SU1073309A1 - Способ спекани концентратов из магномагнетитовых и титаномагнетитовых руд - Google Patents

Abstract

1. СПОСОБ СПЕКАНИЯ КОНЦЕНТРАТОВ ИЗ МАГНОМАГНЕТИТОВЫХ И ТИТАНОМАГНЕТИТОВЫХ РУД, включающий их смешивание, увлажнение и окомкование с топливсил и флюсом при двухстадийном введении топлива в шихту и накатывании его на второй стадии окомковани , отличающийс   уем, что, с целью повышени  интенсивности спекани  и снижени  удельного расхода топлива, в агломерационную шихту, содержащую 2560% всего используемого топлива, до первичного смешивани  ввод т измельченную глиноземистую руду в Количестве 0,08-0,30 мае.ч. на единицу концентрата, при этом количество накатываемого топлива при эквивалентном диаметре гранул , равном 1,2-1,7 мм, составл ет 40-50%, а при увеличении крупности гранул на каждые 0,5 мм сверх 1,7 мм количество накатываемого топлива увеличитывают на 10%. 2. Способ ПОП.1, отличающийс  тем, что перед вводом в агломерационную шихту глиноземистую i руду предварительно измельчают совместно с известью в соотношении, (Л обеспечивающем основность смеси в 1,5-2,5 раза выше основности основной массы шихты, смешивают с топли-, вом в количестве 2,5-3,5% и окомковывают до крупности, превышающей крупность основной массы окомкованной шихты по dj) в 3-5 раз, при этом количество смеси составл ет 10-30% от массы шихты. :о о

