способ подготовки шихты к спеканию

Формула изобретения

Способ подготовки шихты к спеканию, включающий подачу влажной шихты на тарель окомкователя, окомкование шихты с образованием нисходящего пересыпающегося слоя и восходящего слоя окатышей и обработку окатышей влажной шихтой, вводимой в поток сжатого газа с формированием газовлагошихтовой струи, отличающийся тем, что газовлагошихтовую струю ориентируют к восходящему слою окатышей, при этом обработку окатышей осуществляют напылением влажной шихты на их поверхность, причем давление струи на поверхность окатышей составляет 50-400 Па.

Описание изобретения к патенту

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

Известен способ подготовки шихты к спеканию, включающий подачу влажной шихты в тарельчатый окомкователь, окомкование шихты с образованием слоя окатышей (см. Вегман Е.Ф. Окускование руд и концентратов. - М.: Металлургия, 1984, с.234-240). К недостаткам относится невысокая прочность получаемых окатышей.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ подготовки шихты к спеканию, включающий подачу влажной шихты на тарель окомкователя, окомкование шихты с образованием нисходящего пересыпающегося слоя и восходящего слоя окатышей, обработку слоя влажной шихтой, вводимой в поток сжатого газа (см. а.с. 1730186, МПК 6 С 22 В 1/24, 1992).

Способ характеризуется недостаточной прочностью получаемых окатышей. Это обусловлено тем, что обработка предполагает деформацию нисходящего пересыпающегося слоя с образованием в нем воздушной полости и гребня окатышей. Обработка сопровождается ускорением отдельных слоев окатышей, динамическим наклепом и барботажем окатышей. В этих условиях напыление шихты на поверхность окатышей становится затруднительным. Дальнейшее повышение прочности окатышей можно получить, используя более мощный поток сжатого воздуха, однако это приводит к раздуванию нисходящего пересыпающегося слоя окатышей, нарушению процесса окомкования и снижению производительности окомкователя. Это является недостатком известного способа подготовки шихты к спеканию.

Задачей изобретения является повышение прочности окатышей.

Сущность изобретения заключается в том, что повышение прочности окатышей достигается в способе подготовки шихты к спеканию, включающем подачу влажной шихты на тарель окомкователя, окомкование шихты с образованием нисходящего слоя окатышей, обработку слоя влажной шихтой, вводимой в поток сжатого газа, последний ориентируют к восходящему слою окатышей, формируют газовлагошихтовую струю и осуществляют напыление влажной шихты на поверхность окатышей, причем давление струи на поверхность окатышей составляет 50-400 Па.

Повышение прочности окатышей достигается технологией напыления влажной шихты на поверхность окатышей. Напыленный слой обладает более высокими плотностью и прочностью, при напылении шихты существенно упрочняются напыляемые окатыши. Процесс напыления возможен при более высоком давлении обработки. Такое давление (50-400 Па) может сформировать на поверхности окатышей газовлагошихтовая струя. Причем без деформации слоя может выдержать это давление восходящий слой материалов, в котором окатыши находятся в неподвижном (отсутствует вращение гранул) состоянии.

В процессе напыления шихты вся энергия струи расходуется не на увеличение скорости окатышей (как в прототипе), а на образование новой поверхности (объема) окатышей. Напыленный слой формируется в течение 0,1-2,0 с, поэтому скорость образования тела окатышей в 50-80 раз выше скорости накатывания шихты при технологии переката (как в прототипе). Более интенсивному упрочнению и формированию напыленного слоя способствует состояние неподвижности окатышей восходящего слоя и развитость их поверхности (полусферичность) и существенно меньший отскок шихты от волнистой поверхности влажных окатышей.

