извести и влажности сырых окатышей по следующей формуле М0'08 (СаО + МдО) г «0,3 15-W где г- минимальное время сушки, мин; М - содержание негашеной извести в шихте, кг/т концентрата; СаО + МдО - содержание активных оксидов кальция и магния в извести, %; W - влажность сырых окатышей,%; 0,3 - коэффициент, мин -кг/т. рых зависит от физико-химических свойств компонентов шихты, перемешивание шихты и ее выдержку до гидратации извести в шихте на 85-90% с последующими операциями окомкования, сушки и высокотемпературного обжига. При этом может быть использована известь, полученная обжигом тонкоизмельченного известняка в вихревом потоке высокотемпературных газов. По известному способу определяется оптимальный состав безбентонитовой известкованной железо С > сл о ю О 15027 рудной шихты для окомкования, отвечающий наиболее высоким прочностным характеристикам окатышей. Однако для получения обожженных окатышей содержанием мелочи необходим оп- 5 ределенный режим их термообработки, при котором лимитирующей является сушка. Для наиболее полного удаления влаги из окатышей без их разрушения процесс сушки должен протекать в течение времени не ни- 10 же минимально необходимого. При этом температура сушки не должна превышать температуру "шока" окатышей. Недостаток известного способа заключатся в том, что он не предусматривает 15 условия термообработки, в частности, сушки окатышей с известью вместо бентонита, обеспечивающие целостность окатышей и высокую производительность процесса. Наиболее близким по технической сущ- 20 ности к заявляемому является способ производства железорудных окатышей, включающий их сушку при 150-400°С в течение 4-8 мин и предварительный нагрев до 950-1100°С на решетке, обжиг в трубчатой вращающейся 25 печи и охлаждение до 90-120°С на решетке. К недостаткам способа относится то, что указанное время сушки окатышей не является оптимальным, несмотря на то, что максимальная температура сушки (400°С) не превышает 30 температуру "шока" окатышей с известью (400470°С). При времени сушки меньше оптимального в окатышах с известью частично остается внешняя влага и полностью гидрат-ная влага, которая, выделяясь в зоне пред- 35 варительного нагрева разрушает окатыши с образованием мелочи. Наличие мелочи в окатышах ведет к ухудшению газодинамической обстановки, что особенно заметно при охлаждении окатышей на решетке: резко сни- 40 жается газопроницаемость слоя, повышается температура охлажденных окатышей, появляются спеки. Таким образом, нарушается устойчивое протекание процесса термообработки окатышей на всей технологической 45 линии и снижается ее производительность. При времени сушки больше оптимального неоправданно снижается производительность технологической линии. Цель изобретения - снижение содержания 50L мелочи в окатышах и повышение производительности за счет обеспечения устойчивости протекания процесса термообработки на всей технологической линии. Поставленная цель достигается тем, что 55 в известном способе производства железорудных окатышей, включающем окомкова-ние концентрата и негашеной извести, сушку окатышей при температурах до 400°С и их предварительный нагрев на решетке, обжиг в трубчатой вращающейся печи и охлаждение на решетке, продолжительность сушки регулируют в зависимости от содержания негашеной извести в шихте, содержания активных оксидов Са и Мд в извести и влажности сырых окатышей по формуле 0,3 М008 (СаО + МдО) 15-W где г- минимальное время сушки, мин; М - расход негашеной извести в шихту, кг/т концентрата; СаО + МдО - содержание активных оксидов кальция и магния в извести (активность извести)%; W - влажность сырых окатышей, %. Приведенная зависимость носит экспериментальный характер