Description

Изобретение относитс  к окускованию железорудного сырь  дл  черной металлургии. Известен способ подготовки шихт по которому с целью повьлшени  эффективности окомковани  и прочност гранул 2/3 рудного материала измель чают до содержани  80% частиц фрак ции менее 0,4 мм и 1/3 - до содержани  80% частиц фракции менее 0,08 мм. В качествесв зующего используют тонкоизмельченный сталепл вильный шлак в количестве 2-20, извести до 10% и цемента до 10% от веса шихты l . Известен т.-кже способ подготовк шихты, по КОТОРОМУ с целью повьшени  прочности офлюсованных окатышей в шихты добавл ют глиноземистую РУДУ и флюс в соотношении 0,515% 2. , . Однако известные способы повышени  эффективности окомковани  и увеличени  прочности окатышей впол не приемлемы дл  производства окаты шей, но малоэффективны дл  агломер ционного производства, так как при спекании шихты ее крупность имеет четко выраженный предельный размер превышение которого приводит к отриц тельным результатам. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  способ пре варительной обработки агломерационной шихты, включающий смешивание, увлажнение и окомкование железорудных концентратов с топливом и флюсом при двухстадийном введении топлива в шихту и накатывании его на второй стадии окомковани  (з . Промышленные испытани  показывают высокую эффективность раздельного введени  топлива: когда 50% топлива вводитс  с грубозернистой шихтой , не подвергающейс  окомкованию достигаетс  сама  высока  удельна  производительность - 39,9 . Это на 20,5% больше, чем когда все топливо вводитс  в первичный смеситель (удельна  производительность в этом случае - 31,7 т/м сут.). Недостатком известного способа  вл етс  его низка  эффективность применительно к магно- и титаномагнетитовЕлм концентратам, аьщеление этих концентратов в отдельный поток не повьвиает степени их окомковани  и не позвол ет получить из них 75% окатышей размером 1-7 мм, так. как зерновой состав этих концентратов совершенно не соответствует требовани м высокой скорости гранул ции. Кроме того, необходимо использовать специальные св зующие вещества, например бентонит, в коли честве 1,0-1,5% от массы шихты. Это св зано с дополнительными затратами на приобретение и подготовку бентонита и, кроме того, добавка бентонита снижает содержание железа в агломерате. Цель изобретени  - повышение эффективности и снижение удельного расхода топлива Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу спекани  концентратов из магномагнетйтовых и титаномагнетитовых руд, включающему их смешивание, увлажнение и окомкование с топливом.и флюсом при двухстадийном введении топлива в шихту и накатывании его на второй стадии окомковани , в агломерационную шихту, содержащую 25-60% всего используемого топлива, до первичного смешивани  ввод т измельченную глиноземистую руду в количестве 0,08-0,30 мае.ч., на единицу концентрата , при этом крличество накатываемого топлива при эквивалентном диаметре гранул фц равном 1,21 ,7 мм, составл ет 40-50%, а при увеличении крупности гранул на каждые 0,5 мм сверх 1,7 мм количество накатываемого топлива увеличивают на 10%. Перед вводом в агломерационную шихту глиноземистую руду предварительно измельчгиот совместно с известью в соотношении, обеспечивающем основность смеси в i,5-2,5 раза выше основности основной массы шихты , смешивают с топливом в количестве 2,5-3,5% и окомковцвают до крупности , превышарцей крупность основной массы окомкованной шихты по dji в 3-5 раз, при этом количество смеси состав.л ет 10-30% от массы шихты. . Критерием пригодности руды дл  использовани  ее в качестве интенсифицирующей добавки рекомендуетс  считать отношение и содержание сидерито-лептохлорито-гидрогетитовых формаций, тонкие частицы которых обладают коагул ционной способностью. В качестве добавок следует использовать руды с отношением SiOj : Alg0.ji3, 5. Количественные пределы добавлени  глиноземистой РУДы установлены, исход  из результатов исследовани  магномагнетйтовых концентратов. Начало роста проч.ности гранул отвечает 7% глиноземистой измельченной руды, что соответствует нижнему пределу рекомендуемого количества 0 ,08 части на одну часть концентрата . . Верхний предел - 0,3 части на одну часть.концентрата - отвечает началу уменьшени  кривой роста прочности гранул в зависимости от количества измельченной глиноземистой руды, добавл емой к магнс агнетитовс у концентрату. Степень окомковани  шихты, обуславливающа  ее крупность,определ етс  не только эффективностью режи ма окомковани , но-также услови ми тейло- и массообмена. При спекании концентратов из магно- и титаномагнетитовых руд, требующих более высоких тепловых напр жений, оптимальна  крупность не превьииает , . (djj{ )0qT 1,2-1,5 мм. При такой оптимальной крупности содержание фракции 0-0,5 мм в окомкованной шихте составл ет 10-15%. Это в 5-7 раз больше, чем допускаетс  при спекании концентратов из железистых кварцитов, и  вл етс  одним из основных факторов, огра .ничивающих интенсивность спекани  Дл  спекани  шихты с большей крупностью предлагаетс  часть топ-лива (40-75% от общего количества) вводить в шихту в конце окомковани  путем накатывани  на предварительно сформированные гранулы. Накопленный опыт подачи топлива в конце окомковани  показывает, что при таком способе введени  топлива температура в зоне горени  повышаетс , а это интенсифицирует тепло- и массообменные процессы. В отличие от других 1Ш1Хт при спе кании магно- и титаномагнетитовых концентратов максимальное количест . во накатываемого топлива не превыш ет 75%. При этом требуетс , чтобы степень окомковани  шихты соответс вовала полному отсутствию в ней фр ций 0-Q,5 мм. При обычной технолог подготовки шихты, когда содержание этой фракции равно 10-15%, оптимал ное количество накатываемого топли ва составл ет 40-50% от общего рас хрда. И только повышение степени. окомковани  шихты, т.е. ее крупнос до уровн  йуц 2,2-2,7 .мм сдвигает абсолютное значение оптимального к личества накатываемого топлива в сторону больших значений (65-75%). Установлена следующа  взаимосв  между гранулометрическим составом окомкованной шихты и оптимальным количествсэм накатываемого топлива (за критерии гранулометрического состава шихты прин ты d и содержание , %, фракции 0-0,5 мм): d г мм 0-0,5 мм. Количеств % накатывае мого топл 1,2-1,7 ,10-15 1,7-2,2 5-10 2,2-2,7 0-5 Однако обычна  агломерационна  шихта, содержаща  в качестве железорудной части 65-85% магномагнетит.овых концентратов, .не способна окомковатьс  до крупности 1,7-2,2.мм из-за недостаточного количества накатываемой массы (частиц меньше 0,05 NfMj . И только дабавка измельченного материала (лучше всего глиноземистой руды) придает шихте способность окомковыватьс  до больших размеров . Таким образом, рекомендуемые параметры предлагаемой технологии по количеству измельченной, руды и накатываемого топлива жестко,взаимосв заны и продиктованы услови ми интенсивного тепло- и массообмена при.рпекании. Добавка тонкоизмельченной глиноземистой руды обеспечивает увеличение; крупности окомкованной шихты до d.m%.l,7 мм, котора  может спекатьс  при единственном условии: если более половины топлива вводитс  в конце окомковани  путем накатывани . Глиноземиста  руда измельчаетс  в шаровой мельнице вместе с известью, а затем подвергаетс  окомкованию. Добавка таких гранул эффективна с точки зрени  газопроницаемости сло , начина  с 15-20% (от массы шихты). При этом максимальна  крупность окомковани  должна отвеч,ать условию, чтобы эквивалентный диаметр гранул (dju )измельченной смеси не превышал (3-5) основной массы шихты. Однако при спекании гранулы из измельченной смеси не претерпевают полного усвоени  основной массой шихты и остаютс  в спеке в виде обожженных окатышей. С целью лучшего усвоени  гранул расплавов шихты их основность следует повысить выше основности основной массы шихты в 1,5-2,5 раза и добавить 2,0-3,5% (по массе)топлива. При такой основности главной структурной составл ющей закристаллизовавшегос  расплава  вл етс  алюмоферритна  фаза (твердый раствор алюмоферритов кальци  разного состава ) , обеспечивающа  прочное сцепление всех составл ющих фаз агломерата . Добавл ема  смесь глиноземистой руды (концентрата из нее) и извести вследствие высокой основности (в 1,5-2,5 раза выше основности основной массы шихты) благопри тствует более полному расплавлению всей массы шихты и этим самьи способствует получению высококачественного агломерата. Требование по содержанию топлива (2,5-3,5%) продиктовано тем, что-, бы усилить эффективность смеси, каК источника образовани  расплава при

