Способ получения огнеупорного порошка из каустической магнезитовой пыли

Способ получения огнеупорного порошка из каустической магнезитовой пыли

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

tnOCOB ПОЛУЧЕНИЯ ОГНЕУПОРЦОГО ПОРОШКА ИЗ КАУСТИЧЕСКОЙ МАГНЕЗИТОВОЙ ПЫЛИ, улавливаемой из отходящих дымовых газов и содержащей сульфаты и фториды, путем обжига смеси пыли или брикета из нее и .сырого магнезита во вращающейся печи с котлами-утилизаторами , отличающийся тем, что, с целью уменьшения зарастания пылевыми отлржени ми поверхности нагрева котлов-утилизаторов , увеличения количества зернистых порошков для изделий и повышения производительности печи, о(жиг смеси пыли с сырым магнезитом в соатношении от 0,1 до 1,5 периодически чередуют с обжигом пыли, причем обжиг смеси начинают с момента снижения раз- ( режения в. газоходе на 2-Э мм вод.ст., a обжиг пыли .- с момента восстановления разрежения до номинальной величины .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН, SU „„1038321

3459

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЯАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЪЙ (21) 3418873/29-33 (22) 04.02.82 (46) 30.08.83. Бюл. Ь 32 (72) К.В. Симонов, Я.Г. Гапонов, F.Ï. Мезенцев, В.Н. Коптелов, Т.Н. Борисова .и IO.Â. Бельтюков (71) Саткинский ордена Ленина комбинат "Магнезит". (53) 666.97(088.8) (56) 1. Кайпарский И.С., Дегтярква Э.В.

Основные огнеупоры, М., "Металлургия", 1974, с. 34-46.

2. Авторское свидетельство СССР

М 833832, кл. С 04 В 35/00, 1981.

3. Симонов К.В. Технология поАучения порошка из улавливаемой каустической магнезитовой пыли с утилизацией сульфатных солей. - "Огнеупоры", 1981, М 4, с. 11-16 (прототип). (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОГНЕХПОРljOC0 ПОРОШКА ИЗ КАУСТИЧЕСКОЙ МАГНЕЗИТОВОЙ ПИЛИ, улавливаемой из отходящих дымовых газов и содержащей сульфаты и фториды, путем обжига смеси пыли или брикета из нее и .сырого магнезита во вращающейся печи с котлами-утилизаторами, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью умень-. шения зарастания пылевыми отложЕниями поверхности нагрева котлов-утилизаторов, увеличения количества зернистых порошков для изделий и повышения производительности печи, обжиг смеси пили с сырым магнезитом в соотношении от 0,1 до 1,5 периодически чередуют с обжигом пыли, причем обжиг смеси начинают с момента снижения разрежения в газоходе на 2-9 мм вод.ст ., Е а обжиг пыли .- с момента восстановления разрежения до номинальйой величины.

4 10383

Изобретение относи1ся к огнеупор ному производству, а именно к изготов пению магнезитового порошка обжигом каустической магнезитовой пыли, улавливаемой из отходящих дымовых газов., и сырого магнезита во вращающихся печах с котлами-утилизаторами.

Известны способы обжига во враща" ющихся печах как непосредственно исходной каустической пыли, улавливае- 1О мой из отходящих газов циклонами и электрофильтрами, так и с предварительной" ее обработкой термоактивацией, помолом, гранулированием, брикетированием и с введением спекающих до6авок (1 ).

Однако способы обжига, включающие дополнительную подготовку каустичес". кой пыли термоактивацией, помолом, гранулированием, брикетированием, вве. дение добавок сложны, трудо- и энергоемки, требуют строительства специальных переделов, больших затрат топливно-энергетических ресурсов. Но главный недостаток всех известных способов обжига, в том числе и без предварительной подготовки рыли в том, что они не учитывают наличия в пыли, особенно улавливаемой электрофильтрами, значительного количества сульфатов щелочных и щелочно-.земельных ме. таллов и фторида магния, обуславливающих образование пылевых отложений на поверхностй нагрева котлов-утилизаторов и их забивание (эарастание ) этими отложениями и остановку печи, в35 результате чего резко снижаются тех-— нико-экономические показатели производства порошков из,каустической пыли. В частности снижается КПД котлов" утилизаторов, уменьшается производи- 40 тельность печи и продолжительность

1 ее кампании, уменьшается количество выпускаемых порошков.

Известен способ получения огне- 4> упорного порошка из каустической пыли путем увлажнения, перемешивания, фильтрования на вакуум-фильтрах, брикетирования и последующего обжига.

Увлажнение ведут водой, нагретой до 50 о.

