Результат интеллектуальной деятельности: ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ ПРОИЗВОДСТВА ЖЕЛЕЗОРУДНЫХ ОКАТЫШЕЙ

Заявляемый объект относится к области подготовки сырья к металлургическому переделу и может быть использован при производстве железорудных окатышей с использованием шлама и/или пыли газоочисток доменного, или мартеновского, или конвертерного, или электросталеплавильного производств или их смеси.

Наиболее близким по совокупности признаков к заявляемому объекту является выбранная в качестве прототипа линия производства окатышей, содержащая установленные в технологической последовательности смеситель шихты для сырых окатышей, систему увлажнения шихты, окомкователь шихты для получения сырых окатышей, устройства для сушки, рассева, обжига и охлаждения окатышей. Смеситель шихты для сырых окатышей приспособлен для смешивания железорудных материалов. Устройство для обжига и охлаждения окатышей выполнено в виде обжиговой конвейерной машины с технологическими зонами сушки, нагрева, обжига, рекуперации и охлаждения обожженных окатышей. При этом сборный коллектор зоны охлаждения разделен на три секции. В первую секцию подается охлаждающий агент с температурой 200-300°C, во вторую секцию - агент с температурой 80-150°C, в третью секцию - наружный воздух (Патент РФ №2353676, опубл. 24.04.2012).

У заявляемой технологической линии производства железорудных окатышей и прототипа совпадают следующие существенные признаки. Обе линии содержат установленные в технологической последовательности и соединенные транспортными средствами смеситель шихты для сырых окатышей, систему увлажнения шихты, окомкователь шихты для получения сырых окатышей, устройства для сушки, отсева, обжига и охлаждения окатышей.

Анализ технических свойств прототипа, обусловленных его признаками, показывает, что получению ожидаемого технического результата при использовании прототипа препятствуют следующие причины. При производстве железорудных окатышей не используются такие отходы металлургического производства, как шлам и пыль газоочисток доменного, или мартеновского, или конвертерного, или электросталеплавильного производств или их смесь. Кроме того, при производстве железорудных окатышей не улавливается такой ценный продукт, как цинковый концентрат, который содержит оксид цинка.

В основу заявляемого объекта поставлена задача создать такую технологическую линию производства железорудных окатышей, в которой усовершенствование путем введения новых элементов позволило бы при использовании заявляемого объекта обеспечить достижение технического результата, заключающегося в повышение эффективности утилизации отходов металлургического производства за счет использования при производстве железорудных окатышей таких отходов металлургического производства, как шлам и пыль газоочисток доменного, или мартеновского или конвертерного или электросталеплавильного производств или их смеси. Кроме того, при производстве железорудных окатышей необходимо обеспечить улавливание такого ценного продукта, как оксид цинка, образующийся при восстановлении цинка, который содержится в качестве примеси в железосодержащих шламах и пыли газоочисток.

Заявляемая технологическая линия производства железорудных окатышей установленные в технологической последовательности и соединенные транспортными средствами смеситель шихты для сырых окатышей, систему увлажнения шихты, окомкователь шихты для получения сырых окатышей, устройства для сушки, отсева, обжига и охлаждения окатышей.

Отличительной особенностью заявляемого объекта является следующее. Технологическая линия снабжена дозатором отсева кокса, дозатором гашеной извести и дозатором шлама и/или пыли газоочисток доменного, или мартеновского или конвертерного или электросталеплавильного производств или их смеси, которые соединены транспортным средством со смесителем шихты для сырых окатышей. Окомкователь шихты для получения сырых окатышей выполнен в виде тарельчатого гранулятора. Форсунки системы увлажнения шихты расположены над тарелью тарельчатого гранулятора. Устройство для сушки окатышей выполнено в виде ленточной сушилки. Устройство для отсева окатышей выполнено в виде двухситного грохота. Устройство для обжига окатышей выполнено в виде барабанной обжиговой противоточной печи, которая соединена с системой газоочистки, оборудованной рукавными фильтрами. Устройство для охлаждения окатышей выполнено в виде барабанного или шахтного холодильника.

В частных случаях выполнения заявляемая технологическая линия производства железорудных окатышей отличается тем, что:

- форсунки системы увлажнения шихты расположены над тарелью тарельчатого гранулятора диаметрально противоположно;

- линия снабжена шаровой мельницей для измельчения отсеянных некондиционных по размеру окатышей и средством для перемещения полученного порошка в смеситель шихты для сырых окатышей.

При использовании заявляемой технологической линии производства железорудных окатышей достигается технический результат, заключающийся в повышении эффективности утилизации отходов металлургического производства за счет использования при производстве железорудных окатышей таких отходов металлургического производства, как шлам и пыль газоочисток доменного, или мартеновского или конвертерного или электросталеплавильного производств или их смеси. Кроме того, при производстве железорудных окатышей обеспечивается улавливание такого ценного продукта как цинковый концентрат, содержащий оксид цинка.

Между совокупностью существенных признаков заявляемого объекта и достигаемым техническим результатом имеется следующая причинно-следственная связь.

