Способ подготовки шихты к спеканию

Способ подготовки шихты к спеканию

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ ()781220

-© г, с

Х АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51)M. Кл, С 22 В 1/00 (22) Заявлено 08. 01. 79 (21) 2708792/22-02 с присоединением заявки Мо

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 231180. Бюллетень Но 43 (53) УДК 669 1. 622

788 36 (088 8) Дата опубликования описания 23.11.80

В. M. Борисов, N. В. Ведешкин, Н. В. Панишев, .Н. Я, Матюх и E. Ф. Шкурко с

1(основский ордена трудового красного знамени институт" стали и сплавов (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ IIJHXTbI К CIIEKAHHIO

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к подготовке шихты для процесса агломерации.

Известные способы подготовки аглошихты,. включающие добавление к ней железосодержащих шламов, которые заключаются в том, что шихта окомковывается шламами гидроочистки и гидросмыва агромерационного, доменного производств с целью снижения расхода. 10 технической воды и утилизации желеэосодержащих отходов. реализация их осуществляется, как правило, организацией каскадного барботирования шламовой суспензии для 15 предотвращения осаждения и цементации твердого осадка на поверхности тракта шламоподачи (1) и 12) .

Недостатками этих способов являют-20 ся сложность и многооперационность технологической схемы, отсутствие распыляющего устройства и невозможность регулирования дисперсности шлама, невозможность использования сгущенных шламов.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ под" готовки агломерационной шихты путем 30 ее увлажнения и окомкования сгущенными диспергированными шламами ГЗ) .

Сущность способа состоит в том, что шлам, пропускаемый через сопловое распыляющее устройство, обрабатывается струями сжатого воздуха, направленными под углом к потоку шлама. В результате динамического воздействия воздушных потоков, подаваемых со скоростью 20-50 м/с, шлам распыляется и дискретными порциями подается на поверхность шихты, поступающей иэ шихтового в спекательное отделение аглофабрики.

Недостатками этого способа являются нецелесообразность использования разбавленных шламов и невозможность равномерного доэирования шлама вследствие нетехнологичности его транспортировки по трубопроводам и равномерности подачи в сопловое устройство. Кроме того, цементация трубопроводов и течек проводится твердым осадком сгущенного шлама.

Цель изобретения — повышение степенй однородности гранулометрического состава и эффективности использования желеэосодержащих отходов.

Поставленная цель достигается тем, что перед увлажнением шихты шламами

781220 их подвергают барботированию тангенциально-пульсирующим воздушным потоком, подаваемым под давлением 3-5 атм и распыляют путем эжекции шламов сжатым воздухом, скорость которого равна б0-150 м/с.

При этом дисперсность pacH Re x 5 шламов поддерживают в пределах 0,54.0 мм.

Распыление и постоянство дисперс" ного состава шлама достигается за счет увеличения его внутренней энергии путем организации.тангенциальнопульсирующего режима подачи сжатого воздуха. Учитывая то, что капли шлама служат центрами образования зародыаей окомкования, особенно тонкодисперсных составляющих аглошихты, fIocToHHcTBo дисперсного состава распыляемых шламов обуславливает высокую равномерность гранулометрического состава пихты, что благоприятно влияет 20 в дальнейшем на показатели спекания.

Расход шлама на увлажнение шихты, определяемый вынужденными или запланированными изменениями технологических условий процесса окомкования, ре- .25 гулируют корректировкой скорости эжектирующего воздушного потока. При этом, в зависимости от величины разрежения, создаваемого дополнительным воздушным потоком, эжектируется различное количество шламаг

На фиг.1 представлена принципиальная схема цени аппаратов; на фиг.2 разрез A-A на фиг.1.

Шлам произвольной консистенции под давлением P подается в цилиндю( рическую емкость 1 с конусом в нижней части, по мере заполнения которой до определенного уровня через тангенциально расположенные патрубки 2 подает-40 ся пульсирующий поток сжатого воздуха под давлением Р . Под действием внутренней энергии шлама и давления

s воздушной прослойке 3 открывается заслонка 4 и шлам подается в эжектор

5, величина разрежения в котором соэ- 45 дается эжектирующим воздушным потоком б.

Тангенциальная подача сжатого воздуха приводит шлам во вращательное движение с угловой скоростью,пропор- 5g циональной скорости сжатого воздуха.

