Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА АГЛОМЕРАТА С ПОВЫШЕННЫМ СОДЕРЖАНИЕМ ОСТАТОЧНОГО УГЛЕРОДА
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА АГЛОМЕРАТА С ПОВЫШЕННЫМ СОДЕРЖАНИЕМ ОСТАТОЧНОГО УГЛЕРОДА

СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА АГЛОМЕРАТА С ПОВЫШЕННЫМ СОДЕРЖАНИЕМ ОСТАТОЧНОГО УГЛЕРОДА

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Сущность: способ производства агломерата включает подготовку руды и твердого топлива, последующее смешивание и спекание, при этом верхний предел крупности используемого топлива определяют исходя из фракционного состава рудной части шихты по следующему соотношению: dт = 0,3dp, где dт - верхний предел крупности топлива, мм, а dp - верхний предел крупности руды, мм, причем содержание фракции, соответствующей верхнему пределу крупности топлива, составляет не более 10% массы топлива. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2086674
Класс(ы) патента: C22B1/16
Номер заявки: 93053272/02
Дата подачи заявки: 29.11.1993
Дата публикации: 10.08.1997
Заявитель(и): Акционерное общество комбинат "Южуралникель"
Автор(ы): Картамышев Н.Е.; Люмкис С.Е.; Пашковский А.А.; Рогов П.В.; Чернов А.И.; Барсуков В.В.; Иванов Т.Т.; Муфтахов А.С.; Рахманов Ю.О.; Пронин А.Ф.
Патентообладатель(и): Акционерное общество комбинат "Южуралникель"
Описание изобретения: Изобретение относится к металлургии, в частности к области подготовки руд к плавке методом агломерации, и может быть применено на агломерационных фабриках цветной металлургии, например, при агломерации окисленной никелевой руды.
Известен способ производства агломерата с заданным количеством остаточного углерода (1), включающий разделение топлива по его реакционной способности, ввод в шихту топлива с высокой реакционной способностью в количестве, необходимом для спекания, предварительную обработку топлива с низкой реакционной способностью водной суспензией вяжущего вещества с водородным показателем pH 11-13.
Известен также способ получения марганцевого агломерата с остаточным углеродом (2), включающий введение твердого топлива в шихту в количестве, превышающем необходимое для спекания, его предварительную обработку, смешивание и спекание шихты на агломерационной машине, причем на топливо крупностью 6-8 мм, которое вводят сверх необходимого для спекания, предварительно накатывают оболочку из тонкодисперсного карбонатного марганцевого концентрата, обеспечивая ее пористость.
Недостатками названных способов являются необходимость разделения топлива по реакционной способности, введение топлива в шихту сверх необходимого для спекания, что обусловливает неэффективное использование топлива за счет дополнительных потерь с отходящими газами, в том числе в виде оксида углерода, дополнительная обработка топлива, введенного сверх необходимого для спекания, сложность исполнения, необходимость установки дополнительного оборудования, трудность контроля и регулирования заданных параметров обработки топлива.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ агломерации окисленной никелевой руды, включающий дробление руды до крупности 35 мм, измельчение твердого топлива (коксовой мелочи) до крупности 5 мм с содержанием фракции +5 мм не более 5% смешивание составляющих шихты (руды, коксина, возврата) и спекание на ленточных агломерационных машинах при расходе коксина, не превышающем необходимое для спекания. Содержание остаточного углерода в агломерате в этих условиях составляет 1,8% (3).
Этот способ не обеспечивает получение агломерата с более высоким содержанием углерода, что не позволяет заметно экономить кокс при шахтной плавке. Крупность коксина, применяемого при спекании 5 мм, не превышает снижения потерь топлива с отходящими газами в виде оксида углерода.
Технической задачей изобретения является увеличение содержания остаточного углерода в агломерате и экономия за счет этого кокса при шахтной плавке, без повышения расхода топлива на агломерацию и усложнения способа подготовки топлива к спеканию.
Технический результат достигается за счет использования топлива для агломерации, верхний предел которого определяется исходя из фракционного состава рудной части шихты по соотношению:
dт 0,3dp,
где dт -верхний предел крупности топлива, мм;
dp верхний предел крупности руды, мм;
причем содержание фракции, соответствующей верхнему пределу крупности топлива, составляет не более 10 мас. топлива.
Горение топлива в слое агломерационной шихты, как правило, начинается с мелких частиц топлива в силу их большой реакционной способности. По мере выгорания мелких частиц топлива концентрация углерода в слое в весовых и объемных единицах снижается, а оставшиеся более крупные частицы топлива оказываются разобщенными рудной спекшейся частью шихты. Наконец, наступает такой момент, когда тепла от горения разобщенных шихтой крупных частиц становится недостаточно для поддержания высокой температуры в слое, интенсивно охлаждаемом воздухом, и горение прекращается. Частицы несгоревшего топлива остаются запеченными в агломерате. Часть их при разрушении спека переходит с возвратом снова в шихту, а другая часть в виде остаточного углерода в агломерате поступает в плавку в шахтные печи, заменяя частично крупнокусковый металлургический кокс.