40-70 С при соотношении т: ж =

1:(13-17).Полученный после обезвоживания порошок с влажностью не более 40 смешивают с сухой акустической пылью до получения смеси влажностью 6-1ЙФ. 55

Брикетирование смеси проводят при давлении 300-1000 кгс/см, а о6жиг 6рикетов - при 1650-1850 C (2 ) 21 3

Этот способ хотя и устраняет образование пылевых отложений на поверхности нагрева КУ, однако он сложен, трудо" и энергоемок, так как требует дополнительных переделов по обработке пыли перед обжигом (растворение сульфатных солей, гидратацию окиси магния, сгущение и фильтрацию шлама, смешение кека с сухой каустической пылью, брикетирование ) и следователь" но больших капитальнных вложений на его реализацию. Кроме того, увеличивается расход топлива на испарение влаги из брикета.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения огнеупорного порошка из каустической магнитной пыли, содержащий сульфаты и фториды, путем обжига смеси пыли с сырым магнезитом с постоянным соотношением 1,9 или смеси брикета из пыли с сирым магнезитом в том же соотношении (3 )

По сравнению с обжигом пыли 6ез добавок сырого магнезита, этим споспбом достигается только некоторое снижение скорости роста отложений на поверхности нагрева котлов-утилиэаторов, что не решает проблемы частых остановок печи на чистку котлов-утилиэаторов. Из практики известно, что при обжиге одной только пыли остановку печи на чистку котлов-утилизаторов необходимо делать через 2 недели, а при обжиге смеси пыли и сырого магнезита в соотношении 1,9:1 - через 3 недели. В эти сравнительно короткие периоды времени работы печи по известному спо собу котлы-утилизаторы зарастают настолько сильно, что практически не обеспечивают утилизацию тепла отходя- щих газов и создают такое сопротивление их движению, что полностью наруша.ется гидравлический режим работы печи, резко снижается ее производительность, в результате вынуЖдены останав- ливать ее на чистку поверхностей нагрева котлов.

1, Эти частые остановки печи на чистку котлов-утилизаторов и снижение производительности приводят к значительному уменьшению количества выпус" каемых порошков. Кроме того, при обжиге только смеси пыли и сырого магнезита при их соотношении 1,9 иэ обожженого валового порошка высеивается без его дробления небольшое количество (154 ) фракции 3-0,5 мм, т.е. той дефицитной части его, которая по химическому составу необходима

3, 10383 и пригодна как зернистая составляющая для производства огнеупорных .иэделий. Фракции порошка крупнее 3 мм непригодны по химическому составу (особенно по содержанию кальция ) для производства изделий и используются как рядовые металлургические заправочные порошки для ремонта подин и откосов мартеновских и электросталеплавильных печей. Следует также отметить, что при обжиге смеси пыли и сырого магнезита в соотношении 1,9 производительность печи недостаточно высока из-за частых остановок печи на чистки котлов. Постоянное добавлеЛ5 ние сырого магнезита также отрицатель- но влияет на производительность печи.

Цель изобретения - уменьшение эарастания пылевыми отложениями поверхности нагрева котлов-утилизаторов, увеличение количества зернистых порошков для изделий и повышение производительности печи °

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения огнеупорного порошка из каустической магнезитовой пыли, улавливаемой из отходящих дымовых газов и содержащей сульфиты и Фториди, путем обжига смеси пили или брикета из нее и сы" рого магнезита во вращающейся печи с котлами-утилизаторами обжиг сме.си пыли с сырым магнезитом в соотношении от 0,1 до 1,5 периодически чередуют с обжигом пыли, причем обжиг смеси начинают с момента снижения 35 разрежения в газоходе на ?-9 мм водяного столба, а обжиг пили - с момента восстановления разрежения до номинальной величины. .40

Рост отложений прекращается и на4 чинается их разрушение при обжиге смеси пыли и сырья с соотношением от

0,1 до l,5 вследствие ослабления о-.едания связывающих тонких частиц (мельче 30 мкм ) при снижении их количества

45 в отходящих газах и усиления процесса абразивного износа более крупными () 50 мкм ) инертными частицами пыли, количество которых в отходящих газах возрастает по мере увеличения в обжи" гаемой смеси количества зернистого сырого магнезита. В результате разрушения пылевых отложений разрежение возрастает до номинального беэ остановки печи на чистку котлов, и печь переводят на обжиг п лы. При таком чередовании обжига пыли и смеси пыли:.

1 с сырьем обеспечивается длительная

?1 4 стабильная работа печи без остановки ее на чистку котлов-утилизаторов и повышается производительность печи .как за счет увеличения в целом количества утилизируемой обжигаемой пыли, содержащей меньше летучих чем сырье, так и стабилизации гидравлического и теплового режима работы печи.