Снабжение технологической линии дозатором отсева кокса, дозатором гашеной извести и дозатором шлама и/или пыли газоочисток доменного, или мартеновского или конвертерного или электросталеплавильного производств или их смеси, которые соединены транспортным средством со смесителем шихты для сырых окатышей, выполнение окомкователя шихты для получения сырых окатышей в виде тарельчатого гранулятора, расположение форсунок системы увлажнения шихты над тарелью тарельчатого гранулятора, выполнение устройства для сушки окатышей в виде ленточной сушилки, выполнение устройства для рассева окатышей в виде двухситного грохота, выполнение устройство для обжига окатышей в виде барабанной вращающейся обжиговой противоточной печи, которая соединена с системой газоочистки, оборудованной рукавными фильтрами, выполнение устройства для охлаждения окатышей в виде барабанного или шахтного холодильника обеспечивает получение качественных железорудных окатышей с использованием таких отходов металлургического производства, как шлам и пыль газоочисток доменного, или мартеновского, или конвертерного, или электросталеплавильного производств или их смеси.

Указанные железосодержащие отходы металлургического производства всегда содержат соединения цинка. При производстве окатышей из этих железосодержащих отходов металлургического производства цинк будет интенсивно возгоняться и восстанавливаться в процессе обжига окатышей, который осуществляется при 950-1050°C. В процессе возгонки восстановленный цинк легко взаимодействует с кислородом, образуя оксид цинка. Направление отходящих от обжиговой печи запыленных газов, содержащих оксид цинка, на охлаждение и в рукавные фильтры системы газоочистки обеспечивает улавливание и сбор такого ценного продукта, как технический цинковый концентрат, содержащий оксид цинка.

Кроме того, улучшается качество железорудных окатышей, изготовленных из шихты, содержащей отсев кокса, гашеную известь и железосодержащий материал, в качестве которого используют шлам и/или пыль газоочисток доменного, или мартеновского или конвертерного или электросталеплавильного производств или их смесь. Улучшение качества железорудных окатышей обусловлено следующим. Если не удалять цинк из окатышей до их загрузки в печные агрегаты основного производства для получения чугуна и стали, возгоняющийся из шихты металлический цинк может вызывать разрушение футеровки плавильного агрегата - доменной печи, мартеновской печи, конвертера или электропечи. Кроме того, на поверхностях газоотводящих трактов могут образовываться настыли оксида цинка, что затрудняет эксплуатацию газоотводящих трактов и их ремонт, сокращает межремонтный период и увеличивает трудозатраты и стоимость ремонтных работ.

Расположение форсунок системы увлажнения шихты диаметрально противоположно над тарелью тарельчатого гранулятора, а значит на максимальном расстоянии одной форсунки от другой, обеспечивает более равномерное увлажнение шихты при окомковании сырых окатышей, которые последовательно перемещаются от форсунки к форсунке, обкатываясь при этом по поверхности тарели тарельчатого гранулятора, что способствует повышению выхода кондиционных окатышей из-за улучшения адгезионных свойств равномерно увлажненных компонентов шихты на тарели гранулятора.

Снабжение технологической линии производства железорудных окатышей шаровой мельницей для измельчения отсеянных некондиционных по размеру окатышей и средством для перемещения полученного порошка в смеситель шихты для сырых окатышей, позволяет максимально использовать такие металлосодержащие отходы металлургического производств, как шлам и пыль газоочисток при улавливании и сборе такого ценного продукта, как технический цинковый концентрат, содержащий оксид цинка.

Сущность заявляемого объекта поясняется графическими материалами, на которых изображено:

на фиг. 1 - блок-схема технологической линии производства железорудных окатышей;

на фиг. 2 - вид сверху на тарель тарельчатого гранулятора.

На представленных графических материалах использованы следующие обозначения:

1 - смеситель шихты для сырых окатышей;

2 - дозатор отсева кокса;

3 - дозатор гашеной извести;

4 - дозатор железосодержащего материала;

5 - система увлажнения шихты;

6 - тарельчатый гранулятор;

7 - устройство для сушки окатышей;

8 - устройство для рассева окатышей;

9 - шаровая мельница;

10 - устройство для обжига окатышей;

11 - система газоочистки;

12 - устройство для охлаждения окатышей;

13 - форсунка;

14 - форсунка;

15 - тарель;

16 - питатель шихты;

17 - съемный нож.

В конкретном примере выполнения технологическая линия производства железорудных окатышей содержит устройства, установленные в технологической последовательности и соединенные транспортными средствами. Над смесителем шихты для сырых окатышей 1 установлен дозатор отсева кокса 2, дозатор гашеной извести 3 и дозатор железосодержащего материала 4, которые соединены транспортным средством со смесителем шихты для сырых окатышей 1. Далее установлены система увлажнения шихты 5, тарельчатый гранулятор 6, устройство для сушки окатышей 7, устройство для рассева окатышей 8, шаровая мельница 9, устройство для обжига окатышей 10, система газоочистки 11 и устройство для охлаждения окатышей 12.