спекании шихты. Вследствие того, чт смесь добавл етс  в шихту в виде крупногранулированиого материала (в 3-5 раз выше, чем крупность основной массы шихты ,i5-8,5 мм), то при отсутствии топлива процессы массообмена дл  нее лимитируютс  те лопроводностью. Исследовани  показали , что при отсутствии топлива частицы (гранулы) смеси остаютс  в спеке непрореагировавшими в виде обожженных окатышей. При таком способе ввода смесь выполн ет роль лишь только интенсификатора процесса спекани , но не способствует повышению прочности спека.

Значени  содержани  топлива в смеси (2,5-3,5%) установлены экспериментальным путем. Обозначенный интервал соответствует рекомендуемому размаху крупности гранулированной смеси. Это соотношение крупности смеси установлено на оснований данных газодинамики сыпучих материалов , предписывающих оптимальные соотношени  по количеству и крупности смешиваемых смесей с точки зрени  максимального свободного объема

Предлагаемое количество смеси (10-30% от массы шихты) обусловлено требованием обеспечить максимальный свободный объем в спекаемом слое с целью достижени  более высокой скорости спекани , получить высокопрочный спек и требованием экономического пор дка - минимальным расходом добавл емой смеси.

С точки зрени  .газопроницаемости сло  и качества агломерата расход смеси можно было бы увеличить. Но поскольку эта смесь  вл етс  продуктом измельчени , то ее стоимость будет выше, чем стоимость других кхэмпонентов шихты. Поэтому предлага мые параметры соответствуют тем количествам, добавка которых оказывает наибольший эффект.