В период обжига только пыли получается однородный по химическому со" ставу валовый магнеэитовый порошок, который не содержит свободной окиси кальция и после дробления до Фракции 3-0,5 и 0,5-0 мм без вылеживания весь (100 )пригоден для производства огнеупорных изделий без брака .от гидратации с повышенными теплоизоляционными свойствами и меньшей материалоемкостью. При обжиге пыли количество дефицитных зернистых порошков фрак" ции 3-0,5 мм увеличивается в 3-5 раз по сравнению с обжигом смеси пыли и сырого магнезита.

-Обжиг смеси каустической пыли с сырым магнезитом в соотношении более

1,5 приводит к не6братимому эарастанию пылевыми отложениями поверхностей нагрева котлов-утилизаторов и к . преждевременной вынужденной остановке печи на их чистку.

Обжиг смеси пили с сырым магнези- том в соотношении менее 0,1 не обес-. печивает полной утилизации всей каустической пыли и обуславливает длительную работу печи с .максимальным разрежением в газоходе печи, s ре" зультате чего увеличиваются пылевынос из печи и потери тепла с отходящими дымовыми газами. Установлено, что.перевод с обжига пыли на обжиг смеси пыли и сырого магнезита нужно начинать при падении разрежения в газоходе печи не менее чем на 2 мм в вод.ст., так как при меньших значе" ниях общая производительность печи падает. Не следует также допускать падения разрежения более чем на

9 мм вод.ст., так как при этом за непродолжительный период работы печи произойдет нарушение гидравлического и теплового режима работы печи, понизится ее производительность и в конечном итоге возникнет необходимость остановки печи на чистку котлов"утилизаторов

П р и и е р 1. В первым период обжигают только каустическую пыль.

Загрузка печи пылью колебалась от

5 1038321

15,8 до 25,3 т/ч (ср. 21 т/ч). При содержании Фракции 0,063 мм 95-9М ная каустическая пыль имеет следующий химический состав, 3: 5102 0,8;

F8/031,8; А1203 0,4; СаО 1,8; HQO

2 51 SO 0 51 R20 0 61

F 0,2.

Обожженный магнеэитовый порошок однородный по химическому составу и не содержит свободной окиси каль- ция (химсостав порошка, ьз 510 1,8);, Fe,2() 2,5; А12.()3 0,8; СаО 2,3; HgO

92,3; п.п.п. 0,3; открытая пористость 28,1, кажущая плотность

2,58 г/см4 Весь порошок используют для производства изделий. После снижения разрежения в гаэоходе печи на

2 мм вод.ст. с 12 мм вод.ст. (номинальная величина ) до 1О мм вод.ст. (после семи суток работы 1переводят 20 печь на обжиг пыли с зернистым сырым магнезитом Фракции 40-0 мм в соотношении 1,5. Сырой магнезит, подаваемый на обжиг so время второго периода, характеризуется сравнительным посто- 25 янством зернового, химического состава и влажности (содержит, 4: SiO> 1,7 °

2,2, и Са() 4,2-6,0 на прокаленное вещество ).

Иагнезитовнй порошок фракции 3- зр

0,5 мм, внсеянннй иэ обожженного вала используют для производства иэде" лии, а Фракцию порошка крупнее 3 мм используют для получения рядовых металлургических порошков.

После работы печи на смеси в течение трех дней разрежение в гаэоходе печи повысилось до номинальной величины. Затем вновь проводят об:жиг пыли (/ дней ) и далее периодич- 40 ность обжига повторялась. В заданном режиме печь работала в течение месяца без остановок, котел-утилизатор. находился в удовлетворительном состоянии, прогревов футеровки не было.

Пример 2. В первый период 45 обжига подают в печь каустическую пыль, которая содержит, Ф: SO> 0,4° 0,9, R>O 0,5-0,8;F 0,3"0,4. Валовая апроба порошка содержит, 3: 5102 1,7;

Ее О 2;2, А120 0,8-, СаО 2,7; ИдО

92,4 и п.п.п. 0,2, причем весь поро шок однородный по химическому составу и используется для производства изделий ° После семи дней работы печи

Разрежение в газоходе снизилось на 55

4 мм вод.ст., что свидетельствует о появлении пылевых отложений на поверхности нагрева КУ. Печь переводят на обжиг смеси пыли с зернистым сырым магнезитом фракции 40-0 мм в соотношении 0,8 и после работы печи в течение семи дней раэряжение повысилось до номинальной величины. Данную цикличность повторяют в течение месяца.

Пример 3. В первый период оожигают каустическую пыль, содержащую, а: в|О 1,2; )(20 0,9; Г 0,3.