Для организации напыления требуется сформировать газовлагошихтовую струю, которая характеризуется равномерным распределением влаги и шихты в потоке сжатого газа и определенным углом раскрытия струи (10-20 град.). Струя необходима для равномерного напыления шихты на поверхность окатышей и получения заданной толщины напыленного слоя (2-4 мм). В качестве сжатого газа можно использовать сжатый воздух, кислород, азот, аргон, водяной пар и т.д. Основное требование к напыленному слою заключается в том, чтобы его плотность была не ниже плотности сырых окатышей (1900-2000 кг/м³). Это обеспечивается давлением газовлагошихтовой струи на поверхность окатышей в пределах 50-400 Па. Если давление струи будет менее 50 Па, то напыленный слой имеет невысокую плотность (менее 1900 кг/м³) и прочность окатышей будет невысокой (на уровне прототипа). Если давление струи будет более 400 Па, то на поверхности окатышей образуются трещины и прочность окатышей снижается, что противоречит задаче изобретения. Повышение прочности в пределах 12,6-18,2% может быть достигнуто при давлении струи в интервале 50-400 Па.

Таким образом, за счет отличительных от прототипа признаков заявляемый способ приобретает новые свойства: на влажных окатышах формируется равномерный напыленный слой с плотностью, близкой к плотности окатышей; энергия струи расходуется на образование напыленного слоя; скорость роста массы окатышей возрастает в 50-80 раз; упрочнение окатышей достигается ударным воздействием газовлагошихтовой струи на поверхность окатышей; происходит уменьшение отскока шихтовой массы от неподвижных окатышей восходящего слоя.

Способ подготовки шихты к спеканию реализуется с помощью устройства, представленного на чертеже. Тарельчатый окомкователь содержит борта 1 и днище 2, на поверхности которого формируется нисходящий пересыпающийся слой окатышей 3 и восходящий неподвижный слой окатышей 4. Над поверхностью тарели расположен распылитель шихты 5, снабженный загрузочным устройством 6 и соплом сжатого воздуха 7. Влажная шихта 8 подается транспортером 9. В процессе распыления образуется газовлагошихтовая струя 10, которая формирует напыляемый слой 11 на поверхности окатышей восходящего слоя. В нем материалы движутся снизу вверх, не испытывая вращения и оставаясь при этом условно неподвижными. В распылитель 5 шихта направляется через загрузочное устройство 6. Сопло сжатого воздуха 7 способствует ускорению шихты 8 и с помощью распылителя 5 формирует высоконапорную газовлагошихтовую струю 10. Последняя ориентирована к восходящему слою 4 и напыляет влажную шихту на поверхность окатышей в слое 11. Расход шихты и сжатого воздуха регулируется запорной аппаратурой (вентили и шиберы) таким образом, чтобы давление струи 10 на окатыши слоя 11 составляло 50-400 Па и на их поверхности формировался напыленный слой высокой плотности.

Пример. Отработку способа подготовки шихты к спеканию вели на тарели окомкователя диаметром 0,62 м, установленной под углом 45 град. к горизонту и вращающейся со скоростью 12 об/мин. Расположение распылителя под тарелью окомкователя выполнено согласно предлагаемой технической схеме. Он формирует газовлагошихтовую струю и ориентирован к восходящему слою окатышей. Струя напыляет влажную шихту на поверхность окатышей. Расход сжатого воздуха измеряли с помощью ротаметра РМ-63 Г, расход загружаемой влажной шихты задавали с помощью ленточного питателя. Давление воздухошихтовой струи на поверхность окатышей рассчитывали по известным выражениям.

После экспериментов окатыши спекали в нагревательной печи и определяли их прочность на сжатие. Результаты опытов представляли в таблице.

Как видно из таблицы, повышение прочности окатышей достигнуто в пределах 12,6-18,2% за счет напыления шихты на поверхность окатышей и ударным упрочнением окатышей газовлагошихтовой струей. Эти показатели получены при давлении струи в пределах 50-400 Па. Если давление струи будет менее 50 Па, то прочность окатышей останется на уровне прототипа, а напыленный слой будет иметь невысокие плотность и толщину. Если давление струи на поверхность окатышей превысит 400 Па, то прочность окатышей начнет снижаться по причине образования трещин от высоконапорной газовлагошихтовой струи.