и позволяет определить оптимальное (минимально необходимое) время сушки железорудных окатышей с известью взамен бентонита. Регулирование времени сушки окатышей в соответствии с приведенной зависимостью позволяет иметь на выходе из зоны окатыши с полностью удаленной внешней влагой и частично гидратной, которые, попадая в зону предварительного нагрева, не разрушаются. При времени сушки окатышей больше минимально необходимого, определяемого по предлагаемой зависимости, неоправданно снижается производительность технологической линии по обожженным окатышам (сушка окатышей оказывает лимитирующее действие на весь процесс термообработки. Время сушки окатышей и производительность установки связаны обратно пропорциональной зависимостью. Отклонение времени сушки окатышей от величины, предлагаемой предложенной зависимостью, в меньшую сторону ведет к тому, что окатыши на выходе из зоны сушки содержат значительное количество остаточной влаги, в основном гидратной. Вазоне предварительного нагрева остаточная влага начинает интенсивно испаряться при прогреве окатышей. Разрушение окатышей происходит под действием слишком большого перепада влагосодержания и давления паров по сечению окатыша. С увеличением количества остаточной влаги в окатышах после их сушки растет количество мелких фракций в готовом продукте. Повышенное содержание мелочи в слое ухудшает его газопроницаемость. При этом изменяются и теплотехнологические параметры. В трубчатой печи образуются настыли, ухудшается перекатывание окатышей. При охлаждении окатышей на решетке снижается газопрони 15027 цаемость слоя, образуются спеки окатышей, повышается температура охлажденных ока тышей. Все это нарушает устойчивую работу технологической линии и резко снижает ее производительность. толщине слоя 156-160 мм осуществлялись сушка окатышей и их предварительный нагрев; упрочняющий обжиг производился в трубчатой вращающейся лечи. Обожженные окатыши охлаждались на решетке в кольцевом охладителе. Сушку окатышей производи5 ли при температуре до 400°С. Время сушки Способ производства железорудных регулировали по приведенной зависимости, окатышей реализуют дозированием в поток носящей экспериментальный характер. влажного железорудного концентрата мелко- Температура в зоне предварительного надисперсной негашеной извести и тонкоиз- грева составляла 1000-1100°С. мельченного известняка. После дозировки 10 При проведении испытаний компоненты шихту перемешивают в смесителе и выдержи- шихты характеризовались следующими покавают на конвейерах и в бункерах. Подготов- зателями: концентрат Fe - 62,56-62.82%; ленную таким образом шихту окомковывают в SiO2= 10,96-11,13%; СаО + MgO = 0,75-окомкователях, например, барабанного типа, и 0,78%; влажность 10,0-10,32%; содержание полученные сырые окатыши направ- 15 ляют на класса "53 мкм" 94,9-95,8%; удельная потермообработку. При этом окатыши сушат на верхность 170-190 м /кг; известняк: СаО + решетке при температуре до 400°С и +МдО = 52,4-53,5%; S1O2 = 2,4-2,7%; удельпродолжительность сушки регулируют в ная поверхность 480-520 м2/кг; известь: а) зависимости от содержания негашеной из- СаО + МдО = 85,0%; SIO2 = 4,2%; СаОакт = вести в шихте, содержания активных окси- 20 =67,5%; коэффициент активности 0,93; скодов кальция и магния в извести и влажности рость гашения 2 мин. сырых окатышей по формуле СаО + МдО = 89,6%; SIO2 ~ 4,7%; СаОакт = 80,1 %; коэффициент активности 0,96; скорость гашения 1 мин 30 с; М0'08 (СаО + МдО) 15-W г =0,3 25 СаО + МдО = 87,0%; SiO2 = 4,3%;CaOaKT = 71,3%; коэффициент.активности 0,96; скорогде X - минимальное время сть гидратации 1 мин 30 с. сушки, мин; Результаты испытаний предлагаемого М - расход негашеной извести в шихту, кг/т способа производства железорудных окаконцентрата; СаО + МдО - содержание активных ок- 30 тышей представлены в таблице. В п.