СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАНУЛИРОВАННОГО МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ЖЕЛЕЗА Российский патент 2013 года по МПК C21B13/08 

Изобретение относится к технологии приготовления шихты для процесса восстановления оксида металла посредством нагрева скомпонованного материала, и может быть использовано в производстве металлизированного продукта, например железа, в печи с подвижным подом.

Известен способ частичного восстановления оксидов железа, включающий формирование и нагревание слоя реагентов на поде печи с вращающимся подом, в котором в качестве реагентов используют смесь мелкоизмельченной железной руды и измельченного углеродсодержащего материала и/или микроагломераты мелкоизмельченной железной руды и измельченного углеродсодержащего материала, причем в качестве углеродсодержащего материала используют каменный уголь, который предварительно измельчают в порошок (патент РФ №2167943, С21В 13/08, 2001 г., [1]).

Основные недостатки известного решения: получение микроагломератов измельченных железной руда и углеродсодержащего материала требует дополнительных энергетических затрат и специального оборудования.

Известен способ производства металлического железа, включающий смешение материала, содержащего оксид железа, с восстановителем в виде углеродсодержащего материала и кремнеземсодержащим связующим в виде бентонита, компонование материала смеси и термообработку (сушку) скомпонованного материала при температуре 1-20°С с последующей высокотемпературной обработкой полученного агломерированного материала и прямым восстановлением железа. Исходная шихта содержит 80,5 мас.% руды, 18,5 мас.% углеродсодержащего материала и 1,0 мас.% бентонита. При этом управление процессом восстановления осуществляется регулированием состава жидкой фракции выработанного шлака путем учета компонентов породных примесей в сырье и введения в состав шихты одного или не менее двух компонентов из следующих: известь (СаО), известняк (СаСО₃), двуокись кремния (SiO₂), серпентин (MgO), марганцевая руда (MnO), боксит (Al₂O₃) и т.д. (патент РФ №2244015, С21В 13/00, 2005 г., [2]).

Основные недостатки известного решения - относительно низкая температура термообработки сырого скомпонованного материала в известном решении (120°С) требует достаточно длительного времени для достижения необходимой степени удаления влаги из материала, а управление процессом регуляцией состава жидкой фракции выработанного шлака путем учета компонентов породных примесей в сырье и введением в состав шихты одного или не менее двух компонентов на практике крайне затруднительно из-за колебаний состава поступающего на переработку сырья. Такой способ управления не позволяет стабилизировать технологические параметры процесса, что снижает его эффективность.

Известен способ получения гранулированного металлического железа с низким содержанием серы, в котором смесь сырья, включающая содержащее оксид железа вещество и углеродсодержащий восстановитель, подают на подвижной под нагретой печи с восстановительной атмосферой, осуществляют нагрев сырьевой смеси и восстановление оксида железа, содержащегося в упомянутой смеси, посредством упомянутого углеродсодержащего восстановителя, обеспечивают отделение частиц получаемого металлического железа от образующегося шлака, подвергают полученное металлическое железо охлаждению для отверждения, после чего выгружают гранулированное металлическое железо. При этом количество СаО-содержащего вещества, MgO-содержащего вещества и SiO₂-содержащего вещества в упомянутой смеси, регулируют для достижения показателя основности образующегося шлака, выражаемой формулой (CaO+MgO)/SiO₂, в пределах от 1,3 до 2,3. К упомянутой сырьевой смеси дополнительно может быть добавлено CaF₂-содержащее вещество в количестве от 0,2 до 2 мас.%, а в качестве упомянутого CaF₂ - содержащего вещества может быть использован флюорит. Также может быть добавлено небольшое количество пшеничной муки, используемой в качестве связующего, для получения шихтового материала в компактном виде - в виде окатышей, брикетов (патент РФ №2301834, С21В 13/08, 2007 г., [3]).

В данном решении достижение необходимой температуры образования жидкой реакционной фазы, при которой, в основном, происходит процесс получения металлического железа, регулируют образованием шлака заданной основности на стадии подготовки шихты путем учета содержания компонентов композиции в исходных сырьевых материалах.

Основные недостатки известного решения: высокая температура плавления образующегося шлака (до 1500°С), что обуславливает необходимость поддержания температуры в рабочей зоне печи до 1550°С и влечет повышенные затраты на топливо, футеровку, обслуживание и ремонт печи. Использование в известном шлакообразующем составе CaF₂ сопровождается его частичной диссоциацией в процессе, ведущей к повышенной коррозии металлических деталей и поверхностей печного пространства, газотранспортной системы, происходит выделение фтористых соединений в окружающую среду, снижается экологическая безопасность производства. Кроме того, учет содержания компонентов шлакообразующей композиции в исходных сырьевых материалах не обеспечивает в полной мере стабилизацию технологического процесса, так как в исходном сырье возможны достаточно значительные отклонения по содержанию компонентов, а сами компоненты могут быть в сырьевом материале связаны и не в полной мере участвовать в протекающих реакциях.

