Шихта для производства агломератаи окатышей

Шихта для производства агломератаи окатышей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕ Н И Я!

»3)0839

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) !опал н !!тель!!ое к авт. свпд-Bv— (22) За яьлено 26.03.79 (21) 2741242/22-02 (51),Ч. K. .

С 22 В I 14 с присоединением заявки ¹â€”

Гооудагетеенный .сонятет

Cnrt 3 по делан несбре!ений н откол!тай (23) Приоритет-(53) УД,К 669.1:622. . 788. 36 (088.8 ) (431 Опубликовано 07.03.81. Б!оллетень т,1. 9 (45) Зата от!уб,!иксванпя описания 07.03.81 (72) Авторы изобретения

В. М. Борисов, С. В. Вандарьев и И. Я. Ма! !ох, : ...

Московский ордена Октябрьской Революции, и ордена Трудового Красного Знамени / институт стали и сплавов (71) Заявитель (54) ШИХТА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА АГЛОМЕРАТА

И ОКАТЪ1ШЕЙ

Изобретение относится к подготовке мелкозернистых материалов и предназначено преимущественно для использования в черной металлургии.

Известна шихта, содержащая органические связующие вещества, улучшающие качество ее подготовки и газопроницаемость опекаемого слоя (11.

Сущность известного технического решения заключается в том, что с целью повышения газопроницаемости шихты в качестве увлажняющей добавки (частичная или полная замена воды) используют тяжелые остатки разгонки мазута. Частичная или полная замена воды, органическими добавками увеличивает производительность барабанных окомкователей и снижает выход мелочи из агломерационного спека.

Основным недостатком известной шихты является то, что происходит возгонка органических смол в процессе спекания в зонах сушки и интенсивного нагрева и их конденсации на стенках газовоздушных трактов и лопатках ротора эксгаустера, что может привести к разбалансу ротора и выходу его из строя.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является шихта для производства агломерата и окатышей, включающая железорудный кон2 цептрат, топливо, флюс и органическое связующее, в качестве связующего она содержит сульфитно-спиртовую барду, со следующим соотношением ингредиентов, вес. %:

Твердое топливо 5 — 10

Флюс 10 — 14

Сульфитно-спиртовая барда 3 — 7

Железорудный концентрат Остальное

Увлажнение шихты водным раствором

10 сульфитно-спиртовой барды улучшает комкуемость шихты, так как частицы крупностью 0,2 — 1 мм окомковываются. В результате чего газопроницаемость увеличивается в 5 — 10 раз. Упрочнение гранул об15 условлено высокой адгезионной способностью сульфитно-спиртовой барды. Прп смен!пванни и окомl ованнп lllHYThf с 1!спользованисм водного раствора су. .фнтноспиртовой барды она хорошо адсорбируст20 ся на повсрхност!! частиц шихты и равномерно распределяется по всей массе материала. Наличие в ней активных групп (СООН, ОН, СО) способствует протеканию процесса полимеризации с получени25 ем длинных цепочек молекул в объеме гранул н нх упрочнению.

Недостатками известного TcvHH÷ññêoãо решения являются:

1. Низкая водоустойчивость сульфитноЗО спиртовой барды вследствие неограничсн810839

25

Зо

40!

50

60 ной растворимости ее в воде, что приводит к ее растворепгно в зоне переувлажнения и разрушению гранул.

2. Дороговизна и дефицитность, что вызывает повышение себестоимости готового продукта.

3. Повышенное содержание серы в сульфитно-спиртовой барде (до 5 — 6%) приводит к переходу ее в готовый продукт, тем самым ухудшает его качество.

Цель изобретения — интенсификация агломерациопного процесса за счет применения недефицитпого и эффективного органического связующего.

Поставленная цель достигается тем, что шихта в качестве органического с!3язу!О1цсго содержит активный ил коксохимическоГо производства при следующем соотношеl1HH ингредиентов, вес. %:

Твсрдос топливо 5 — 10

Флюс 10 — 14

Активный ил коксохимического производства 0,3 — 0,6 ,>1(елсзорудны1! концентрат Остальное

Известно, что прочность гранул обеспечивается действием капиллярных и коллоидных сил, в свою очередь зависящих от свойств шихтового материала и специальных добавок, позволяющих усилить коллоидное взаимодействие в дисперсной систсме.

