способ подготовки шихты к спеканию

Формула изобретения

Способ подготовки шихты к спеканию, включающий подачу шихты в окомкователь двумя потоками, введение одного из них в виде влажной шихты для зародышеобразования, напыление шихты, доокомкование зародышей до окатышей шихтой второго потока, введенного в поток газа с формированием газовлагошихтовой струи, отличающийся тем, что напыляемая шихта содержит органические нитевидные частицы диаметром 0,01-1,0 мм и длиной 2-50 мм в количестве 0,1-4,0% от массы шихты, введенные в упомянутый поток газа, причем напыление осуществляют одновременно с доокомкованием зародышей.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к производству железорудных окатышей и агломерата.

Известен способ подготовки шихты к спеканию, включающий подачу влажной шихты в окомкователь, зародышеобразование, доокомкование зародышей с получением окатышей (см. Ручкин И.Е. Производство железорудных окатышей. М.: Металлургия, 1976, с.82-92). Недостатком способа является низкая прочность окатышей.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ подготовки шихты к спеканию, включающий подачу влажной шихты в окомкователь двумя потоками, введение одного из них в виде влажной шихты для зародышеобразования, напыление шихты, доокомкование зародышей до окатышей шихтой второго потока, введенного в поток газа с формированием газовлагошихтовой струи (см. Патент №2232823 Россия, МПК 7 С 22 В 1/24, Б.И. №20, 2004). Недостатком способа является низкая прочность окатышей.

Задачей изобретения является повышение прочности окатышей.

Для достижения указанного технического результата в способе подготовки шихты и спеканию, включающем подачу шихты в окомкователь двумя потоками, введение одного из них в виде влажной шихты для зародышеобразования, напыление шихты, доокомкование зародышей до окатышей шихтой второго потока, введенного в поток газа с формированием газовлагошихтовой струи, напыляемая шихта содержит органические нитевидные частицы диаметром 0,01-1,0 мм и длиной 2-50 мм в количестве 0,1-4,0% от массы шихты, введенные в упомянутый поток газа, причем напыление осуществляют одновременно с доокомкованием зародышей. Сущность изобретения заключается в следующем. Напыление шихты на зародыши осуществляют газовлагошихтовой струей, содержащей органические нитевидные частицы. Для этого нитевидные частицы дополнительно вводят в поток газа. В процессе напыления шихты, содержащей органические нитевидные частицы, поверхность зародышей покрывается шихтовой оболочкой, пронизанной своеобразной нитевидной (арматурной) сеткой, скрепляющей покрытие и зародыши. Повышение прочности окатышей достигается переплетением нитевидных частиц между собой и между напыленным покрытием и зародышами. Сетчатая структура из нитей является особым видом связующего. Ее присутствие в шихте позволяет снизить содержание дорогостоящего бентонита в шихте окатышей. Поскольку зародыши вращаются в процессе доокомкования и напыления, то нити располагаются равномерно на их поверхности в направлении вращения гранул. Нити стягивают все части окатыша и препятствуют зарождению трещин. Сухие нитевидные частицы в глубине окатыша поглощают влагу из структуры окатышей и средняя влажность окатышей на 0,5-1,5% ниже, чем у окатышей, полученных по известной технологии. В процессе сушки окатышей органические нити представляют собой транспортные каналы, по которым влага из глубины окатышей передается на поверхность, способствуя интенсификации сушки. Во время термообработки окатышей нитевидные частицы сгорают, выделяя дополнительное количество тепла и формируют внутренний источник тепловыделения. Пористость окатышей повышается на 0,5-4,0%, что благоприятствует восстановимости окатышей в доменном переделе.

В качестве органических нитевидных частиц можно использовать нити, специально получаемые на текстильных предприятиях. Более предпочтительно использовать нитевидные частицы в виде отходов различных предприятий легкой, текстильной, деревообрабатывающей, резинотехнической промышленности. Отходы нитей получаются в процессах гранулирования органических материалов, после стрижки меха на меховых пошивочных фабриках, на кожевенных и других предприятиях легкой промышленности.

Напыление шихты, содержащей нитевидные частицы, можно реализовать с помощью струйной технологии. Подача органических нитевидных частиц в поток газа позволяет равномерно ввести нитевидные частицы в газовлагошихтовую струю и напылять их вместе с шихтой на поверхность зародышей. Нитевидные частицы благодаря их высокой эластичности, равномерно распределяются в струе вдоль линий тока и укладываются на поверхности зародышей, в форме сетки, выполняющий роль арматурного слоя.