В табл. 1 привод тс  данные, иллюстрирующие эффективность использовани  предлагаемых параметров способа спекани  концентратов из магномагнетитовых и титанс нагнетитовых руд.

В качестве базового варианта использованы результаты спекани  ковдорского концентрата при обычной технологии: глиноземиста  руда и известь задаютс  в шихту до смешивани  в обычном виде в количестве, соответствующем 20% добавл емой смеси (варианты 2, 5, 6 и 7).

Анализ представленных данных показывает , что отклонение параметров добавл емой в шихту смеси топлива и совместно измельченных глиноземистой руды (окисленна  стойленска  руда с западного крыла карьера) и

извести от предлагаемых приводит к снижению эффективности ее использовани .

Пример. Железорудна  часть шихты состоит из концентрата Ковдорского ГОКа, поступайщего на аглофабрику КЛМЗ.

Зерновой анализ концентрата при механическом рассеве следующий;

мм

Содержание фракции в концентрате , %

5,8 .9,5

7,4 10,2 22,3

2,1

Зерновой анализ концентрата при седиментационном рассеве, %

й, мм

Содержание фракции в концентрате , %

0,030

30,82 0,010

1,42 0,005

0,22 0,0

- 0,24

Химический состав концентрата, % Fe 62,34; FeO 22,97; CaO 1,30; SiO 1,40; MgO 4,8.

В качестве св зующей добавки используетс  стойленска  руда (КМА) следукнцего химического состава: Ре 52,10; РеО 0,80; СаО 0,90; SiOg 11,48; 5,67; MgO 0,50; 2,02.

Измельчению подвергаютс  две порции стойленской руды по, 10 т кажда  Одна из них измельчаетс  без добавок (после сушки), друга  - вместе с известью в количестве 100 кг (.% по массе) .

Измельчение осуществл етс  в промьшшенной шаровой мельнице сухого помола в ферросплавном цехе НЛМЗ. Руда без извести перед измельчением высушиваетс , при добавке извести не сушитс  (,7%).

Зерновой а:нализ измельченной руды и смеси руды с известью при механическом рассеве следующий:

Зерновой анализ измельченной руды при седиментационном рассеве следующий:

Руда, %

Фракции, мм 11,7 0,05-0,030 0,030-0,010 28,9 21,3 0,010-0,005 18,2 , 005 -0,0

Исследуютс  следующие варианты . подготовки шихты к спеканию.

По первому варианту к шихте из ковдорского концентрата, флюса (студеновский известн к), извести 2% и топлива 1,9% (35% от общего количества ) добавл етс  измельченна  стойленска  руда. Все перечисленные компоненты шихты смешиваютс , увлажн ютс  и окомковываютс . За 20 с до конца окомковани  в шихту вводитс  остальное топливо (65% от общегорас хода ).

По второму варрианту глиноземиста  руда измельчаетс  в шаровой мельнице совместно с известью (10000 кг руды+ 1000 кг негашеной извести). После измельчени  смесь подвергаетс  окомкованию совместно с топливом (.2,5% по массе).

Все остальные компоненты ишхты дозируютс  обычным образом, за исключением топлива, количество которого задаетс  на первом этапе до смешивани  (50% от общего расхода) .

Гранулированный продукт вводитс  в шихту преед окомкованием. За 20 с до конца окомковани  в шихту вводитс  остаточное количество топлива.

За базовый опыт принимаютс  показатели спекани  шихты, подготовленной по обычной технологии без использовани  специальных добавок и без применени  накатывани  топлкг ва. Количество возврата в шихте

0 во всех опытах составл ет35%, извести 2 %,.

Показатели спекани  представлены в табл. 2.