По назначению, технической сущности и наличию сходных признаков данное решение выбрано в качестве ближайшего аналога.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение технико-экономических показателей процесса восстановления металла из оксида в печи с подвижным подом.

Техническими результатами являются снижение рабочей температуры процесса получения восстановленного металла, стабилизация технологических параметров процесса, снижение потерь целевых компонентов шихты и более эффективное использование всех компонентов шихтового материала.

Технические результаты достигаются тем, что в способе получения гранулированного металлического железа, включающем дозированное смешение железорудного концентрата с углеродистым восстановителем в виде угля, с компонентом, содержащим карбонат кальция, с кремнеземсодержащим компонентом, окускование материала шихты, его сушку и подачу окускованного материала в печь с вращающимся подом, термообработку в восстановительной атмосфере с получением металлического железа и шлака, охлаждение и разделение продуктов, на смешение подают в качестве углеродистого восстановителя каменный и/или бурый уголь, в качестве кремнеземсодержащего компонента - природный кремнеземсодержащий материал, содержащий не менее 95% вес. SiO₂, окускованный материал предварительно термообрабатывают в сушильной камере при температуре 140-250°С, окончательную термообработку материала ведут в обжиговой печи при температуре 1150-1350°С, а на смешение подают шихту при следующем соотношении компонентов, вес.%:

каменный и/или бурый уголь 18-24 карбонат кальция 3,8-13,7 природный кремнеземсодержащий материал 1-7 железорудный концентрат остальное.

Кроме того, в качестве кремнеземсодержащего компонента может быть использован природный кремнеземсодержащий материал, содержащий не менее 95% вес. SiO₂, который содержит не менее 97% частиц фракции не более 0,2 мм, например в виде кварцевого песка, в качестве компонента, содержащего карбонат кальция, на смешение может быть подан известняк или кальцит, окускованный материал предварительно термообрабатывают при температуре 140-250°С отходящими из обжиговой печи газами или воздухом, нагретым в рекуператоре отходящими газами обжиговой печи, влажность шихты, подаваемой на окускование, при необходимости может поддерживаться 8-10% и в шихту, подаваемую на окускование, дополнительно может быть введен цемент в количестве 1-7% вес.от общего количества шихтового материала, окускование материала шихты может быть проведено путем прессования на брикет-прессе при давлении 50-150 кН, в шихту, подаваемую на окускование, может быть дополнительно введено органическое связующее в количестве до 1% вес. от общего количества шихтового материала, в качестве органического связующего может быть использован водорастворимый полисахарид, например, в виде карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ).

Сравнительный анализ предлагаемого технического решения с известным решением, выбранным в качестве ближайшего аналога, показывает, что известное решение и предлагаемое характеризуются сходными признаками:

- способ получения гранулированного металлического железа, включающий:

- - дозированное смешение железорудного концентрата с углеродистым восстановителем в виде угля, с компонентом, содержащим карбонат кальция, с кремнеземсодержащим компонентом;

- - окускование материала шихты;

- - подачу оку скованного материала в печь с вращающимся подом;

- - термообработку в восстановительной атмосфере с получением металлического железа и шлака;

- - охлаждение и разделение продуктов термообработки.

Предлагаемое техническое решение также характеризуется признаками, отличными от признаков решения по ближайшему аналогу:

- на смешение подают в качестве углеродистого восстановителя каменный и/или бурый уголь;

- в качестве кремнеземсодержащего компонента на смешение подают - природный кремнеземсодержащий материал, содержащий не менее 95% вес. SiO₂;

- окускованный материал предварительно термообрабатывают в сушильной камере при температуре 140-250°С (нагретым воздухом или отходящими газами);

- окончательную термообработку материала ведут в обжиговой печи при температуре 1150-1350°С;

- на смешение подают шихту при следующем соотношении компонентов, вес.%:

каменный и/или бурый уголь 18-24 карбонат кальция 3,8-13,7 природный кремнеземсодержащий материал 1-7 железорудный концентрат остальное

Наличие в предлагаемом решении признаков, отличительных от признаков, характеризующих ближайший аналог, позволяет сделать вывод о его соответствии условию патентоспособности изобретения «новизна».

Техническая сущность предлагаемого решения заключается в следующем.