Диаметр органических нитевидных частиц должен быть в пределах 0,01-1,0 мм. Если нити будут иметь диаметр менее 0,01 мм, то в этом случае возможен разрыв нитей на мелкие части, что не позволяет повысить прочность окатышей. Если диаметр нитей будет более 1,0 мм, то в этом случае ухудшаются эластичные свойства материала и они неравномерно укладываются на поверхности зародышей, в окатышах образуются крупные нитевидные (после обжига) поровые каналы, снижающие прочность окатышей. Длина нитевидных частиц должна быть в пределах 2-50 мм. Если длина нитей будет менее 2 мм, то прочность окатышей не повышается, так как трудно сформировать сетчатую (арматурную) структуру в глубине окатышей. Если длина нитей будет более 50 мм, то в этом случае нити скатываются на поверхности окатышей. Образуются их сгустки, ухудшается равномерность укладки, что снижает прочность окатышей. Количество органических нитевидных частиц должно быть 0,1-4,0% от массы исходной шихты. Содержание нитей в шихте менее 0,1% не позволяет повысить прочность окатышей и она остается на уровне прототипа. Если содержание нитевидных частиц будет более 4,0%, то ухудшается процесс напыления шихты на поверхность окатышей и прочность материалов снижается. Напылять шихту, содержащую нитевидные частицы, предпочтительнее на зародыши диаметром 5-14 мм. В этом случае задача изобретения будет решена.

Таким образом, за счет отличительных от прототипа признаков заявленный способ имеет новые свойства: формируется напыление шихты газовлагошихтовой струей, содержащей органические нитевидные частицы; формирование сетчатой структуры окатышей, структурно содержащих нитевидные частицы, выполняющие роль арматурного слоя; интенсификация сушки окатышей за счет появления нового транспортного канала (нитей) между центром и поверхностью окатышей; снижение влажности окатышей за счет поглощения влаги сухими нитями; повышение прочности окатышей и поглощения влаги сухими нитями; повышение прочности окатышей и улучшение их восстановимости, что в совокупности позволяет считать предлагаемый способ подготовки шихты к спеканию более эффективным.

Способ подготовки шихты к спеканию реализуется с помощью устройства, показанного на чертеже. Устройство содержит окомкователь 1, в который подается влажная шихта потоком 2 и потоком 3. Для формирования газовлагошихтовой струи 4 в рабочем пространстве окомкователя установлен струйный аппарат 5. Струйный аппарат содержит корпус 6, тракт 7 подачи сжатого воздуха и тракт 8 подачи органических нитевидных частиц. Тракт подачи нитевидных частиц содержит бункер 9 нитевидных частиц, барабаны-питатели 10, сопло 11 для пневмотранспорта нитевидных частиц. В процессе работы окомкователя образуются зародыши 12 и кондиционные сырые окатыши 13.

Способ подготовки шихты к спеканию осуществляется следующим образом. В рабочее пространство окомкователя 1 подается влажная шихта потоками 2 и 3. Поток 2 влажной шихты участвует в зародышеобразовании с получением зародышей. Поток 3 шихты предназначен для доокомкования зародышей и одновременного напыления влажной шихты, содержащей органические нитевидные частицы, до кондиционных окатышей. Для напыления влажной шихты и нитевидных частиц служит газовлагошихтовая струя 4, которая формируется с помощью струйного аппарата 5. В корпус 6 струйного аппарата подается поток 3 шихты, сжатый воздух подается по тракту 7 и органические нитевидные частицы подаются по тракту 8. Нитевидные частицы из бункера 9 подаются в тракт 8 дозированно барабанами-питателями 10. Для пневмотранспорта нитевидных частиц к струйному аппарату служит сжатый воздух, подаваемый через сопло 11. Газовлагошихтовая струя 4 напыляет шихту, содержащую нитевидные частицы, на зародыши 12 и одновременно происходит доокомкование зародышей до кондиционных сырых окатышей 13.

Пример. Отработку способа подготовки шихты к спеканию проводили на тарельчатом окомкователе диаметром 0,62 м, в рабочее пространство которого загружали 10 кг влажной шихты, содержащей концентрат Тейского месторождения, 1% бентонита и органические нитевидные частицы. Технология напыления шихты, содержащей органические нитевидные частицы, была организована согласно технологической схеме, представленной на чертеже. В качестве органических нитевидных частиц использовали производственные отходы меха, пуха, швейных нитей, образующиеся после стрижки, обрезки меховых изделий и обработки тканей. Шихту напыляли на зародыши диаметром 5-14 мм. Кондиционные окатыши имели размер 15-16 мм. В экспериментах использовали нитевидные частицы различных размеров, расход которых меняли в диапазоне 0,1-4,0% от массы исходной шихты. Результаты экспериментов представлены в таблице.

Таблица
№ п.п.	Параметры органических нитевидных частиц		Массовое количество нитевидных частиц, %	Прочность окатышей, Н/окатыш
	диаметр, мм	длина, мм
1	0,01	2	0,1	10,9
2	0,01	50	4,0	12,8
3	1,0	2	0,1	10,2
4	1,0	50	4,0	11,4
Данные прототипа
5	-	-	-	9,2

Как видно из полученных данных, способ подготовки шихты к спеканию, основанный на напылении влажной шихты, содержащей органические нитевидные частицы, на зародыши позволяет повысить прочность сырых окатышей на 10,9-39,1% (отн.).