Разработка принципиальной схемы участка оборудования для получения металлизованного продукта

На основании результатов, полученных в ходе лабораторных исследований по восстановлению железной руды Яковлевского ГОКа, была разработана принципиальная блок-схема процесса металлизации (см. рисунок).

Процесс металлизации осуществляется на установке металлизации, которая включается в себя:

1. Участок сушки руды;

2. Участок сушка и дробления угля;

3. Участок брикетирования руды;

4. Участок металлизации;

5. Участок брикетирования металлизованного продукта;

Реализация процесса осуществляется с использованием следующих сырьевых материалов:

1. Железная руда яковслевского месторождения с крупностью фракций 20-0 мм;

2. Уголь в качестве восстановителя с крупностью фракций 40-0 мм. Тип угля выбирается в зависимости от участка установки и его характеристик – содержание летучих, золы, вредных примесей, температуры спекания золы;

3. Связующее для получения брикетов из железной руды мелких фракций;

4. Природный газ в качестве энергоносителя;

Рисунок. Блок-схема установки металлизации

1 – оборудование сушки руды; 2 – оборудование сушка и измельчения угля; 3 – оборудование брикетирования руды; 4 – печь металлизации; 5 – оборудование брикетирования металлизованного продукта;

Предварительная подготовка шихты к восстановлению в печи включает в себя сушку руды (см. рисунок), сушку и дробление угля (см. рисунок) и брикетирование мелких фракций руды (см. рисунок).

Железная руда с крупностью фракций 20-0 мм и влажностью 9 % из бункера 1 подается питателем в барабанную сушилку 2, где подсушивается до влажности 0,5-1,0 % за счет тепла дымовых газов, прошедших тепло- и массообмен во вращающейся печи. Подсушенная руда на грохоте 6 разделяется на две фракции по крупности 10(20)-3(5) и 3(5)-0 мм. Первая фракция поступает на металлизацию во вращающуюся печь, вторая – подается на брикетирование. Уходящие из барабанной сушилки 2 газы проходят систему газоотчистки 3 и дымососом 4 эвакуируются создаваемой внутри дымовой трубы 5 тягой в окружающую среду. Уловленные пылеуловителем частицы более крупных фракций направляются на брикетирование.

Принципиальная схема участка сушки и дробления угля представлена на рисунке. Уголь с крупностью 40(30)-0 мм из бункера 1 подается питателем в барабанную сушилку 2, где подсушивается до влажности 1-2 % за счет тепловой энергии продуктов горения природного газа, сжигаемого в топке 7 при помощи горелки 6. Уходящие из барабанной сушилки 2 газы проходят систему газоотчистки 3 и дымососом 4 эвакуируются создаваемой внутри дымовой трубы 5 тягой в окружающую среду. Уловленные пылеуловителем частицы более крупных фракций пневмотранспортом направляются во вращающуюся печь со стороны выдачи металлизованного продукта. Подсушенный уголь размельчается в дробилке 9 и грохоте 10 и разделяется на две фракции по крупности 10-3(5) и 5(3)-0 мм. Первая фракция угля пневмотранспортом загружается в печь металлизации со стороны выдачи металлизованного продукта, вторая – на загрузку в печь.

Рисунок. Принципиальная схема участка сушки руды

1 – бункер для сырой руды; 2 – сушилка; 3 – пылеуловитель; 4 – дымосос; 5 – дымовая труба; 6 – устройство грохочения

Рисунок. Принципиальная схема участка сушки и измельчения угля

1 – бункер для сырой руды; 2 – сушилка; 3 – пылеуловитель; 4 – дымосос; 5 – дымовая труба; 6 – горелка; 7 – камера сжигания; 8 – бункер для подсушенного угля; 9 – измельчитель; 10 – устройство грохочения;

Принципиальная схема участка брикетирования руды представлена на рисунке. Подсушенная руда с крупностью фракции 3(5)-0 мм из бункера 1 попадает в смеситель 2, в который подается жидкое стекло как связующее и вода. Получаемая в смесителе готовая смесь подается в брикетный пресс 3. Влажные брикеты подсушиваются в сушилке 4 и, имея крупность около 10-15 мм, подаются во вращающуюся печь.

Принципиальная схема участка металлизации изображена на рисунке.

Во вращающуюся печь, со стороны торцевой загрузки, подаются:

1. Сухая железная руда с крупностью 3(5)-10(20) мм;

2. Сухие брикеты;

3. Сухой уголь с крупностью 5(3)-0 мм сжатым воздухом;

4. Уголь пиролизованный с крупностью 5(3)-0 мм, прошедший магнитную сепарацию;

Сухие брикеты, подсушенный и пиролизованный уголь с помощью бункера 1 через загрузочное устройство 2 попадают в печь 9. Отопление рабочего пространства осуществляется за счет сжигания природного газа с помощью горелки 8. Необходимый для горения топлива воздух нагнетается через воздушные фурмы 4, установленные на корпусе печи. Подсушенный уголь и его пыль с помощью бункера 7 через разгрузочное устройство 5 попадают в печь под давлением сжатого воздуха, нагнетаемого через канал 6. После восстановления материал охлаждается в охладителе 10 и направляется через бункер 11 в магнитный сепаратор 12, в котором происходит отделение металлизованного продукта от угля и золы. Немагнитная смесь отправляется на грохот 13. Уголь крупностью 5(3)-10 мм направляется на загрузку в печь. Уголь крупностью 5(3)-0 мм вместе с золой утилизируется.

Рисунок. Принципиальная схема участка брикетирования руды

1 – бункер для сырой руды; 2 – смеситель; 3 – брикетный пресс; 4 – сушилка

Рисунок. Принципиальная схема участка металлизации

1 – бункер для шихты; 2 – загрузочное устройство; 3 – камера дожигания; 4 – воздушные фурмы; 5 – разгрузочное устройство; 6 – подвод сжатого воздуха; 7 – бункер для угля; 8 – горелка; 9 – печь металлизации; 10 – охладитель; 11 – промежуточный бункер для металлизованного продукта; 12 – магнитный сепаратор; 13 – устройство грохочения;

Принципиальная схема брикетирования металлизованного железа представлена на рисунке. Свежевосстановленное железо и металлизованные брикеты, прошедшие массообмен в печи, через бункер 1 попадают на брикетный пресс, в котором формируются металлизованные брикеты без использования связующего.