При этом, за счет центростремительных сил и стремления системы к снижению своей избыточной кинетической энергии твердые частицы концентрируются вдоль оси вращения, принимая форму обратного конуса. Перечислен- . ные обстоятельства позволяют осуществить равномерную осевую эвакуацию твердвас частиц и препятствуют их на липанию на поверхности емкости.

Подача воздуха под давлением наряду с увеличением внутренней энергии шлама в значительной степени повышает"растворимость и адсорбцию кис лорода воздуха в водной составляющей шлама и на поверхности твердых частиц.

Экспериментально установлено, что кислород, являясь поверхностно-активным элементом, снижает краевой угол смачивания и поверхностное натяжение шлама. При этом значительно увеличивается скорость окомкования и однородность шихты по гранулометрическому составу.

Пульсация воздушного потока сопровождается виброкипением шлама, колебания которого сообщают дополнительный запас энергии системе и ускоряют процесс формирования конуса H концентрации твердых частиц шламовой суспензии вдоль оси вращения. При этом, в соответствии с величиной энергетического уровня, крупные частицы располагаются в приосевой области вращения, а остальные — в порядке уменьшения крупности на некотором расстоянии от оси . Подобное распределение и транспортировка твердых составляющих шлама позволяет до минимума сократить их осаждение и цементацию на поверхности трубопроводов.

Кроме того, давление и пульсация воздушного потока в совокупности обеспечивают распыление и оптимальную дисперсность поступающего на увлажнение шлама эа счет уменьшения избыточной внутренней энергии системы, значительно превышающей силы поверхностного натяжения шламовой суспензии.

Экспериментально установлено,что оптимальная дисперсность распыленного шлама влажностью 30-703 составляет 0,5-4,0 мм и обеспечивается избыточным давлением тангенциального воздушного потока сжатого воздуха, интервал которого составляет 4-5 атм. Однако увеличение внутренней энергии шлама за счет пульсирующего режима подачи воздуха с частотой 30-50 Гц эквивалентно увеличению давления воздушного потока на 1 атм. Следовательно, давление воздуха может быть снижено до 3-.4 атм.

Диапазон укаэанного соотношения поддерживается регулированием давления воздуха в воздушной прослойке

3..

При установившемся режиме, когда давление Р = Р, емкость заполняется шламом до уровня h„ на котором установлен сигнальный датчик 7. Нарушение установившегося режима со- . провождается изменением уровня шлама и фиксируется датчиком, с которого йодается сигнал яа корректировку давления тангеициально-пульсирующего и скорости эжектирующего воздушных потоков соответственно. Так, при заполнении емкости шламом сверх за-. данного уровйя сигнал с датчика 7 эдновременно подается на увеличение

781220

Увлажняющая добавка

Улучшение качества окомкования распыленными шламами по сравнению с техн. водой, ед., доли

Показатели

Техническая вода

Шламы, распыленные по известному способу

Шламы, распыленные по предлагаемому способу

Содержание фракции менее 1,6 мм 21, 0

2,51

2,5

8,0

14,2

16 0

10,0

25,0

Усадка слоя,,мм

1,7

700.1050 давления и скорости соответствующих воздушных потоков. При этом давление в воздушной прослойке превышает давление P подачи шлама, расход которого уменьшается пропорционально увеличению.давления в воздушной прослойке. Одновременное увеличение скорости эжектирующего потока 6 воздуха сопровождается увеличением разрежения в эжекторе и соответствующим увеличением выхода шлама из емкости. При этом уровень шлама снижается до заданного и система выходит на оптималь- ный режим.

Предел этого соотношения обусловлен производительностью агломашин и расходом технической воды на увлажне- 15 ние и окомкование аглошихты. Производительность агломерационных фабрик

Советского Союза составляет от 3 до

12 млн т агломерата в год, при этом расход воды изменяется в пределах 2О

40-150 м /ч.

Для увлажнения и окомкования шихты шламами по предлагаемому способу наиболее целесообразно использовать шламы влажностью 45-50%, что позволяет исключить из схемы цепи аппаратов одну из капиталоемких стадий вакуумирование. При этом расход шлама по сравнению с расходом воды увеличивается вдвое и составит

80-300 м /ч.Эффективность транспорЬ тировки,регулирования и стабилизации расхода шлама на увлажнение и окомкование шихты определяется, наряду с величиной давления подачи воздуха при тангенциально-пульсирующем режи-. ме,скоростью эжектирующего воздушного потока. Экспериментальным моделированием установлено,что эффективная работа системы транспортирбвки и регулирования расхода шлама дости- ф) гается при скорости эжектирующего воздушного потока 60-150.м/с.