п. 1,4,7,10,13,16, 19, 22 и 25 приведены дансидов кальция и магния в извести, %; ные, соответствующие производству окатыW - влажность сырых окатышей, %. шей с известью и при продолжительности Высушенные окатыши подвергают сушки, регулируемой по предлагаемой завипредварительному нагреву на решетке до 950-1100°С, а затем обжигают в трубчатой 35 симости. При отклонении фактического времени сушки окатышей в меньшую сторону до вращающейся печи. Обожженные окатыши 0,6% от оптимальной величины (см. п. 16) охлаждают на решетке. Пример. Предлагаемый способ опро- содержание мелочи в обожженных окатыбовали в опытно-промышленных и промыш- шах составляет 1,4-2,6%, что не превышает ленных условиях. В поток влажного ™ величины, установленной техническими усжелезорудного концентрата на конвейере, ловиями производства окатышей с бентонирасход которого определяется конвейерными том на технологической линии - 3% (для весами, дозаторами вводили мелко- сравнения данные по производству окатыдисперсную активную известь и при шей с бентонитом приведены в п.п.28 и 29). необходимости тонкоизмельченный извест- *** Отклонение времени сушки окатышей от опняк. После дозировки шихту перемешивали в тимальной в сторону увеличения (см. п.п. четырехсекционном роторном смесителе и 2.5.8.11.14.17.20.23 и 26) на 2,49-9,34% фак выдерживали. Выдержка шихты осуществ- тически не изменяет содержание мелочи в готовом продукте. Однако при этом снижа лялась по мере пребывания ее на транспортирующих конвейерах и в расходных 50 ется производительность линии на 2,7-9,0%. бункерах, уровень заполнения которых под- Сушка окатышей в течение времени меньше держивается равным 50-70%. При этом время оптимального на 3,74-7,29% (см. п.п. выдержки шихты перед окомкованием 3.6.9.12.15.18.21.23 и 27) хотя и позволяет составляло 20-30 мин. После выдержки повысить вначале производительность ли шихты ее окомковывали в барабанных 55 нии по обожженным окатышам на 3,9-7,8%, окомкователях. Влажность сырых окатышей но содержание мелочи в готовом продукте регулировалась путем ввода воды в окомко- велико из-за разрушения окатышей на ре ватель через форсунки. Сырые окатыши по- шетке и составляет 4,8-6,1 %. При повышенступали на термообработку: на решетке при 15027 ном содержании мелочи в окатышах наблюдалось образование настылей в трубчатой печи и спеков в охладителе, что вызывало частные остановки всей технологической линии и нарушало устойчивое протекание на ней процесса термообработки окатышей в итоге это снижало производительность линии на 5-15%). Температура окатышей за охладителем повысилась до 180-240°С против 90-120°С на оптимальном режиме. Окатыши с известью, полученные по предлагаемому способу, по сравнению с бентонитовыми окатышами имеют большую основность (в зависимости от количества вводимой извести основность их выше на 0,046-0,126 ед.мод) и содержание в ней приведенного железа выше на 0,5%. Прочностные свойства окатышей, прошедших 8 термообработку, во всех случаях были высокими и составляли 242-320 кг/ок. Способ обеспечивает получение обож-5 женных беэбентонитовых окатышей с известью с содержанием мелочи 1,4-2,6%, что не превышает величины, установленной техническими условиями производства окатышей на технологической линии. Способ обесле-10 чивает устойчивое протекание процесса термообработки окатышей на технологической линии, исключает образование настылей в печи и спеков в охладителе. При этом достигается максимально возможная произ-15 водительность технологической линии. Температура окатышей за охладителем остается