Топливная смесь для агломерирующего обжига

Топливная смесь для агломерирующего обжига

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(1а (11) СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ"

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbfTHA

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3433964/22-02 (22) 04,05.82 (46) 30. 11,83. Бюл. и 44 (72) Г.Н.Бездежский, С.В.Жидовинова, Г.Ф,Стрижов, В.И.Деев, Д,Я.Ковалев, Г.П.Ермаков, В.Г.Блохин, В.К.Шульман, М.П.Чуриков, Е,П,Ермаков, Н.Е,Картамышев и В.С.Чиркова (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт металлургической теплотехники, цветной металлургии и огнеупоров (53) 669.1:622.785(088.8) (56) 1. Кулибин В.А.Подготовка руд к плавке. М., Металлургиздат, 1959, с. 20-35.

2. Авторское свидетельство СССР

N 158897, кл, С 22 В 1/16, .1962.

3. Urseunu А. "Hetallurgia", XXl, 1969, N 1, с.3-6. (54)(57) ТОПЛИВНАЯ СМЕСЬ ДЛЯ АГЛОМЕ"

РИРУЮЩЕГО ОБл(ИГА,:включающая коксовую мелочь и углеродсодержащую добавку, о тли ч а ющая с я тем, что, с целью повышения производительности агломерационной установки и снижения себестоимости агломерата, смесь в качестве углеродсодержащей добавки содержит отходы электродного производства - отработанную тепловую изоляцию печей граФитации, имеющую в своем составе карбид кремния и граФит, при следующем соотношении ингредиен" тов, мас.4:

Коксовая мелочь 25-95

Отработанная е тепловая изоляция печей граФитации

1057

Изобретение относится к термической подготовке сырья к металлургическому переделу и касается состава топливной смеси, вводимой в шихту агломерации при переработке окисленных руд и концентратов, и может найти применение при производстве черных и цветных металлов, в частности свинца и никеля.

Для успешного протекания процесса 10 агломерации окисленных материалов, т.е. для получения агломерата требуемого химического состава, большой пористости и достаточной прочности, ших-, та, помимо основного компонента - ру- 15 ды или концентрата, должна содержать определенное количество топлива. Час" тицы топлива обеспечивают достижение нужной для агломерации температуры.

В последнее время в качестве топ- 20 лива все более широко используют смеси, составленные на основе коксика (коксовой мелочи и содержащие различные углеродсодержащие добавки заменители коксика. Введение в 25 состав топливных смесей, применяемых при агломерации окисленных руд или концентратов, угдеродсодержащих добавок обусловлено, в первую очередь, дефицитом коксовой мелочи и достаточ- 3р но высокой ее стоимостью. Кроме того, некоторые добавки интенсифицируют процесс спекания или улучшают качество агломерата °

Известна топливная смесь, в кото° г

35 рои в качестве углеродсодержащеи додавки к коксику используют тощий уголь с содержанием 8В золы и 64 летучих веществ И

При содержании в смеси менее 60/ коксика и более 403 тощего угля верти;кальная скорость спекание снижается, Это объясняется тем, что уголь по сравнению с коксиком обладает flGBbllllt H ным удельным весом. Он попадает преР

45 имущественно в нижние слои шихты, В результате в нижних горизонтах резко возрастает количество центров горения, шихта здесь быстрее оплавляетая, затрудняется просос газов через слой.

8 конечном счете, производительность аглоустановки падает, несколько увеличивается выход возврата °

Известна также топливная смесь для агломерирующего обжига, включающая коксик (65-674 и торфяной кокс или полукокс (33-353), Торфяной кокс или полукокс, обладающие низким насыпным весом и достаточной прочностью, уве563 2 личивает взрыхленность шихты и ее газопроницаемость, чем ускоряют процесс спекания (71

Предельное содержание добавки (353); в топливной смеси связано с ухудшением качества получаемого агломерата: прочность агломерата при испытаниях его на сбрасывание и истирание падает, Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является топливная смесь, содержащая коксовую мелочь и углеродистую добавку в виде антрацита (3), при следующем содержании ингредиентов, мас. :

