СПОСОБ АГЛОМЕРАЦИИ ЖЕЛЕЗОРУДНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к термическим способам окускования железных руд и концентратов и может быть использовано при агломерации руд в металлургии.

Известен способ агломерации железорудных материалов, включающий подготовку компонентов шихты к спеканию, составление агломерационной шихты, смешивание и окомкование шихты, укладку постели и шихты на агломерационную машину, спекание шихты, обработку агломерационного спека [Коротич В.И., Фролов Ю.А., Бездежский Г.Н. Агломерация рудных материалов. Научное издание. Екатеринбург: ГОУ ВПО «УГТУ-УПИ», 2003. - 400 с].

На протекание процесса спекания шихты большое влияние оказывает влажность шихты, в значительной мере определяя все показатели агломерации. В наибольшей степени влажность шихты влияет на газопроницаемость, вертикальную скорость спекания шихты и, тем самым, на удельную производительность агломашины, а также на прочность агломерата на удар. От влажности шихты зависит окомкованность и, соответственно, газопроницаемость холодной шихты. С другой стороны, влага является терморегулятором горения и оказывает влияние на газопроницаемость шихты в процессе спекания.

По мере увеличения влажности шихты до оптимальной величины качество агломерата улучшается, а затем увеличивается выход мелочи. Так, при повышении влажности шихты при спекании Михайловских и Лебединских концентратов газопроницаемость шихты и вертикальная скорость спекания шихты увеличиваются при увлажнении шихты от 6,75 до 7,1%, при этом выход класса 0-5 мм составляет около 17%. Дальнейшее увеличение влажности шихты дает увеличение выхода мелочи.

Повышение влажности шихты свыше 7,1% с целью увеличения газопроницаемости, вертикальной скорости спекания и, тем самым, удельной производительности агломерационной машины целесообразно, если устранить снижение качества агломерата.

Кроме того, качество агломерата как сырья для доменного процесса зависит от начала плавления агломерата в доменной печи.

Рационализация ведения доменного процесса во многом зависит от улучшения газодинамических условий в нижней части доменной печи, оптимизации шлакообразования и снижения содержания серы в чугуне. С этой целью в аглошихту добавляют доломит CaMg(CO₃)₂ крупностью 2-3 мм.

Увеличение содержания MgO в агломерате приводит к увеличению температуры начала плавления агломерата. Это способствует оптимизации формы и расположения зоны когезии, оказывающей наибольшее сопротивление проходу газов в доменной печи. Однако при чрезмерном содержании MgO шлак становится неустойчивым, а небольшое изменение температуры влечет резкое изменение его вязкости, создается неоднозначное влияние на прочность агломерата и удельную производительность агломашины. Поэтому весьма важным является вопрос оптимизации добавки доломита в аглодоменном производстве.

Оптимальное содержание MgO в шихте зависит от ее вещественного состава, основности и соотношения MgO/CaO.

Например, при переработке шихты, состоящей из Михайловских и Лебединских концентратов, оптимальным количеством добавляемого доломита следует считать 68 кг/т, известняка - 139,5 кг/т и извести - 54,4 кг/т. При этом прочность агломерата на удар составит 68,4%, удельная производительность агломашины 1,061 т/(м² ч) для шихты с содержанием Fe=54,4%; FeO=11,6%; SiO₂=6,9%; MgO=2,5%; Cao=13,8%. Основность шихты будет составлять 1,97; SiO₂/MgO - 2,760; MgO/CaO - 0,181.

Заданные параметры позволяют иметь прочный агломерат, увеличить температуру размягчаемости и плавления агломерата до 1350°C, следствием этого является возможность вести доменную плавку на предельном по минимуму расходе кокса, выплавляя чугун с минимальным содержанием кремния и серы при высоком физическом нагреве.

Однако при этом снижается удельная производительности агломашины до 1,061 т/(м² ч).

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является увеличение производительности агломерационной машины и улучшение качества агломерата.

Техническим результатом изобретения является увеличение производительности агломерационной машины на 6,5% и улучшение качества агломерата на удар на 0,3%.

Указанная задача решается за счет того, что в способе агломерации железорудных материалов, включающем подготовку компонентов шихты к спеканию, составление агломерационной шихты, смешивание и окомкование шихты, укладку постели и шихты на агломерационную машину, спекание шихты, обработку агломерационного спека, согласно изобретению смешанную шихту при окомковании увлажняют до 7,0-8,0% пульпой, содержащей в пределах от 1,0 до 6,8% пылевидные отходы переработки малопримесных известковистых доломитов с фракцией от 0,074 мм до 75 мас.%, со следующим химическим составом, мас.%: MgO=19,8; CaO=25,4; Fe₂O₃=8,4; SiO₂=3,3; Al₂O₃=5,04; Na₂O=0,06; K₂O=0,2.

Замена воды, используемой для увлажнения шихты, пульпой, состоящей из 99,0-93,2% H₂O и 1,0-6,8% пылевидных отходов переработки малопримесных известковистых доломитов с фракцией от 0,074 мм до 75 мас.%, со следующим химическим составом, мас.%: MgO=19,8; СаО=25,4; Fe₂O₃=8,4; SiO₂=3,3; Al₂O₃=5,04; Na₂O=0,06; K₂O=0,2, улучшает диспергирование твердых полезных частиц пульпы в железорудной шихте, позволяет положительно изменить физико-химические свойства шихты и создать кристаллохимические, пиромеханические превращения, укрепляющие прочность агломерата и повысить удельную производительность агломерационной машины.

Кроме того, решается задача по использованию отходов в процессе производства доломитов, снижаются затраты на энергоресурсы и производство агломерата.

Предлагаемый способ агломерации железорудных материалов осуществляют следующим образом.

После подготовки компонентов шихты к спеканию, составления агломерационной шихты смешанную шихту при окомковании увлажняют до 7,0-8,0% пульпой, содержащей в пределах от 1,0 до 6,8% пылевидные отходы переработки малопримесных известковистых доломитов с фракцией от 0,074 мм до 75 мас.%, со следующим химическим составом, мас.%: MgO=19,8; CaO=25,4; Fe₂O₃=8,4; SiO₂=3,3; Al₂O₃=5,04; Na₂O=0,06; K₂O=0,2.

Постель и эту шихту укладывают на агломерационную машину и спекают. Затем производят обработку агломерационного спека.

Полученные результаты сравнительных испытаний показывают, что предлагаемый способ позволяет увеличить производительность агломерационной машины на 6,5% и улучшить качество агломерата на удар на 0,3%. Кроме того, решается задача по использованию отходов в процессе производства доломитов, снижаются затраты на энергоресурсы и производство агломерата.