Анализ результатов опытов пока5 зывает, что предлагаема  технологи  спекани  шихты обеспечивает увеличение удельной производительности на 20-40% или на 3-5% на кгикдый процент добавки измельченной глиноземистой руды, снижение удельного расхода топлива на 7-12%, пбвышение прочности агломерата на 10-15%. Кроме того, значительное снижение содержани  окислов азота в отсасывае5 мых газах до 0,05 MVT агломерата. Степень окислени  азота, содержащегос  в коксИке, обратно пропорционально скорости спекани  шихты, поэтому увеличение интенсивности спекани , происход щее в результате повыдени  крупности окомкованной шихты и накатывани  топлива, способствует снижению выбросов NOn в атмосферу, что блигопри тствует решению проблемы защиты окружающей . среды.

Таблица

Высотасло , мм 220 280 Количество добавл емой смеси Крупность окомкованной шихты, ( , мм 1,28 1,32 Крупность смеси, dj|. , мм Коэффициент кратности Основность шихты (CaO/SiOj) 1,25 1,25 О 2,0 Основность смеси 3,96 3,0 350 400 450 350 350 350 20 20 30 40 1,31 1,28 1,40 1,28 1,28 1,2В 4,58 6,01 7,07 7,04 7,04 5,12 3,5 4,7 5,0 2,5 5,5 4,0 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 2,50 3,0 2,50 2,50 2,50 2,50 Коэффициент кратносО1 ,6 ти по основности Удельна  производительность , т/ (м. ч) 1,310 1,441 1,00 1,10 То же, отн, ед. Прочность агломерата , % 32,00 30,40 1,00 0,95 То же, отн. ед.

Количество мелочи 5-0 мм, образующейс  при работе разрушени , соответств1тещей нагрузкам, которые испытывает производственный агломерат на пути до скипов доменных печей. Количество измельченно добавки, % Насыпна  масса шихты, кг/м Высота сло , м Скорость спекани , мм/мин То же, отн.ед. Выход годного, % То же, отн. ед. Удельна  производитель ность, .Т (м.ч) То же, отн. ед. Содержание Fe в агломерате , % Расход топлива, кг/т аглом.

, Т а б л и ц а 2 -2,02,4 2,02,02,0 1,0 1,5461,637 1,703 1,467 1,4801,415 1,181,25 1,30 1,12 1,13 1,08 29,1228,16 27,8428,4830,72 31,04 0,910,88 0,87 0,89 0,96 0,97

То же, отн. ед.

1,00

Содержание в отход щих газах: ГОСТ 15137-77 Примечание.

.Продолжение т«бл. 2

0,88

0,93

0,87

0,93 Варианты 1-1, 1-2 и 11-1,11-2 соответствуют двум способам предлагаемой технологии спекани  магно- и титаномагнетитовых концентратов fn.l и 2 формулы изобретени ).

Claims (2)

1. СПОСОБ СПЕКАНИЯ КОНЦЕНТРАТОВ ИЗ МАГНОМАГНЕТИТОВЫХ И ТИТАНОМАГНЕТИТОВЫХ РУД, включающий их смешивание, увлажнение и окомкование с топливом и флюсом при двухстадийном введении топлива в шихту и накатывании его на второй стадии окомкования, отличающийс я гем, что, с целью повышения интенсивности спекания и снижения удельного расхода топлива, в агло мерационную шихту, содержащую 2560% всего используемого топлива, до первичного смешивания вводят измельченную глиноземистую руду в количестве 0,08-0,30 мас.ч. на единицу концентрата, при этом количество накатываемого топлива при эквивалентном диаметре гранул , равном 1,2-1,7 мм, составляет 40-50%, а при увеличении крупности гранул на каждые 0,5 мм сверх 1,7 мм количество накатываемого топлива увеличитывают на 10%./

2. Способ поп.1, отличающийся тем, что перед вводом в агломерационную шихту глиноземистую руду предварительно измельчают совместно с известью в соотношении, обеспечивающем основность смеси в

1,5-2,5 раза выше основности основной массы шихты, смешивают с топливом в количестве 2,5-3,5% и окомковывают до крупности, превышающей крупность основной массы окомкованной шихты по в 3-5 раз, при этом количество смеси составляет 10-30% от массы шихты.