Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ЖЕЛЕЗОРУДНОЙ ШИХТЫ К ОКУСКОВАНИЮ

Изобретение относится к области подготовки измельченного железорудного сырья к окускованию методом окомкования, агломерации или брикетирования - важнейших подготовительных операций как доменного, так и бездоменного металлургического производства.

Известны и широко распространены в горно-обогатительном и металлургическом комплексах процессы шихтоподготовки железорудных продуктов в технологии окомкования и агломерации, когда железосодержащий продукт подается слоем на сборочное транспортирующее устройство, например ленточный конвейер, а на его поверхность сверху в определенной последовательности дозируются известняк, бентонит или известняк и углесодержащие продукты и другие, необходимые ингредиенты, смешиваемые затем специальным устройством с целью усреднения подаваемой далее на окускование шихты (Вегман Е.Я. Окускование руд и концентратов. Москва, Металлургия, 1968, с.151-152).

Недостатком такой технологии шихтоподготовки является низкая эффективность и высокая энергоемкость смешивания, а также неудовлетворительное усреднение составляющих шихту материалов, что приводит в последующих операциях окускования к низким прочностным показателям окатышей или агломерата, повышенному выходу мелочи, перерасходу топлива и электроэнергии.

Известен способ подготовки шихты к окускованию, реализованный в устройстве для загрузки агломерационной шихты, в котором с целью увеличения газопроницаемости загружаемого на агломашину слоя шихты его подвергают обработке магнитным полем, выполненным в виде сегмента/сектора магнитной системы, расположенной в барабанном питателе (свидетельство СССР №606080, кл. F27В 21/00, 1972).

Наряду с положительными показателями, установленными при испытании устройства с использованием технологии магнитной подготовки шихты с сегментной (секторной) магнитной системой на Абагурской обогатительной фабрике Кузнецкого меткомбината, было отмечено повышение выхода «возврата» на окускование, что свидетельствовало о низкой прочности готового окускованного сырья.

Более близким по цели и последовательности применяемых операций является, принятый за прототип способ подготовки шихты для окускования, включающий при последующем дозировании на подвижный орган сборного конвейера ферромагнитного и неферромагнитного компонентов воздействие на ферромагнитную составляющую магнитным полем в момент дозирования неферромагнитной составляющей. Причем вектор магнитного поля намагничивающего устройства при этом должен выдерживаться параллельным направлению движения загружаемой на слой неферромагнитной составляющей шихты (свидетельство СССР №763479, кл. С22В 1/00, 1980).

Вспучиваемый под действием магнитного поля ферромагнитный слой приобретает разрыхленную игольчатую структуру, а подаваемый сверху измельченный неферромагнитный компонент, например известняк, бентонит или коксик, равномерно размещается в промежутках между иголками, опыляя их поверхность.

Недостатками этого технического решения являются следующие: неконкретность указания места подачи неферромагнитной составляющей на сборный конвейер «в момент дозирования» каждой из составляющих; практическая невозможность и необязательность соблюдения условия параллельности направления дозировки неферромагнитной составляющей шихты и вектора напряженности поля индуктора как дипольной магнитной системы, неопределенность рекомендуемого диапазона напряженности магнитного поля; отсутствие перемешивающих механических воздействий на шихту в момент обработки ее магнитным полем.

Отмеченные недостатки снижают эффективность реализуемой по данному способу технологии.

Технический результат изобретения - повышение качества, эффективности и гомогенизации усреднения шихты.

В значительной степени задача повышения качества окускованного железосодержащего металлургического сырья решается за счет устранения отмеченных недостатков новыми техническими элементами по предлагаемому изобретению, отличающемуся тем, что дозирование каждой неферромагнитной составляющей в слой транспортируемого ферромагнитного материала осуществляют в рабочей зоне открытой знакопеременной в направлении движения ферромагнитного материала многополюсной магнитной системы с индукцией магнитного поля 0,1-0,3 Тл, причем на участке подачи неферромагнитной составляющей в транспортируемый слой ферромагнитного материала последний одновременно подвергают вибрационному воздействию.

В патентной и технической литературе такая совокупность признаков не обнаружена, что позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого решения критериям новизны и изобретательского уровня.

На чертеже представлена принципиальная технологическая схема реализации способа подготовки железорудной шихты к окускованию.

Слой ферромагнитного компонента шихты, например тонкоизмельченного магнетитового концентрата, загружают питающим устройством 1 на сборный конвейер 2, транспортируют под устройства 3, 4 и 5, которые последовательно дозируют в слой магнетита неферромагнитные составляющие, например известняк, бентонит и твердое топливо. Слой магнетита под действием магнитного поля систем 6 структуризован в виде иголок-прядей. Агрегированный под действием знакопеременного поля магнитных систем 6 и вибрационных устройств, например эксцентриков 7, в виде отдельных разобщенных магнитных игл-прядей высокопористый слой магнетитового концентрата эффективно опыляется одновременно на большой открытой поверхности дозируемыми сверху неферромагнитными компонентами. Далее шихту транспортируют вдоль полюсов чередующейся полярности, помещенных внутрь вращающихся барабанов-роликов открытых магнитных систем; многокомпонентная шихта намагничивается, активно перемешивается и усредняется. В значительной мере этому способствует также одновременное вибрационное воздействие на слой шихты за счет эксцентриков 7, закрепленных на вращающихся вокруг магнитных систем роликах-барабанах 8. Получаемая по данной технологии, предварительно гранулированная благодаря наведенной и остаточной намагниченности, а при необходимости и офлюсованная, и с добавкой топлива шихта является уже достаточно хорошо усредненной системой, практически не нуждающейся в последующем дополнительном использовании энергоемких механических смесителей.

Пример выполнения способа.

Моделирование предлагаемой технологии проводили в промышленных условиях фабрики окомкования Михайловского ГОКа.

Расчетный состав шихты:

Магнетитовый концентрат с исходной влажностью 10-95%, известняк - 4,2%, бентонит - 0,8%.

На движущуюся со скоростью 1 м/с конвейерную ленту подавался насыпным слоем 100-120 мм магнетитовый концентрат (92,5% крупностью класса минус 0,044 мм). В месте и в момент дозирования известняка установленной под лентой конвейера открытой разнополярной системой в слое магнетита создавалось магнитное поле с индукцией по высоте слоя от 0,3 до 0,1 Тл, что соответствовало индукции насыщения магнетита и обеспечивало максимальную длину магнитных прядей в слое и максимальную остаточную индукцию магнетита.

Благодаря разрыхлению слоя при образовании в магнитном поле высокопористой игольчатой структуры, а также под влиянием вибрационного воздействия снизу, дозируемый сверху тонкоизмельченный известняк просыпался внутрь и, опыляя поверхность иголок, равномерно распределялся по объему слоя.

При выходе из зоны дозирования известняка шихта еще агитировалась в уменьшавшемся по амплитуде магнитном поле знакопеременной полярности и подавалась транспортером под дозатор бентонита, где повторялась та же операция.

Испытания показали, что среднеквадратичные отклонения основности шихты при использовании заявляемого способа по сравнению с прототипом снизились в 1,5-2 раза и практически соответствовали показателю, получаемому после смесительного устройства. Прочность сырых окатышей повысилась на 20% (отн.), а массовая доля мелочи в обожженных окатышах уменьшилась на 5% (отн.).

Использование предлагаемого способа подготовки железорудной шихты перед агломерацией способствует снижению колебания гранулометрического и химического составов по высоте слоя агломерируемой шихты, снижению мощности тягодутьевых средств и повышению производительности агломерации.