СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОКАТЫШЕЙ
PROCEDURE FOR PRODUCTION OF PELLETS

Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к производству железорудных окатышей и агломерата.
Известен способ получения окатышей, включающий подачу влажной шихты в окомкователь, формирование гарнисажа на днище окомкователя, очистку днища окомкователя от гарнисажа, зародышеобразование, доокомкование зародышей до окатышей, формирование на днище тарели окомкователя зоны, занятой окатышами, и зоны, свободной от окатышей (см. Ручкин И.Е. Производство железорудных окатышей, М.: Металлургия, 1976, с.82-92).
Недостатками способа являются низкая производительность и прочность окатышей.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения окатышей, включающий формирование гарнисажа на днище окомкователя, подачу влажной шихты в окомкователь двумя потоками, введение первого из них в поток сжатого газа с образованием, как минимум, двух газовлагошихтовых струй, формирование на гарнисаже окомкователя зоны, занятой шихтой, и зоны, свободной от шихты, зародышеобразование, осуществляемое напылением шихты на гарнисаж газовлагошихтовыми струями, ориентированными на гарнисаж, в зоне, свободной от шихты, с получением плотного слоя влажной шихты радиусом R от каждой газовлагошихтовой струи, формирование общего напыленного плотного слоя влажной шихты, деление упомянутого общего плотного слоя влажной шихты на зародыши в виде влажных шихтовых брикетов с помощью продольного и поперечного делителей, причем последний выполнен в форме ребер, установленных на поверхности вращающегося барабана, получающего вращение от общего напиленного плотного слоя влажной шихты и гарнисажа, очистку гарнисажа от зародышей вышеупомянутым барабаном, доокомкование зародышей шихтой второго потока до окатышей.
Недостатком известного способа получения окатышей является низкая производительность окомкователя и прочность сырых окатышей. Это обусловлено тем, что при напылении шихты одиночной газовлагошихтовой струей напыленный слой на гарнисаже имеет неравномерную плотность и прочность. На оси газовлагошихтовой струи и, соответственно, на оси напыленного слоя при R=0 прочность выше, а на периферии слоя, где R имеет максимальное значение, прочность ниже. Поэтому зародыши, получаемые из периферийных участков слоя, имеют пониженную прочность. В связи с чем окатыши, сформированные из этих зародышей, также имеет низкую прочность. В процессе окомкования они разрушаются. При разрушении таких окатышей снижается производительность окомкователя. Указанные недостатки усугубляются тем, что одиночный барабан большой длины при делении напыленного слоя имеет одну скорость вращения. Это является недостатком, так как окружная скорость в центре тарельчатого окомкователя имеет минимальные значение, а у бортов окомкователя она максимальная. Чтобы исключить смятие брикетов при делении напыленного слоя у разных частей барабана скорость вращения должна быть различной, а сам барабан должен быть выполнен составным из нескольких частей. Устранение указанных недостатков способа позволяет повысить производительность окомкователя и прочность получаемых окатышей.
Задачей изобретения является повышение производительности окомкователя и прочности окатышей.
Указанный технический результат достигается в способе получения окатышей, включающем формирование гарнисажа на днище окомкователя, подачу влажной шихты в окомкователь двумя потоками, введение первого из них в поток сжатого газа с образованием, как минимум, двух газовлагошихтовых струй, формирование на гарнисаже окомкователя зоны, занятой шихтой, и зоны, свободной от шихты, зародышеобразование, осуществляемое напылением шихты на гарнисаж газовлагошихтовыми струями, ориентированными на гарнисаж, в зоне, свободной от шихты, с получением плотного слоя влажной шихты радиусом R от каждой газовлагошихтовой струи и формирование общего напыленного плотного слоя влажной шихты, деление упомянутого общего плотного слоя влажной шихты на зародыши в виде влажных шихтовых брикетов с помощью продольного и поперечного делителей, причем последний выполнен в форме ребер, установленных на поверхности вращающегося барабана, получающего вращение от общего напыленного плотного слоя влажной шихты и гарнисажа, очистку гарнисажа от зародышей вышеупомянутым барабаном, доокомкование зародышей шихтой второго потока до окатышей, причем общий напыленный слой влажной шихты формируют напылением отдельных напыленных плотных слоев шихты за счет частичного перекрытия газовлагошихтовых струй при их формировании, при этом наложение отдельных напыленных слоев друг на друга составляет 5-50% R, а вращающийся барабан выполняют составным и устанавливают жестко над поверхностью гарнисажа.
Сущность изобретения заключается в следующем. Для получения прочного напыленного слоя влажной шихты с постоянной плотностью и прочностью по его сечению вдоль радиуса слоя газовлагошихтовые струи формируют с частичным перекрытием их факелов распыления. Это приводит к тому, что периферийные участки отдельных напыленных слоев перекрываются, к ним поступает больше шихты, давление струй на них увеличивается. В результате перекрестного напыления прочность периферийных участков слоя на расстоянии 5-50% R повышается и достигает значения прочности, сформированного в центральных зонах напыленного слоя. Таким образом формируется общий напыленный слой шихты с равномерной плотностью и прочностью. Если наложение отдельных напыленных слоев друг на друга будет менее 5% R, то плотность и прочность общего напыленного слоя будут соответствовать значениям прочности прототипа, что противоречит задаче изобретения. Если наложение отдельных слоев друг на друга будет более 50% R, то в этом случае произойдет резкое повышение прочности центральных зон общего напыленного слоя, что приведет к существенной неравномерности прочности по сечению слоя. Это, в свою очередь, приведет к недостаткам, характерным для прототипа.