В предлагаемом решении регулирование (снижение) температуры процесса и повышение эффективности разделения частиц получаемого металлического железа от образующегося шлака осуществляют образованием шлаковой системы с пониженной температурой плавления и высокой жидкотекучестью, что достигается на стадии подготовки шихты путем добавления в состав шихты компонентов шлакообразующей композиции. При этом, как основные шихтовые материалы (железорудный концентрат и углеродистый восстановитель в виде угля), так и компоненты шлакообразующей композиции (карбонат кальция и кварцевый песок) сосредоточены в локальном объеме окускованного материала (брикет, окатыш) и плотно «упакованы», то есть находятся в плотном контакте друг с другом.

Такой подход к реализации технологии получения гранулированного металлического железа позволяет получить следующие технологические преимущества:

1) реакция восстановления оксида железа начинается в локальном объеме в твердой фазе;

2) появление жидкой реакционной фазы при более низкой температуре способствует интенсификации процесса;

3) последовательно происходят «науглероживание» восстановленного металла, его плавление, коалесценция мелких частиц жидкого металла в более крупные с образованием на конечном этапе двух несмешивающихся жидких фаз: шлаковой и металлической.

Кроме того, на снижение температуры процесса направлена и предварительная термообработка окускованного материала в сушильной камере при температуре 140-250°С перед загрузкой его в печь. В процессе такой термообработки, во-первых, удаляется влага, т.е. снижаются энергетические затраты на удаление влаги в печи и обеспечиваются безопасные условия работы; во-вторых, производится упрочнение окускованного материала, что снижает его потери при дальнейшем перемещении в технологической линии и при загрузке в печь; в-третьих, обеспечивается сохранение локального реакционного объема окускованного материала после загрузки на под печи; в-четвертых, данные локальные реакционные объемы окускованного материала (брикеты, окатыши) вносят в процесс дополнительную тепловую энергию, полученную от утилизации части тепловой энергии процесса, удаляемой с отходящими технологическими газами. Такой возврат возможен, например, с использованием нагрева воздуха-осушителя в рекуператорах или прямым направлением отходящих газов в сушильную камеру. Температура не менее 140°С необходима для гарантированного удаления влаги. Нагрев более 250°С нецелесообразен: вся влага удалена, прочность окускованного материала не повышается.

Обработка материала в печи при температурах 1150-1350°С обусловлено следующим. Минимальная температура в 1150°С в зоне загрузки окускованной шихты в печь обеспечивает более мягкое воздействие теплового удара на данный материал. Максимальная температура 1350°С в основной зоне обжиговой печи обеспечивает эффективное протекание сопутствующих получению гранулированного железа процессов. Кроме того, минимальное колебание температуры в печи в размере 200-300°С способствует более длительной безремонтной эксплуатации печи за счет меньшего разрушающего теплового воздействия на футеровку вращающегося пода печи.

Компонентный состав шихты, соотношения между компонентами подобраны экспериментально и подтверждены лабораторными исследованиями и опытно-промышленным опробованием.

В таблицах 1-3 приведены характеристики основных сырьевых компонентов.

Характеристика железорудных концентратов (ЖРК)

Таблица 1 Железорудный Состав, % концентрат Fe_oбщ SiO₂ CaO Al₂O₃ MgO А 54,0 18,1 0,12 1,3 0,1 Б 62,2 3,9 1,9 2,6 3,9

Таблица 2 Ситовая характеристика железорудных концентратов Класс, мм +0,355 +0,255 +0,1 +0,074 -0,074 Содержание, % 0,2-0,6 4,0-4,8 9-12 22-26 58-64

Таблица 3 Характеристика углеродистых восстановителей Углеродистый восстановитель Зола, A^d, % Влага,W_t ^r, % Сера, S_t ^d, % Летучие, V^daf, % Углерод, C^daf, % А (уголь каменный) 17,8 11.5 1,8 45 78,1 Б (уголь бурый) 7,5 27,0 0,4 47 74,0

Применяемые углеродистые восстановители предварительно измельчали до размеров частиц не более 0,4 мм.

Практические испытания проводили по следующей схеме:

подготовленную шихту тщательно перемешивали, увлажняли до 8-10% и затем окомковали путем прессования в получением брикетов или путем окатывания с получением окатышей. Окомкованную шихту сушили при температуре 140-250°С в течение 15-120 мин и затем помещали в обжиговую печь, нагретую до 1150°С. Высокотемпературную обработку образцов окомкованной шихты в печи осуществляли по следующему режиму: увеличение температуры в печи до заданного максимального значения в течение 20 мин, выдержка при максимальной температуре в течение 10 мин, охлаждение продуктов восстановительного обжига до 1150°С в течение 10 мин. По окончании продукт восстановительного обжига выгружали из печи, охлаждали до комнатной температуры и анализировали.

Условия проведения исследований и результаты их применения представлены в таблице 4.

