СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОКАТЫШЕЙ
METHOD OF PELLET PRODUCTION

Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к производству железорудных окатышей.
Известен способ получения окатышей, включающий подачу влажной шихты в окомкователь, формирование гарнисажа на днище окомкователя, очистку днища от гарнисажа, зародышеобразование, доокомкование зародышей до окатышей, формирование на днище тарели зоны, занятой окатышами, и зоны, свободной от окатышей (см. Ручкин И.Е. Производство железорудных окатышей, М.: Металлургия, 1976. - с.82-92). Недостатком способа является низкая производительность окомкователя.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения окатышей, включающий подачу влажной шихты двумя потоками, формирование гарнисажа на днище окомкователя, образование на днище окомкователя зоны, занятой окатышами, и зоны, свободной от окатышей, зародышеобразование, выполняемое формированием плотного слоя влажной шихты в зоне, свободной от окатышей, и делением последнего с помощью делителей, очистку гарнисажа от плотного слоя влажной шихты, доокомкование зародышей шихтой второго потока до окатышей (см. Патент РФ №2327750, заявл. 07.11.2006, опубл. 27.06.2008, бюл. №18). Недостатком известного решения является низкая производительность способа получении окатышей и окомкователя, которая обусловлена тем, что в процессе формирования плотного слоя влажной шихты часть материала, до 10-30% от исходной шихты, не участвует в процессе зародышеобразования из-за выноса ее из зоны напыления сжатым воздухом. При этом плотность образующегося слоя влажной шихты неравномерна по его сечению: на периферии она ниже, чем в центре. Устранив эти недостатки, можно повысить эффективность зародышеобразования и производительность окомкователя.
Задачей изобретения является повышение производительности окомкователя.
Для достижения указанного технического результата в способе получения окатышей, включающем подачу влажной шихты двумя потоками, формирование гарнисажа на днище окомкователя, образование на днище окомкователя зоны, занятой окатышами, и зоны, свободной от окатышей, зародышеобразование, выполняемое формированием плотного слоя влажной шихты в зоне, свободной от окатышей, и делением последнего с помощью делителей, очистку гарнисажа от плотного слоя влажной шихты, доокомкование зародышей шихтой второго потока до окатышей, плотный слой шихты формируют вращающимися барабанами, первый из которых устанавливают с зазором 5-30 мм к поверхности гарнисажа, первый поток шихты ориентируют на вышеуказанный зазор, при этом зазор между гарнисажем и каждым последующим барабаном устанавливают меньше предыдущего зазора.
Сущность изобретения заключается в следующем. Плотный слой влажной шихты, необходимый для получения зародышей, формируется вращающимися барабанами, установленными с зазором к поверхности гарнисажа, совершающего вместе с днищем тарели вращательное движение. Давление на влажную шихту создается за счет установки зазора, равного 5-30 мм, между первым барабаном и поверхностью гарнисажа, а также за счет уменьшения зазора между гарнисажем и вторым и последующими барабанами. Механизм образования плотного слоя шихты заключается в следующем. Шихта первого потока ориентируется на зазор между первым барабаном и гарнисажем и вовлекается в движение вращающимся днищем окомкователя. После прохождения шихты через зазор между первым барабаном и гарнисажем и образуется плотный слой шихты с первоначальной степенью уплотнения. Чтобы обеспечить дальнейшее уплотнение плотного слоя влажной шихты, зазор между гарнисажем и каждым последующим барабаном устанавливают меньше предыдущего зазора.
В процессе движения шихты в пространстве между барабанами и гарнисажем она механически уплотняется, переходит из рыхлого сыпучего состояния в плотный слой, который приводит барабаны во вращение. Вращение барабанов облегчает уплотнение слоя шихты, при этом влажная загружаемая шихта первого потока шихты равномерно распределяется в зазоре, что приводит к образованию плотного слоя шихты с равномерной плотностью по его сечению. Причем вся загружаемая шихта первого потока поступает на формирование плотного слоя шихты с минимальными потерями шихты в зоне образования слоя. Уменьшению потерь шихты при формировании плотного слоя шихты способствует последовательная установка второго и последующих барабанов, под которые попадает неуплотненная шихта, вышедшая из зазора первого барабана. Для того чтобы повысить плотность плотного слоя шихты и сформировать его необходимую высоту, необходима установка нескольких барабанов, а зазор между вторым и последующим барабаном следует уменьшать.
Зазор между первым барабаном и поверхностью гарнисажа устанавливается равным 5-30 мм. Если зазор между первым барабаном и поверхностью гарнисажа будет менее 5 мм, то в этом случае прочность получаемых зародышей будет низкой, что приведет к образованию большого количества мелочи и снижению производительности окомкователя. Если зазор между первым барабаном и поверхностью гарнисажа будет более 30 мм, то в этом случае размеры зародышей будут значительно превышать размеры кондиционных окатышей (14-16 мм), что противоречит задаче изобретения.