После четырех дней обжига разрежение в гаэоходе упало на 9 мм вод.ст. В этот момент переводят печь на обжиг смеси пыли с зернистым сырым магнезитом в соотношении 0,5 и после ра" боты печи в течение семи дней разрежение поднялось на 5 мм вод.ст. Далее продолжают обжиг смеси пыли и сырого магнезита в соотношении равном

0,1 и так обжигают в течение четырех дней при стабильном подъеме разрежения в гаэоходе печи до близкого к номинальному. Далее процесс обжига пыли и ее смеси повторяют в заданной цикличности. Спеченный. магнезитовый порошок (вал )содержит, i: Si02 2,9;

R2O 3,3; СаО 5,4, NgO 87,7.

Пример 4. При обжиге каустической пыли содержащей, 4: 5iO 2,1;

Fe Oз1,0 ; А)Рз 0,9, Саа 2,6 ; до

75,6 n.n.й, 14,2; 5() 1,5; R О 0,8, F 0,3, через 2 сут. Разрежение упало на 4 мм вод.ст. Переводят печь на обжиг смеси пыли и сырого магнезита в соотношении 1,7, разрежение в газоходе печи (за 3 сут.) понизилось еще на 6 мм водт.ст. (суммарное падение разрежения 10 мм вод.ст.), что свидетельствует об увеличении образования пылевых отложений. Постепенное увеличение в смеси количества сырого магнезита до соотношения

0,09 в течение 5 сут не привело к износу пылевых отложений. Печь останавливают на чистку котлов-утилизаторов.

Пример 5. После чистки котлов-утилизаторов обжигают каустическую пыль, содержащую, В: SO Э 1,2-1,5, К () 0,6"1,0, F 0,4, через 5 сут разрежение в газоходе печи упало на

8 мм вод.ст. Переводят печь на обжиг смеси.s соотношении 0,05. При работе печи на материалах в заданном соотношении (в течение 10 дней ) повышения разряжения в газоходе печи на наблюдалось и в связи с и экой производительностью печи (9,2 т/ч ) и неудовлетворительным сжиганием топлива печь останавливают на чистку КУ, 1038321

Среднечасовая производительность печи, т/ч

Пример

КоЛичество зернистых порошков фракции

3-0,5 ми для изделий, Ф от вала

Время простоев печи (эа месяц ) на чистку КУ, ч.

14,8

75 нет

14,6

60-65

30-45 нет

13,8

11,6

9-12

10,8

7-12

6 ,(прототип ) 11,5

7-10

Составитель Jl. Булгакова

Редактор И. Ковальчук Техред И,Надь Корректор Ю. Макаренко

Заказ 6136/2" Тираж 522 * Подписное

ВНИИНИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11303 Москва М-)5 Раушская наб. g. 4/$

Филиал ПЙП "Патент", r, Ужгород, ул. Проектная, Й

Пример .6 прототип . Обжигают смесь пыли с зернистым сырым магнеэитои в соотношении 1,9. Каусти.ческая пыль содержит, 3: Si02 0,6-1,2, Fey0 З 1,4-2,2; А1 0 Э 0,1-0,4; СаО 1,6-$

50З 0,4-0,8 К20 Ою3-1,0, Р 0,1-0,5 при содержании фракции 0,063 мм 70-953.

Сырой магнезит Фракции 40-0 ми имеет сравнительно постоянный химический со-10 став во время проведения всей работы.

Разрежение в газоходе в течение 2 сут

Как видно из таблицы, средняя про- 35 изводительность по предлагаеиому способу в. сравнении с прототипом увеличивается, количество зернистых порош ков Фракции 3-0,5 мм, пригодных для производства изделий, возрастает в 4Q

3-5 раз, печь не требуется останавливать на чистку котлов после каждого цикла обжига пыль-смесь, так как в результате обжига смеси восстанавливается номинальное разрежение. 45

Кроме того, предлагаемый способ позволяет обжигать мелкодисперсную пыль с высоким содержанием сульфатов, Фторидов, которая не утилизируется в прототипе, так как не требуется .очень частая остановка на чистку котлов. упало на 1 мм вод.ст., в слвдующие

2 .сут на 1,5 ми вод.ст. и на 12 сутки . работы в связи с низкии разрежением в газоходе печи (на 9 мм вод.ст. ниже номинального ) неудовлетворительныи сжиганием топлива и увеличением содержания углерода в дисперсной каустической пыли печь останавливают на чистку КУ.

Основные технико"экономические показатели работы печи по вышеприведенным примерам представлены в таблице, I

Предлагаемый способ позволяет более полно утилизировать каустическую пыль, уменьшить эарастание пылевыми отложениями поверхностей нагрева котлов-утилизаторов, увеличить продолжительность кампании печи и количество зернистых порошков Фракции 3-0,5 ми для изделий и повысить производитель-. ность печей, что обеспечивает высокую технико-экономическую эффективность производства. !

Экономический эффект за счет увеличения производительности, утилизации пыли и продолжительности непрерывной работы печей составит около

700 тыс.руб.