на требуемом уровне и не превышает 90-120°С. Результаты испытаний производства скатышей с известью на технологической линии "решетка - трубчатая печь - охладитель' Компоненты шихты Влаж концентрате шихте. % известняк Л/ А/ расход, кг/т концент. %в шихте расход, кг/т концент. %в шихте СаОакт Скорость решет Основ Нали жание ки, м/мин ность чие на сырых окаты известь Содер , ность п/п мелочи фактиче- по фор- отклоне- в обож. изменение произ обож. окаты стылей в печи и шей % Время сушки. мин ское в извести. % муле (оптимальное) ние от О Л ТИМ., окатышах, % водит, линии от носит, наилучш. результата, +% шей, доли ед. спеков в охладителе (да, нет) ±% 1 99,01 10.0 0.99 67,5 9,7 4.60 4,594 +0.13 1,6 4,72 0,146 нет 2 3 99.01 99,01 99,01 99,01 99,01 99,01 99,01 99,01 99,01 99,01 99,01 98.52 98,52 98,52 98,52 98,52 98,52 98,20 98,20 98,20 98.14 98,14 98,14 4,594 4,594 4,969 4,969 4,969 5,35 5,35 5,35 6,147 6,147 6,147 4,745 4,745 4,745 5,030 5,030 5,030 4,745 4,745 4,745 5,227 5,227 5.227 4.50/-4.7 4.94/+4J 4.34 0,146 0,146 0,145 0,145 0,145 0,150 0,150 0,150 0,150 0,150 0,150 0,184 0,184 0,184 0,184 0,184 0,184 0,200 0,200 0,200 нет да нет — 4,83 4.40 5,00 5,25 4.75 5,35 5,50 5,15 6,14 6,30 5,90 4,75 5,00 4,50 5,00 5,50 4,75 4,75 5.00 4,50 5,25 1.4 5,2 67.5 67,5 67,5 67,5 67,5 80,1 80,1 80,1 80.1 80,1 80,1 67,5 67,5 67,5 67.5 67,5 67,5 67,5 67,5 67.5 71,3 71,3 71,3 +5.14 -4,22 +0,62 +5,66 0.33 0,33 0,33 0,99 0,99 0,99 0.99 0,99 0,99 0,99 0.99 0,99 0,99 0,99 1,48 1,48 1,48 1,48 1,48 1.48 1,47 1.47 1,47 1,96 1,96 1,96 9,7 9,7 3.35 3,35 3,35 10.0 10.0 10,0 .10,0 10.0 10,0 10,0 10.0 10.0 10,0 10,0 15,0 15.0 15.0 15,0 15,0 15,0 15.0 15,0 15,0 20,0 20,0 20,0 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 10,1 10,1 10,1 9,6 9,6 9,6 10,3 10,3 10,3 9,7 9,7 9,7 10,0 10,0. 10,0 9,7 9,7 9,7 9,8 9,8 9,8 5.5 5,00 441 0 +2,80 -3.74 -0,11 +2,49 -4.02 +0.11 +5,37 -5,16 -0,60 +9,34 -5,57 +0,11 +5,37 -5,16 +0,44 +5,22 -4,34 1,7' 1.8 5.1 1,9 1,9 4,9 2,0 1.9 4,8 1,9 1,9 5,6 2,6 2,0 5,8 2,3 2,4 5,4 1.7 1.8 4,8 4,14/-4,6 4,57/+5,3 4,06 3,95/-2,7 4Д2/+3.9 3,54 3.45/-2.5 3.68/+4.0 4,57 4,34/-5,0 4,83/+5,7 4,34 3.95/-9.0 4,57/+5,3 4,57 4.34/-5.3 4,83/+5,7 4,14 3,95/-4,6 4.34/+4.8 0,226 0,226 нет да нет нет да нет нет да нет нет да нет нет да нет нет да нет нет да сл о ю Продолжение таблицы Компоненты шихты № п/п концент известняк расход, рате кг/т шихте, . концент. % 25 26 27 28* 29* 98,14 98,14 98,14 98,59 98,59 6,3 6.3 шихте 0,62 0.62 Влажность известь расход, кг/т концент. 20.0 20,0 20.08.0 8.0 %в шихте 1,96 1,96 1,96 0,79 0,79 Время сушки. мин Содержание Скорость решетки, м/мин Основность Наличие на сырых фактиче- по фор- отклоне- мелочи в изменение произ- обож, стылей в окатыокатыпечи и обож. ское ние от СаОакт в шей. % муле окатыводит, линии от шей, до- спеков в ОПТИМ., извести. шах, % (оптиносит, наилучш. ли ед. охла±% % мальрезультата, +% дителе ное) (да, нет) 71,3 71,3 71,3 10.2 10.2 10.3 9,7 10.1 5.65 6.00 5.25 4,74 4.74 5.663 5,663 5.663 -0.23 +5,95 7.29 2,3 2,0 6,1 2.31 2.64 3.84 3.62/5.7 4.14/+7.8 4.58 4,58 0.226 0.226 0,226 0.100 0.100 ел о to нет нет да нет нет ♦Примечание: для сравнения приведены сведения по окатышам текущего производства с бентонитом (в графах 5 и 6 содержатся данные по бентониту) при базовой (проектной) производительности технологической линии "решетка - трубчатая печь - охладитель", при этом в бентоните содержалось S102 54,9-62,5%, СаО + МдО 5,1-5,9%; удельная поверхность 680 м2/кг. ю 15027 Упорядник Замовлення 4163 Техред М.Моргентал Коректор О. Кравцова Тираж Підписне Державне патентне відомство УкраТни, 254655, ГСП, КиТв-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул.Гагаріна, 101