Преимущество данного связующего перед известными заключается в высокой эффективности сго действия как ня прочность образующихся гранул, так и на скорость смачивания шихтовых материалов.

Как показали результаты исследований, коллоидный раствор активного ила обладает высокой поверхностной и affcopoifHO»ной активностью, т. е. способностью образовывать поверхностпыс адсорбционныс слои и вследствие этого спи>кать по1зсрхносТНос натяжение ко.!лоиднОГО pacTBopa, тем самым улучшить условие смачиванпя.

С другой стороны, несмотря па умен,шение поверхностного натяжения, увеличение концентрации активного ила привод:IT к непрерывному росту сил сцепления разрозненных частичек мелкозернистого материала и образованию прочных гранул. Так добавка активного ила к воде в количестве

100 — 200 г/л увеличивает прочность >келезорудных брикетов по срагнсппю (водой более чем в три раза.

Активный ил представляет собой мельчайшие частички коллоидных фракций, которые обладают большой удельной поверхностью. Попадая на поверхность агломерационной шихты коллоидные частички активного ила увеличивают об1цую удельну:о поверхность агломерационной шихты, тем самым уменьшая толщину пленки >кидкости на поверхности частичек шихты. Уменьшение толщины пленки приводит к повышению счл сцепления между отдельнымп

gl частичками шихты и сг!сдователько к увсличени1о механической прочности сформулированных гранул.

Кроме того, коллоидные частпцы активного ила интенсивно адсорбируются 1а iloверхности твсрдой фазы, повышая ее Гидрофильность и скорость смачивания компонентов шихты. Ускорение смачивания, вызванное снижением поверхнОстнОГО HaTÿæeния жидкости, проявляется особенно отчетливо для гидрофобных пористых тел, таких как кокс, поскольку время пропитк11 значительно сокращается по cpafilieHHIG c пеитральным1! и ипактивными Влажня!Ошими добавками. Так при окомковании коксовой мелочи раствором активного ила (концентрация 100 г/л) содержание фракции 0,5 мм в окомкованном продукте снизилось с 36 до 1,5 абс. ", e, тогда как прп увла кнении технической водой это снижение составило только 5 абс. %.

Увла>кнсние If окомкованнс тонкозерпистых шихт коллоидк раствором активного ила представляет собой процесс образования двойного молекулярного слоя на поверхности твердой фазы. Установлено, что вблизи линии смачивания существует очень топкий поверхностный слой. Течение основной массы жидкости, сопрово>кдающееся изменением краевого угла, образует 13TGричный — более толстый слой.

Коллоидные частицы активного ила постепенно адсорбируются на поверхности твердого тела, при этом пх концентрация в первичном слое уменьшается быстрее. чем во вторичном, вследствие его ме1!ьшей толщины и непосредственного расположения на поверхности, что вызывает более быстрый рост повсрхностного нат "l>i еппя первичного слоя. Возникающая разность сил поверхностного натяжения раствора обеспечивает растекание вторичного слоя, повышение смачиваемости и скорости окомкования шихты. В свою очсредь увеличсll!Ie поверхностного натяжения раствора на границе с твердой фазой способствует по13ь!!пению работы адгезии и прочности образующихся гранул.

Концентрация активного ила в воде определена опытным путем н составляет

0,3 — 0,6% от веса шихты или 100 — 200 г/л.

Нижний предел обусловлен резким улучшением технико-экономических показателей окомкования и спекания агломерационной шихты. Верхний предел ограничен техническими требованиями, обусловленными оса>кдением активного ила и сни>кением пропускной способности трубопроводов и форсунок.

Наибольший эффект От увлажнения шихты коллоидными растворами активного ила достигается при использовании в рудной части 100% концентрата, основности 1,2 — 1,9, т. е. содержании известняка в пределах 10 — 15%. Дальнейшее увеличение

810839

2 н

2 ь = х

Содержание активного ила в шихте, вес. /0

Шихта, содержап|ая 3% сх льфитноспиртовой барды

0.6(0,50

0,15

0.30

56,2

51.4

69,5

73,4

70.5

60,1

11оверхностное натяжение, дин/см

Красной угол смачивапия иа гематитовой подложке, град

Выход фракции 1,6 мм после окомкования, Насыпная масса, т/мз

Начальная скорость фильтрации при растя- женин 1000 мм вод. ст., м c

Скорость спскания, мм/мин

Выход годного, с/о

Уд. производительность, т/м ч

Барабанная проба (— 5 мм. %)

Содержание серы в агломерате

52,5

50.6

61,5

22

32

20

1,68

0,87

1,70

0,90

1,65

0,80

1,64

0,83

1.66

0,82

1,63

0,55

32

25,0

23.4

27 2

1,74

1,98

1,87

74

1,38

1,74

1,67

13,8

14,0

16,0

12,5

14,0

0,022

13,8

0,020

0,022

0,024

0,020

0,28 содержания флюса нивелирует связующие свойства раствора. Расход топлива за счет улучшения комкуемости шихты может быть увеличен до 10%, что позволит получить частично металлизироваíHûé агломерат.