Коксовая мелочь 51,9-75,0

Антрацит 25,0-48,1

Введение в топливную смесь антрацита позволяет несколько улучшить качество агломерата. Так, при спеканйи железных руд содержание в агломерате фракции 5-10 мм увеличивается на 5-83 механическая прочность его при испытании на сбрасывание несколько повышается о

Однако, хотя выход годного агломерата возрастает, производительность агломерационной установки падает1 из-за того,, что увеличение выхода годного агломерата в значительной мере перекрывается снижением вертикальной скорости спекания (вертикагц ная скорость спекания снижается примерно на 103 ). Это обусловлено тем, что антрацит, в сравнении с ко ксо вой мело ч ью обладает гораздо меньшей пористостью, реакционной способностью и горючестью. За счет этого замена части коксовой мелочи антрацитом приводит к уменьшению газопроницаемости слоя шихты и нарушеwe теплообмена в слое при выгорании частиц топливной смеси. Установлено, что при агломерирующем обжиге железных руд с использованием в качестве топливной смеси коксовой мелочи и ,антрацита и при содержании последнего в смеси 253 удельная производительность установки падает с 30,5 до

24,7 т/м ч, т.е. почти на 204. Кроме того, стоимость указанной смеси достаточно высока, вследствие чего и себестоимость агломерата получается высокой.

Цель изобретения - повышение производительности агломерационной уств" новки и снижение себестоимости агломерата.. 1057563 4

Поставленная цель достигается тем, что в топливной смеси, содержащей коксовую мелочь и углеродсодержащую добавку, в качестве добавки испопьзованы отходы электродного производства, в.частности отработанную тепловую изоляцию печей графитации, имеющая в своем составе карбид кремния и графит, при следующем соотношении ингредиентов, масА:

Коксовая мелочь 25-95

Отработанная тепловая изоляция печей графитации 5-75

15

Отработанная тепловая изоляция печей графитации, являющаяся от одом электродного производства, представляет собой продукт высокотемпературной отработки шихтн, составленной из коксового орешка (мелочи), кварцевого песка и древесных опилок. Уровень температур в печи графитации (до 25003000 С, а также неравномерность их расйределения от центра печи к периферии предопределяют наличие в отработанной тепловой изоляции различных количеств графита (20-503 от общего содержания углерода) и карбида крем ния (до 40 ).

Добавка до 75 масА отработанной тепловой изоляции печей графитации в топливную смесь агломерирующего обжига, составленную на основе коксо35 вой мелочи, повышает производительность аглоустановки и выход годного агломерата. Интенсификация процесса происходит в результате развития в спекаемом слое более высоких температур, увеличения скоростей гетерогенного взаимодействия в присутствии карби да кремния и ускорения процессов перекристаллизации зерен рудных компо:нентов шихты. !

Карбид кремния, присутствующий в добавке, повышает скорость суммарного

Содержание, !.". !

Ингредиент

Углерод

Зола

80,1

1,4

13,1

Коксовая мелочь

26,91

72,62

0 5

Отработанная тепловая изоляция печей графитации процесса восстановления окиси железа шихты вследствие протекания реакции !

ЗГе ОЪ + S IC 6FeO + 5102+ СО

Кроме того, его частицы, являясь центрами кристаллизации, ускоряют .перекристаллизацйю зерен рудных компонентов. Это объясняется тем, что в горизонтальном слое, где идет процесс образования жидкой фазы и кристаллизация агломерата, возникают соединения с кристаллической решеткой, близкой по строению к тетраэдрической решетке карбиДа кремния: основным продуктом взаимодействия окислов, входящих в состав подвергаемой спеканию руды, является метасиликат 0,17ИрС 10 х х 0,83FeSiOg, кристаллическая решетка которого представляет собой тетраэдры, сочлененные в цепи, и когерентна по отношению к решетке карбида кремния.

Вместе с тем, присутствие в жидкой фазе большого количества мельчайших частиц карбида кремния способствует образованию достаточно мелкозернистой структуры агломерата, а это обеспечивает необходимую его прочность.