Разряжение под слоем, вел вод.ст. 1200

Пример. Исследования проводят в цилиндро-коническом сосуде емкостью

12 л, диаметр и высота цилиндрической части которого составляют 200 и

400 мм соответственно. Диаметр выходного отверстия и высота конической части составляют 30 мм и 150 мм. тангенциальные патрубки устанавливаются на расстоянии 70, 170 и 270 мм от поверхности усеченной части конуса.- Давление тангенциального воздушного потока составляет 3 атм, скорость эжектирующего потока — 60 м/с.

В этих условиях дисперсность шлама влажностью 50% изменяется в пределах

2-4 мм. Верхний предел давления тангенциальных барботирующих потоков при испытаниях равен 5 .атм, при ско.рости эжектирующего воздушного потока 150 м/с. Дисперсность шлама колеблется в этом случае от 0,5 мм до 1,8 мм. Пульсации давления тангенциальных воздушных потоков в пределах 3-4 атм не изменяют пределов колебаний дисперсности распыленного шлама, граничные размеры капель которого составляют 0,5-4,0 мм.Средняя производительность агрегата составляет 1 кг/с или 36 т/ч.

Шихту основностью 1, 2, рудная часть которой состоит из 80% губкинского концентрата и 20% михайловской аглоруды,окомковывают с добавлением

7% коксика в барабанном окомкователе диаметром 500 мм и длиной 1200 мм.

Единовременно в барабан загружают

50 кг пихты. Расход шлама на увлажнение составляет 20% от веса шихты.

Время смешивания и окомкования во всех опытах постоянно — 2 мин. Качество окомкования оценивается по содержанию фракции менее 1,6 мм,усадке слоя и разрежению под слоем при постоянной скорости фильтрации воздуха, равной 0,7 м/с.

781220 формула изобретения жеситель

В таблице приведены показатели окомкования при йспользовании раз лйчных увлажняющйх добавок.

Из таблицы видно;-что увлажнение шихты распыленными шламами по данному способу улучшает все приведенные показатели процесса.

Проблема транспортировки частично сгущенного шлама после радиальных отстойников дб сих iiop остается нерешенной. Цементация твердого осадка на поверхности трубопроводов приводит к трудоемким работам по замене

- "TpaKTa шламоподачи и определяет высокие эксплуатационные затраты.

Данный способ позволяет без значительных капитальных вложений осущест- 15 вить транспортировку частично сгущенного шлама практически на любые расстояния без осаждения твердых частиц на внутренней поверхности трубопроводов. Последнее обстоятельство опре- Щ деляется рядом факторов, главными из, которых являются расположение твердых частиц в приосевой области потока, обусловленное вращательным движением шлама и пульсацией тангенциального воздушного потока; большим запасом внутренней энергии шлама; организацией дополнительного эжектирующего потока воздуха. Снижение избыточной внутренней энергии шлама в процессе увлажнения шихты на стадиях

Шла м первичного и вторичного смешивания реализуется его диспергированием.

1. Способ подготовки шихты к спеканию, включающий дозирование и смешивание ее компонентов, увлажнение шихты шламами, расйыляемыми сжатым воздухом и последующее ее окомковайие, о т л "и Ф а ю шийся тем, что, с целью повышения степени однородности гранулометрического состава шихты и эффективности использования железосодержащих отходов,шламы перед увлажнением шихты барботируют тангенциально- пульсирующим воздушным потоком, подаваемым под давлением 3-5 атм и распыляют путем эжекции сжатым воздухом, одаваемым со скоростью 60-150 м/сек.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю

4 и и с я тем, что дисперсность распыляемых шламов поддерживают в пределах 0,5-4,0 мм.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. "Черные металлы", 1970, Р 2, с. 10.

2. Авторское свидетельство СССР

9 503908, кл. С 22 В 1/08, 1976.

3. Авторское свидетельство СССР

9 564345, кл. С 22 В 1/00, 1976.

781220 еситесь

Фиг. Я

Составитель, Л.. Шашенков .

Редактор Н. Лазаренко Техред Н. Ковалева Корректор N- Коста

Заказ 8177/75 Тираж 694 Подписное

BHHHhH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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