Для исключения смятия брикетов при их делении поперечным делителем и с учетом разных окружных скоростей вращения различных зон окомкователя вращающийся барабан, получающий вращение от общего напыленого слоя и шихты, выполнен составным. Это необходимо для того, чтобы начальный участок барабана, приближенный к оси тарели, вращался с меньшей скоростью, а участок барабана, близкий к бортам, напротив - должен иметь более высокую скорость вращения. Средняя часть барабана должна иметь промежуточную скорость. Причем барабан необходимо устанавливать жестко над поверхностью гарнисажа, т.к. свободная установка барабана при делении плотного напыленного слоя не обеспечивает стабильного деления слоя на брикеты. Жесткая установка барабана обеспечивает принудительное и более эффективное деление напыленного слоя на брикеты.
Отличительные признаки способа получения окатышей, предложенные в заявленной последовательности, формируют новые положительные свойства: получение общего напыленного слоя шихты из нескольких отдельных слоев, напыленных с перекрытием друг друга; формирование общего напыленного слоя с равномерными свойствами (прочностью, плотностью, влажностью) по его сечению; повышение равномерности фракционного состава брикетов и полученных из них окатышей; очистка гарнисажа от общего напыленного слоя шихты ребрами составного вращающегося барабана, на оси которого установлено несколько отдельных вращающихся барабанов, что предложено впервые в практике окомкования. Эти свойства позволяют обеспечить более прочные сырые окатыши с пониженной влажностью. Таким образом, предложенный способ получения окатышей удовлетворяет критериям новизны, промышленной применимости и соответствует изобретательскому уровню.
Способ получения окатышей реализуется с помощью устройства, показанного на чертеже.
Устройство содержит тарельчатый окомкователь 1, в который подается влажная шихта потоком 2 и потоком 3. Для формирования газовлагошихтовых струй 4 служат струйные аппараты 5. Каждый струйный аппарат содержит тракт подачи сжатого газа 6. Окомкователь содержит шихтовый гарнисаж 7, продольный делитель 8, поперечный делитель 9, выполненный в виде жестко установленных вращающихся барабанов 10, на поверхности которых установлены поперечные ребра. В процессе работы окомкователя образуются отдельные напыленные плотные слои влажной шихты 11 от каждой газовлагошихтовой струи, формирующие общий напыленный плотный слой 13. На гарнисаже окомкователя образуется зона 14, свободная от материалов, зона 15, занятая комкуемыми материалами, и влажные шихтовые брикеты 16.
Способ получения окатышей осуществляется следующим образом. В тарельчатый окомкователь 1 подается влажная шихта потоком 2 и потоком 3. Поток шихты 2 образует газовлагошихтовые струи 4, которые формируются струйными аппаратами 5. Поток шихты 2 подается с помощью отдельных течек-питателей (на схеме не показаны) в корпус каждого струйного аппарата, где ускоряется сжатым газом, истекающим из газового тракта 6. На днище окомкователя перед работой формируется шихтовый гарнисаж 7. В зоне 14, свободной от комкуемых материалов, между струйными аппаратами 5 и шахтовым гарнисажем 7 установлен продольный делитель 8, состоящий из пластинчатых ножей. Непосредственно за продольным делителем 7 по ходу движения гарнисажа установлен поперечный делитель 9, выполненный в форме составных вращающихся барабанов 10. На поверхности вращающихся барабанов 10 установлены поперечные ребра. Каждая газовлагошихтовая струя 4 напыляет влажную шихту на гарнисаж 7 и образует на нем напыленный слой 11. В процессе напыления шихты формируется перекрытие струй, за счет чего происходит наложение напыленных слоев друг на друга с формированием зон наложения 13, протяженность которых составляет 5-50% R. Отдельные напыленные слои 11, сформированные с наложением друг друга, формируют общий напыленный слой шихты 12. Он перемещается вместе с гарнисажем и набегает на пластинчатые ножи продольного делителя 8, после чего ребрами вращающихся барабанов 10 поперечного делителя 9 формируются влажные шихтовые брикеты 16, которые являются зародышами для процесса окомкования. Они поступают в зону 15, занятую материалом, где шихтой потока 3 они доокомковываются до кондиционных окатышей.
Пример. Отработку способа получения окатышей проводили на установке, выполненной согласно технической схеме, представленной на чертеже. В рабочее пространство окомкователя диаметром 1,0 м загружали 20 кг влажной шихты, содержащей концентрат Тейского месторождения и 1% бентонита. Шихту загружали двумя потоками. Пластинчатые делители и поперечные ребра барабана выполнены из нержавеющей стали. Поперечный делитель выполнен составным из трех частей, каждая из которых длиной 150 мм. Все составные вращающиеся барабаны установлены на одной общей оси, которая жестко закреплена на каркасе. Сжатый воздух подавали от передвижной компрессорной установки КУ-22 в газовые сопла трех струйных аппаратов. Струйные аппараты установлены на координатном устройстве, позволяющем менять расстояние между ними для обеспечения наложения отдельных напыленных слоев друг на друга в пределах 5-50% от радиуса напыленного слоя. Результаты экспериментов представлены в таблице.
Таблица
№ п.п.
Степень наложения плотных напыленных слоев шихты, % от R
Производительность окомкователя, %
Прочность окатышей, %
1
5
104,7
101,3
2
20
107,1
106,9
3
50
109,8
111,6
Данные прототипа
4
0
100
100 (9Н/окат)
Как видно из приведенных данных, способ получения окатышей, основанный на наложении отдельных напыленных слоев друг на друга за счет частичного перекрытия газовлагошихтовых струй и на делении общего напыленного слоя шихты составным вращающимся барабаном, жестко установленным над гарнисажем, позволяет повысить производительность окомкователя на 4,7-9,8% (отн.) и прочность окатышей на 1,3-11,6% (отн.).