Смеситель шихты для сырых окатышей 1 приспособлен для смешивания отсева кокса, гашеной извести и железосодержащего материала, в качестве которого используют шлам и/или пыль газоочисток доменного, или мартеновского или конвертерного или электросталеплавильного производств или их смесь.

Окомкователь шихты для получения сырых окатышей выполнен в виде тарельчатого гранулятора 6. При этом форсунки 13 и 14 системы увлажнения шихты 5 расположены диаметрально противоположно над тарелью 15 тарельчатого гранулятора между питателем шихты 16 и съемным ножом 17.

Устройство для сушки окатышей 7 выполнено в виде ленточной сушилки. Устройство для рассева окатышей 8 выполнено в виде двухситного грохота. Устройство для обжига окатышей 10 выполнено в виде барабанной вращающейся обжиговой противоточной печи, которая соединена с системой газоочистки 11, оборудованной рукавными фильтрами. Устройство для охлаждения окатышей 12 выполнено в виде барабанного холодильника.

В конкретном примере технологическая линия производства железорудных окатышей работает следующим образом.

Для шихты используют компоненты, в частности, отсевы кокса и гашеной извести, с размером частиц, не превышающим 300 мкм.

В конкретном примере в качестве железосодержащего материала используют смесь шлама газоочистки доменного, производства и пыли мартеновского, конвертерного и электросталеплавильного производств. Шлам газоочистки доменного, производства предварительно подсушивают до 16 масс.%. Для используемого железосодержащего материала определяют суммарное количество в нем железа и цинка. Например, в этом железосодержащем материале железа - 56,75 масс.%, цинка - 3,32 масс.%, суммарно - 60,07 масс.%. Значит, в 100 кг используемого железосодержащего материала содержится 60,07 кг железа и цинка. При этом количество отсева металлургического кокса для шихты берут в 1,3 раза больше, чем суммарное количество железа и цинка в железосодержащем материале, т.е. 60,07×1,3=78,09 кг. Общее количество железосодержащего материала и отсева металлургического кокса составляет 100,00+78,09=178,09 кг. Количество гашеной извести, используемой в качестве связующего вещества, составляет 0,16 от общего количества отсева металлургического кокса и железосодержащего материала, т.е. 178,09×0,16=28,5 кг. В этом примере при подготовке шихты для сырых окатышей в смесителе необходимо смешать 100,00 кг железосодержащего материала, 78,09 кг отсева металлургического кокса и 28,5 кг гашеной извести.

Компоненты шихты в необходимом количестве загружают в смеситель шихты для сырых окатышей 1 через весовые дозаторы: дозатор отсева кокса 2, дозатор гашеной извести 3 и дозатор железосодержащего материала 4. В закрываемом герметично смесителе шихты для сырых окатышей 1 смешивают в заданных количествах отсевы кокса, известь и железосодержащий материал. Полученную шихту направляют на тарельчатый гранулятор 6. На тарель 15 тарельчатого гранулятора 6 комки шихты попадают из дозатора 16. Над тарелью 15 через диаметрально расположенные форсунки 13 и 14 системы увлажнения шихты 5 распыляется вода для увлажнения шихты до влажности 12-16 масс.%. На тарельчатом грануляторе 6 осуществляется окомкование шихты до получения сырых окатышей, которые снимаются с тарели 15 съемным ножом 17.

Полученные окатыши сушат в ленточной сушилке устройства для сушки окатышей 7 при 200°C в течение 2-х часов. Затем на двухситном грохоте в устройстве для рассева окатышей 8 осуществляют рассев сухих окатышей на фракции кондиционных и некондиционных по размеру окатышей. Кондиционные окатыши направляют на обжиг в барабанную вращающуюся обжиговую противоточную печь устройства для обжига окатышей 10. Обжиг окатышей осуществляют при 1000°C в течение 2,5 часа. Отходящие от обжиговой печи запыленные газы, содержащие оксид цинка, направляют в систему газоочистки 11 для улавливания цинкового концентрата в рукавных фильтрах. В системе газоочистки 11 запыленные газы перед рукавными фильтрами охлаждаются до допустимого значения путем подсоса атмосферного воздуха в газоход через регулирующий клапан.

Обожженные металлизованные железорудные кондиционные окатыши охлаждают в барабанном холодильнике устройства для охлаждения окатышей 12.

Отсеянные некондиционные по размеру окатыши измельчают в шаровой мельнице 9 до частиц, размер которых не превышает 300 мкм. Полученный порошок с использованием транспортера перемещают в качестве добавки для шихты в смеситель шихты для сырых окатышей 1.

При содержании цинка в железосодержащем материале менее 1-го масс.%, рассев сухих окатышей на двухситном грохоте перед обжигом осуществляют до размера 3-20 мм. И на обжиг направляют кондиционные окатыши размером 3-20 мм.

При содержании цинка в железосодержащем материале более 1-го масс.%, рассев сухих окатышей на двухситном грохоте перед обжигом осуществляют до размера 3-10 мм для более полного извлечения цинка из глубинных слоев окатышей при их обжиге.

В техническом цинковом концентрате, собранном с рукавных фильтров системы газоочистки 11, содержится 72-75% оксида цинка.