Состав отходящих газов свидетельствует о том, что часть топлива при агломерации недожигается, несмотря на избыточное количество кислорода воздуха. Соотношение количеств Co и CO2 составляет 0,23. Авторами была исследована зависимость между содержанием CO в отводящих газах и крупностью используемого топлива. Выяснилось, что при содержании в топливе фракции +5 мм в количестве до 5% концентрация CO в отходящих газах составляет 1,15% а при содержании в топливе фракции +10 мм до 5-7% концентраци CO в отходящих газах снизилась и составила 0,77%
По расчету для агломашин площадью 75 м2 снижение оксида углерода в отходящих газах на 0,1% соответствует уменьшению потерь углерода за счет неполноты горения на 2,1 2,2 кг на 1т агломерата. При этом количество остаточного углерода в агломерате связано с содержанием в топливе фракции 10 + 5 мм следующей зависимостью:
Y 1,78 + 0,017 x,
где Y содержание углерода в агломерате,
x содержание фракции 10 + 5 мм в топливе,
Опыты со спеканием шихты, содержащей топливо различной крупности, позволили определить оптимальное соотношение степени измельчения топлива в зависимости от крупности используемой руды для получения наибольшего количества остаточного углерода в агломерате:
dт 0,3dp,
где dт верхний предел крупности топлива, мм;
dp верхний предел крупности руды, мм;
причем содержание фракции, соответствующей верхнему пределу крупности топлива, составляет не боле 10 мас. топлива.
При дальнейшем увеличении крупности топлива нарушается распределение топлива в слое при загрузке шихты на паллеты, кусочки коксовой мелочи выкатываются из шихты на колосники паллет.
Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известного тем, что крупность топлива, используемого для агломерации, должна определяться в зависимости от крупности руды по соотношению:
dт 0,3dp,
где dт верхний предел крупности топлива, мм;
dp верхний предел крупности руды, мм;
причем содержание фракции, соответствующей верхнему пределу крупности топлива, составляет не более 10% массы топлива. Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию изобретения "новизна". Технических решений, устанавливающих функциональную зависимость крупности топлива от крупности используемой руды, которая позволит получить агломерат с максимальным количеством остаточного углерода без увеличения топлива, сверх необходимого для спекания, не известно, т.е. можно сделать вывод о соответствии предлагаемого решения критерию "изобретательский уровень02, т.к. отличительные признаки не следуют явным образом из уровня техники.
Изобретение позволяет увеличить содержание остаточного углерода в агломерате до 2,3-3,0% практически без увеличения расхода топлива на агломерацию сверх необходимого для спекания. Кроме того, увеличение верхнего предела крупности топлива в силу улучшения газопроницаемости шихты, уменьшения удельной поверхности топлива создает лучшие условия для более полного использования теплотворной способности топлива за счет увеличения соотношения двуокиси углерода и окиси углерода в отходящих газах. Имеется также побочный эффект за счет уменьшения выбросов окиси углерода с отходящими газами агломерации в атмосферу.
Опытно-промышленные испытания предлагаемого способа проведены на комбинате "Южуралникель". При подготовке топлива к спеканию фракция 10 мм выделялась на грохоте с решеткой 10 мм. Надрешетный продукт измельчался в четырехвалковых дробилках или в стержневых мельницах до крупности 10 мм, причем содержание фракции + 10 мм не превышало 10%
Измельченный и подрешетный продукты смешивались, поступая на общий транспортер, а затем дозировались через тарельчатые питатели объемным методом. Смешивание компонентов шихты производилось в барабанных смесителях, а спекание -на ленточных спекательных машинах.
В результате были получены следующие данные, представленные в таблице.
С увеличением крупности топлива от 5 мм (прототип) до 10 мм повышается содержание остаточного углерода в топливе от 1,85 до 3,20%
Снижение содержания окиси углерода в отходящих газах при увеличении крупности топлива в шихте и повышение за счет этого содержания углерода в агломерате не нарушают баланса тепла, необходимого непосредственно для спекания.
Способ позволяет снизить расход кокса на шахтную плавку, не повышая расхода топлива на агломерацию и не усложняя процесс его подготовки к агломерации.
Формула изобретения: 1. Способ производства агломерата с повышенным содержанием остаточного углерода, включающий подготовку твердого топлива и руды, смешивание и спекание, отличающийся тем, что верхний предел крупности топлива определяют из следующего соотношения:
dт 0,3dр,
где dт верхний предел крупности топлива, мм;
dр верхний предел крупности руды в шихте, мм.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что содержание фракции, соответствующей верхнему пределу крупности в топливе, составляет не более 10%