Содержащиеся в отработанной теплоизоляционной шихте частицы графита способствуют более полному выгоранию топливной смеси, вследствие чего, а также по причине пониженной реакционной способности графита, в спекаемом слое . развиваются температуры на 20-30 C о выше, чем при спекании с коксовои мелочью.

Отмеченныв особенности фазового состава отходов электродного производства позволяют улучшить техникоэкономические показатели процесса агломерации окисленных материалов.

Пример 1. В лабораторной аглочаше с площадью решетки 0,07 м проводят опыты по спеканию окислен" ной никелевой руды с использованием топливной смеси, содержащей различные количества коксовой мелочи и отходов электродного производства. Состав компонентов топливной смеси приведен в табл,1.

Таблица!

1057563

Во всех опытах поддерживают постоянную влажность (2h-25Ú) и высоту слоя (230"250 мм) шихты, В ходе опытов фиксируют разрежение в-газоотводящей трубе, температуру отходящих газов и динамический напор. Готовый агломерат испытывают на механическую прочность (сбрасывание с высоты 5 м и истирание), На каждом составе топливной смеси проведено три спекания, по которым рассчитаны средние показатели.

Результаты испытаний сведены в

5 табл.2 (опыты 6- 11), где они сопоставлены с показателями процесса агломерации при спекании никелевой руды с коксовой мелочью (опыт 1) и железной руды с коксовой мелочью и антрацитом (опыты 2-5) йо прототипу.

7 3057563

„!

tI 1

K I

ZI!.0 (и о х

JI с ф а о

tX

«!

СЪ е м

Ch

О

1 +

Ф ф д Р

z z

Э I

z o! м

»

C=t о

СЧ И

Ю Ф в л

+ + м О

Ю Ф

О м

+ 1 с!

I (b ..! ,1

Ф 1

I 1 (- 1

I !

I

1

1

I !

1

I

1 (L

t(I

Ф с

Э

Р с

tg

z (а

1

1

I

1 !

Е СЧ

CO Ф

an aA

° Ь Ю о о

СЧ ъО

an

Ф о сО

М) О

aA aA

Ю с. о е у

X. t(I (:zX

Э X N в о в о

Ю о с

1 1

»

Э дФ

z Z ф о

Э

X п С0

СЧ

Д C=

Ф » сО л

+ сф OO

1 1

I 1 1

К

Х

Щ

М

Э

C о

lv о а о о л в м ct

Ф Ф

ОС О1

tSI

О

Ю

° л о

Ю Ю

Е Ct

СЧ сО

М1

СО

1 !

Ф

X и

S г ф о4Р

Z Z ф (»

* о

1

I !

1 1

Г (Е СЧ

Ю

1 1

СЧ

° Ю

СЧ

+ +

OJ СЧ

CV CIl

I (+

1 1

1 С!

1 Ф

1 С(о

1 X! З

СЧ

Ю о о

2l З

О Iv x

Ф X э

0а

- !

1 1 о

% О л

СО О

Ю м ! л

tg бt(I

CL

Э

lo д Р

СЧ 4О

° с Ю

an л

1 1 (,С\

ОО

1 м

Ю

+ фф м

Ю Ю о

+ сч аА

» O

СЧ

I +

1 1 al oNG

1 Э Х

1 X Z Z

1 «I ф (1

t(I а

S (о

1, 1 I х

t(I I

О.. !

4В 1

tX I о

X 1

2(1 и I

,Ф » 1

e X I

I- X 1

t(I I аaA !

2+ I

О 1

1- Z

Ю =Г 1! 1 I

1 I

JI (» о о х

У о а с

Э

v

М

t(I

Э т

I, д Р о

t(I

Ф

z и

>Х

О

X с

О

t(!

l о о

1Ы О! в о

Ю Ф

cv л л о

» с

I 1

I 1

I S Ф

t z

1 ф ХО+

ct з е

Ю Ю . an O л л

Э

z

Ф л

° В

В л

° ° ,Э

tp т

Ю

X (S

1 I

1 1

1 I ЭдФ 1 ф z

1 X Z Z 1

«) e

1 X Z 1

2l

tII

CL (о о

CL

Ю л

CV

Cl .

