СПОСОБ СПЕКАНИЯ АГЛОМЕРАЦИОННОЙ ШИХТЫ
AGGLOMERATED CHARGE SINTERING METHOD

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к процессам спекания офлюсованного агломерата для доменной выплавки чугуна.
Известен способ подачи топлива в агломерационную шихту, предусматривающий автономное дозирование твердого топлива в корпус шихтовых бункеров и агломерационный корпус; при этом содержание топлива в верхнем слое выше на 1% (абс.), чем в нижнем (см. Сталь, 1974, №10, с.876-878).
Недостатком известного способа является перерасход твердого топлива вследствие недостаточного использования реакционной способности топлива различной крупности.
Наиболее близким по технической сущности является способ спекания агломерационной шихты, предусматривающий разделение твердого топлива по фракциям, причем с целью повышения производительности агрегата в верхний слой шихты вводят топливо фракции более 0,5 мм, а в нижний слой - топливо фракции менее 0,5 мм (см. а.с. СССР №290039, МПК C21B 1/10, БИ №2, 1971 г.). Кроме того, в нижний слой шихты предусмотрено вводить смесь топлив, содержание фракции менее 0,5 мм в котором составляет до 2/3 от общего его содержания в смеси в нижнем слое.
Недостатком известного способа является низкая удельная производительность агломерационной установки, пониженная механическая прочность агломерата при использовании в шихте топлива производственного состава.
Указанные недостатки известного способа объясняются повышением содержания фракции более 3 мм до 20% в твердом топливе верхнего слоя за счет существенного увеличения количества жидких фаз, которые приводят к повышению газодинамического сопротивления слоя горения и соответствующему замедлению скорости спекания агломерационного слоя. Реализация известного способа на агломерационных фабриках усложняется отсутствием классифицирующего оборудования, работающего с высокой производительностью и позволяющего эффективно отсевать фракцию менее 0,5 мм из топлива верхнего слоя.
Задача изобретения заключается в увеличении удельной производительности агломерационной установки и повышении механических свойств готового агломерата.
Указанный технический результат достигается при реализации способа спекания агломерационной шихты, включающего дозирование железосодержащей части шихты, твердого топлива, флюсующих добавок, возврата, смешивание шихты, окомкование шихты, двухслойную загрузку агломерационной шихты на спекательные тележки, последующее зажигание шихты, создание разрежения под спекательными тележками, при этом дозирование твердого топлива в виде коксовой мелочи осуществляют путем его введения в шихту верхнего и нижнего слоя с содержанием фракции менее 0,5 мм в твердом топливе 15-25% и 35-45% соответственно.
Увеличение удельной производительности агломерационной установки будет происходить вследствие оптимизации тепловых условий процесса спекания за счет совмещения слоя горения твердого топлива с зоной теплопередачи отходящих газов, выравнивания газодинамического сопротивления спекаемого слоя, обеспечивающих повышение вертикальной скорости спекания.
Улучшение механических свойств агломерата будет происходить за счет увеличения газопроницаемости спекаемого слоя и более эффективного использования твердого топлива.
При увеличении содержания фракции менее 0,5 мм в твердом топливе верхнего слоя будет происходить закатывание данной фракции в гранулы окомкованной агломерационной шихты, что приведет к снижению вертикальной скорости спекания, а следовательно, к уменьшению удельной производительности агломерационной установки. Диффузия кислорода к углероду топлива, закатанного в грануле шихты, будет затруднена, что приведет к снижению температурно-теплового уровня процесса спекания, увеличению количества недопека и ухудшению механической прочности агломерата.
При уменьшении содержания фракции менее 0,5 мм в твердом топливе верхнего слоя будет происходить соответствующее перераспределение крупности с увеличением содержания крупных фракций (более 3 мм) в твердом топливе верхнего слоя шихты. Горение более крупного топлива верхнего слоя будет сопровождаться существенным увеличением количества жидких фаз, которые приводят к повышению газодинамического сопротивления слоя горения и снижению вертикальной скорости спекания, определяющей пониженную удельную производительность агломерационной установки.
Ниже приведен вариант осуществления изобретения, не исключающий другие варианты осуществления, в пределах формулы изобретения.
Способ спекания агломерационной шихты осуществляют следующим образом.
Пример
Состав агломерационной шихты: железорудные концентраты мокрой магнитной сепарации, твердое топливо, возврат и флюсующие добавки.
Перед спеканием агломерационной шихты на агломерационной машине компоненты агломерационной шихты дозируют в заданном соотношении и смешивают.
Половину топлива дозируют в корпусе шихтовых бункеров. Остальную часть топлива подвергают классификации на грохоте с размером ячейки сита 4×50 мм; полученные надрешеточный (фракция более 4 мм) и подрешеточный (фракция менее 4 мм) продукты дозируют в верхний и нижний слои агломерационной шихты соответственно. В результате данных операций твердое топливо верхнего слоя содержит 15-25% фракции менее 0,5 мм, твердое топливо нижнего слоя - 35-45% фракции менее 0,5 мм.
Смешанную шихту окомковывают до влажности 7,2-7,3%.
Окомкованную шихту загружают на агломерационную машину с помощью двух загрузочных устройств нижнего и верхнего слоя шихты на предварительно уложенную «постель».
Под агломерационной установкой создают разрежение в пределах 700-900 мм вод.ст.
При подаче шихты на движущиеся тележки производят ее зажигание под зажигательным горном. Толщину спекаемого слоя устанавливают в пределах 360-420 мм, при этом высота верхнего слоя составляет 1/3 высоты всего слоя.
В таблице приведены примеры осуществления способа спекания агломерационной шихты с различным гранулометрическим составом топлива на основе лабораторных опытов.
Способ спекания агломерационной шихты
Наименования показателя
Серия
1
2
3
Содержание фракций в топливе верхнего слоя, %:
<0,5 мм
0
25
35
0,5-3 мм
80
60
52
>3 мм
20
15
13
Содержание фракций в топливе нижнего слоя, %:
<0,5 мм
45
38
35
0,5-3 мм
50
52
52
>3 мм
5
10
13
Удельная производительность, т/(м<sup>2</sup>·ч)
0,895
0,961
0,942
Механическая прочность по ГОСТ 15137-77, %:
показатель Х (фр.>5 мм)
67,23
68,40
64,10
показатель X<sub>1</sub> (фр.<0,5 мм)
4,26
3,55
5,07
Выход годного агломерата, %
73,52
72,44
66,41
Вертикальная скорость спекания, мм/мин:
13,64
14,56
15,41
В первой серии опытов вследствие снижения содержания фракции менее 0,5 мм до нуля и соответствующего повышения содержания фракции более 3 мм до 20% в твердом топливе верхнего слоя не обеспечивается необходимая удельная производительность агломерационной установки и механическая прочность агломерата.
В третьей серии опытов вследствие повышения содержания фракции менее 0,5 мм до 35% в твердом топливе верхнего слоя не обеспечивается необходимая удельная производительность агломерационной установки и механическая прочность агломерата.
Во второй серии опытов вследствие использования твердого топлива рекомендуемого гранулометрического состава происходит увеличение удельной производительности агломерационной установки и улучшение механической прочности агломерата.