Элементарный состав ила в % к абсолютно сухому безводному веществу:

С 56,7; Н5,6; М5,6; 032,1.

Функциональный состав, мгэкв/г акт. ила:

СООН 1,84

ОН 324

СО 302

ОСНз 0,23

Технический состав, %: V 52,8; A 28,3;

W 3,1.

Пример. Для получения шихты были подготовлены четыре смеси ингредиентов, содер>кащие каждая, вес. %: флюс в виде известняка 10, твердое топливо в виде коксовой мелочи 5 и отличающиеся друг от друга содержанием активного пла, равным в каждой смеси последовательно, вес. /o

0,15, 0,30, 0,50, 0,60, а также содержанием железорудного концентрата, составляющим дополнительную (до 100%) часть в каждой смеси. Шихту окомковывали в барабанном смесителе диаметром 500 мм и длиной

1200 мм в течение 1,5 мин.

Каждая смесь спекалась отдельно. Спекание проводили в агломерационной чаше диаметром 200 и высотой 400 мм.

Для сравнения были подготовлены две смеси: одна с сульфитно-спиртовой бардой, другая без активного ила.

Сравнительные данные приведены в таблице.

Анализ полученных данных показывает, что при использовании сульфптно-спиртовой барды по сравнению с водой улучша30 ются все показатели процесса спекания.

Удельная производительность и прочность агломерата выросли на 26 и 15,9% соответственно.

Однако при увлажнении шихты раство35 ром активного ила, содержание которого в шихте составляло 0,3% (т. е. на порядок ниже, чем расход сульфнтно-спиртовой барды) получены идентичные показатели. При увеличении содержания активного ила в

40 шихте до 0,5 «0,6% удельная производите fbHocTb по сравнению с прототипом возросла на 7,5 и 13,7% соответственно при неизменном качестве агломерата.

Улучшение показателей процесса наряп1 с высокой поверхностной и смачивающей активностью водных растворов активного ила обусловлено высокой водостойкостью в зонах конденсации и переувлажнения. Визуальный осмотр шихты при прерванных

50 спеканиях показал, что гранулы в зоне переувлажнения не разрушаются и имеют ту

>ке прочность, что в зоне исходной шихты.

Значительный выход активного ила связан со все возрастающим промышленным

55 внедрением очистки сточных вод коксохимического производств биохимическими методами. Большая часть активного ила (60 — 70%) вместе с условно очишенной водой поступает на тушение кокса или rpa60 нуляцию шлака, при этом безвозвратно теряется углеводородсодержащее вещество, обладающее высокими связующими и поверхностно-активными свойствами. Использование в качестве связующей добавки ак65 гивного ила коксохимического производст810839

Составитель Л. Шашенков

Тсхред A. Камышникова

Редактор С. Титова

Корректор Л. Орлова

Изд. ¹ 233 Тираж G94

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий!!3035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д, 4/5

Заказ 2150

Подписное

Загорская типография Упрполиграфиздата Мособлисполкома

Ва! позВОлит значительно улучшить качество подготовки агломерационной шихты и, как следствие, удельную производительность и прочность агломерата.

Формула изооретепия

Шихта для производства агломерата и окатышей, включающая железорудный концентрат, топливо, флюс и органическое связующее, отличающая ся тем, что. с целью интенсификации агломерационного процесса, в качестве органического связующего она содержит активный ил коксохимического производства при следующем соотношении ингредиентов, вес. о:

Твердое топливо

Флюс

Активный ил коксохимического производства 0,3 — 0,6

71(елезорудный концентрат Остальное

Источники информации, !

О принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Японии: "-: 8б4), кл. 10 1 112, 1970.

2. Патент США М 8489549, кл. 75 — 5, 19б8 (прототип).