СЧ

+ о

СЧ аА Ф

9 Ф ф «h

+ +

СЧ

° аА

СЧ СЧ

Ф A

1 1 + аА

СЧ

+ о

-т=

Z t(I с * .. ф S

1 йЗ

X

tg и аА

an л

СЧ -3

Ф ° i

1. an л л

Ю О Ф л

- (» м

1 1

I

I

1 1

Z Il

Щ (- о

l0 X

CI

C) о

С3

МЪ л

C) аА о

an

СЧ аА О

Ю м в

1 I

1 I

CL

1» о

l»

=т

tg

CL

Iz

ct л м

Ю

М\

СЧ М

Щ °

° ь Ю

Ч;) 60 м

1 1 (К

1 Ю

1 Ф о о

T м ъО

Ю а а

Щ о

Ф о бС\ о

Ф (СЪ

СЧ в а

Ю Ю

О а

О\ ОЪ о

C4 Ch

° Ю м

Щ Ц\

С!

A аА л о

»

l»

3 М . о с

СЧ М W Е СО W В В!

1

I

1

1

1

1

1.

I !

1

1 !

1

I

1

I

1

I

1

E

1

1 б

I !

1

1

I

I

1

I

1

1

I

I

I

1

I

I

1

1

1 б

1

1 !

1 !

1

1

1 !

1 !

I

1

I

1

1

1

I

9 10575

Как видно из табл.2, наилучшие результаты получены в опытах 8, 9 и 10 при содержании отходов в топливной смеси 25, 50 и 753 соответственно, при этом удельная производительность возрастает на 5,2; 7,5; 4,3 отн.4 по сравнению с опытом 1.

Пример 2. Топливная смесь, приготовленная из коксовой мелочи и отработанной тепловой изоляции пвчей. 1р графитации (отходы электродного проиэводства1 используют при агломерации окисленной никелевой руды в цехе спекания шихты Ю 1 комбината "Южуралникель". Долю отработанной тепловой иэо- 15 ляции в агломерационном топливе в период проведения опытных спеканий меняли в незначительных пределах от 20 до 253. Среднее содержание отходов

10

Таблица 3

Топливо

Показатель

Коксовая мелочь (100i}

Коксовая мелочь (75-80 ) и отходы (20-25 о) 1,09. Расход топлива в пересчете на сухую массу, I от массы руды

11,2

11 3

149

144

107

82,5

86,4

78,6

77,8 после истирания

50 Зкономическии эффект от испольэов а ни я предла гае мой1 топли в ной смеси составляет 0,5-.0,6 руб. на тонну агломерата. е

Тираж 627 Подписное

Заказ 9526/32

ВНИИПИ

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Производительность по шихте, т/M2 ч

Расход природного газа на зажигание, нм /ч

Температура отходящих газов,ОС

Мех ани чес кая прочност ь а гломерата (выход фракции+5 мм),/ после сбрасывания

Таким образом, включение в топливную смесь углеродсодержащей добавки в виде отработанной тепловой изоляции печей графитации позволяет не только снизить себестоимость агломерата путем вовлечения в переработку отходов электродного производства, но и пов топливной смеси составляет

23,3 мас.3. Перерабатывают 1500 т отходов или более 6000 т топливной смеси прецлагаемого состава.

Полученные результаты, характеризующие основные параметры работы агломашины и качество агломерата, приведены в табл.3. Как видно иэ табл,3 механическая прочность агломерата, оцениваемая по выходу фракции более

5 мм после испытаний агломерата на сбрасывание, возрастает с 82,5Z при работе на коксовой мелочи до 86,4< при использовании топливной смеси, содержащей 20-25 отработанной тепловой изоляции печей графитации. При этом производительность аглоустановки возросла на 2,2 . высить производительность аглоустановки,