Предлагаемое техническое решение обладает новыми технологическими свойствами: формирование новым способом плотного слоя влажной железорудной шихты, используемого для получения зародышей в зоне окомкователя, свободной от шихты; формирование равномерного механического давления на поток сырой шихты, движущейся между вращающимся днищем окомкователя и вращающимися барабанами, установленными с зазором к гарнисажу; уменьшение образования мелочи при формировании плотного слоя за счет установки второго и последующих барабанов; формирование плотного слоя шихты равномерной прочности и плотности; регулирование размеров и свойств зародышей в широких пределах; многоступенчатое плавное приложение механической нагрузки, исключающее образование дефектов у зародышей; повышение производительности окомкователя за счет вовлечения в рабочий процесс зоны окомкователя, свободной от окатышей. На основании изложенного считаем, что предлагаемое техническое решение соответствует критериям новизны, промышленной применимости и изобретательскому уровню.
Способ получения окатышей реализуется с помощью устройства, показанного на фиг.1. На фиг.2 показана схема формирования плотного слоя влажной шихты.
Устройство содержит тарельчатый окомкователь 1, в который подается влажная шихта потоком 2 и потоком 3. Окомкователь содержит металлическое днище 4 и шихтовый гарнисаж 5 (фиг.2). На днище окомкователя формируется зона 6, свободная от окатышей, и зона 7, занятая окатышами. В зоне, свободной от шихты, расположены вращающиеся барабаны 8, каждый из которых расположен с зазором 9 к поверхности гарнисажа. Вращающиеся барабаны 8 выполнены из полированной нержавеющей стали или покрыты бакелитовым лаком для исключения налипания шихты на их поверхность. В процессе работы устройства образуется плотный слой шихты 10. Для деления плотного слоя шихты за барабанами установлены пластинчатые делители 11. Для очистки гарнисажа от остатков плотного слоя шихты установлен очистительный скребок 12. В процессе деления и очистки образуются шихтовые брикеты 13, выполняющие роль зародышей, и окатыши 14.
Способ получения окатышей осуществляется следующим образом. В тарельчатый окомкователь 1 подается влажная шихта потоком 2 и потоком 3. В процессе работы окомкователя на днище 4 формируется гарнисаж 5 постоянной толщины. В зоне 6, свободной от окатышей, установлены три вращающихся барабана 8, расположенных, как вариант, вдоль радиуса тарели. Первый из этих барабанов установлен с зазором 9, равным 5-30 мм. Шихта потока 2 ориентируется на зазор 9 (см. фиг.2) и поступает в пространство между первым барабаном и днищем тарели. Под действием собственного веса и вращающего момента днища 4 поток шихты 2 движется в зазоре между барабаном и гарнисажем и уплотняется с двух сторон: снизу плотным гарнисажем 5, а сверху первым барабаном, который одновременно приводится во вращение образующимся плотным слоем шихты 10. При этом шихту потока 2 барабан равномерно распределяет по длине и оказывает первичное уплотняющее воздействие на слой шихты. Степень уплотнения слоя 10 регулируется изменением зазора 9 в пределах 5-30 мм специальным координатным устройством (на фиг.2 не показано). Плотный слой шихты 10, вышедший из-под первого барабана вместе с мелкими частицами шихты, поступает в зазор между вторым барабаном и гарнисажем 5. Для того, чтобы произошло дальнейшее уплотнение слоя 10, этот зазор должен быть на 20-40% (1-5 мм) меньше зазора 9, установленного между первым барабаном и гарнисажем. По этой причине зазор между третьим барабаном должен быть меньше зазора второго барабана на 1-5 мм. Плотный слой шихты 10, вышедший из-под барабанов, делится делителем 11 на продолговатые шихтовые полоски, которые набегают на очистительный скребок 12 и формируют брикеты 13, выполняющие роль зародышей. Образующиеся зародыши 13 поступают в зону 7, занятую окатышами. В эту зону подается влажная шихта потока 3, где зародыши 13 доокомковываются до кондиционных окатышей 14.
Пример. Отработку способа получения окатышей проводили на опытной установке, выполненной согласно технической схеме, представленной на фиг.1. Эксперименты выполняли на тарельчатом окомкователе диаметром 0,62 м, в рабочем пространстве которого были установлены три вращающихся барабана диаметром 110 мм и длиной 250 мм, поверхность которых была покрыта бакелитовым лаком. За барабанами последовательно располагали пластинчатый делитель, выполненный из нержавеющей стали толщиной 0,5 мм, и очистительный скребок высотой 30 мм. Шихту, содержащую 10 кг влажного железорудного концентрата и 1% бентонита, загружали в рабочее пространство двумя потоками. Первый поток шихты ориентировали на зазор между первым барабаном и шихтовым гарнисажем, сформированным на днище тарели. С помощью координатного устройства в экспериментах меняли величину зазора между первым барабаном и гарнисажем. Величину зазора второго барабана устанавливали меньше на 1 мм, а третьего барабана на 2 мм по сравнению с зазором первого барабана. После доокомкования зародышей определяли выход годных окатышей фракции 10-15 мм. По нему рассчитывали производительность окомкователя. Результаты экспериментов представлены в таблице.
№
Относительный расход шихты, направленной на зародышеобразование, доли единиц
Зазор между барабаном и гарнисажем, мм
Производительность окомкователя, %
1
0,25
5
105,2
2
0,50
15
114,6
3
0,70
30
112,1
Данные прототипа
0,25-0,70
-
100
Как видно из приведенных данных, способ получения окатышей, основанный на получении плотного слоя влажной шихты с помощью вращающихся барабанов, установленных с зазором к поверхности гарнисажа, равным 5-30 мм, позволяет повысить производительность окомкователя на 5,2-14,6% (отн.).