Содержания карбоната кальция менее 3,8% вес. и кварцевого песка менее 1% вес. положительных результатов не дают. Повышение содержания карбоната кальция более 13,7% вес. и кварцевого песка более 7% вес. нецелесообразно, так как нарушаются необходимые и достаточные соотношения между оксидсодержащим материалом в виде железорудного концентрата и углеродистым восстановителем в виде угля, что снижает эффективность реакции восстановления, выход продукта, повышение в продуктах реакции шлаковой составляющей, возникают затруднения при выгрузке продуктов из печи и их разделении.

Сравнительный анализ предлагаемого технического решения с другими известными решениями в данной области и в смежных металлургических областях показывает следующее.

Известен способ металлизированного продукта, включающий дозированное смешение измельченного железорудного концентрата с углеродистым восстановителем в виде угля и связующим, агломерацию, термообработку агломератов, подачу железо-углеродсодержащих агломератов в печь с вращающимся подом, нагревание агломератов и металлизацию, в котором на смешение подают дробленый бурый уголь фракции не более 3 мм, термообработку железо-углеродсодержащих агломератов производят в восходящем и нисходящем потоках газов, которые подают из теплообменника охлаждения отходящих газов печи с вращающимся подом, а нагревание агломератов осуществляют подачей в печь газообразного топлива, полученного в угольном газификаторе. При этом температуру газов подаваемых на термообработку могут поддерживать 350-400°С, а в печь подавать агломераты размером 10-25 мм (патент РФ №2430972, С21В 13/08, 2011 г.,[4]).

Известен способ приготовления шихты для получения металлизированного продукта из оксидсодержащего материала, включающий дозированное смешение оксидсодержащего материала с углеродсодержащим восстановителем, подачу кремнеземсодержащего связующего, агломерацию, термообработку полученных агломератов, в котором в качестве кремнеземсодержащего связующего в исходную смесь подают жидкое стекло, термообработку железо-углеродсодержащих агломератов производят в восходящем и нисходящем потоках газов, которые подают из теплообменника охлаждения отходящих газов печи металлизации, а температуру при термообработке поддерживают 350 - 400°С.При этом на смешение подают шихтовые материалы при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Железорудный концентрат 60-70 Измельченный бурый уголь 15-22 Жидкое натриевое стекло 10-22 (патент РФ №2430979, С22В 1/243, 2011 г.,[5]).

Известен способ подготовки шихтовых материалов в виде брикетов к плавке, включающий смешивание предварительно подготовленных отходов металлургического производства (прокатная и кузнечная окалина, пыль из газоочистных устройств, сварочный шлак и т.п.) с тонкоизмельченным углеродсодержащим материалом в количестве 15-60% по углероду от массы отходов и связующим, обработку полученной смеси раствором Na₂O·n·SiO₂, прессование и последующую сушку (200°С), в котором в качестве связующего используют механическую смесь природных материалов -суглинка, глины или полевого шпата и карбоната натрия, взятых в следующем соотношении, мас.%:

Карбонат натрия - до 15 Один из названных материалов остальное

(патент РФ №2154680, С22В 1/243, 2000 г, [6]).

Известен способ брикетирования железосодержащих отходов в виде окалины с тонкоизмельченным углеродсодержащим материалом и связующим, включающим кремнийсодержащий материал и карбонат щелочного металла, обработку полученной смеси отвердителем, включающим раствор жидкого стекла, прессование и последующую сушку, в котором связующее дополнительно содержит гидрокарбонат щелочного металла, а в качестве кремнийсодержащего материала используют спеченный и измельченный керамзит, а отвердитель дополнительно содержит кремнефтористый натрий и наполнитель в виде кислого пылевидного минерала - керамзитовая пыль (патент РФ №2321647, С22В 1/242, 2000 г.,[7]).

Известен способ производства гранулированного металла (первородного металла), в котором используют шихту в виде окатышей, содержащих железную руду, углеродсодержащий восстановитель, связующее (пшеничная мука - 1,5%) СаСО₃ (до 8,5%) в качестве ускорителя основности шихты и CaF₂ (до 1%)в качестве ускорителя когезии получаемого жидкометаллического продукта (патент РФ №2271395, С21В 13/00, 2006 г., [8]).

Не выявлено в результате поиска и сравнительного анализа технических решений, характеризующихся аналогичной с предлагаемым решением совокупностью признаков, обеспечивающей при использовании достижение аналогичных результатов, что позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого технического решения условию патентоспособности изобретения «изобретательский уровень».

Предлагаемая технология реализуется следующим образом.

Пример 1. 50,0 г железорудного концентрата А, 15,0 г угля А, 5,4 г карбоната кальция и 0,7 г карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) тщательно перемешивали, увлажняли полученную смесь до 10%-ной влажности и формировали вручную окатыши диаметром 2-2,5 см. Полученные окатыши сушили в сушильной камере при температуре 140°С в течение 120 мин, а затем помещали в обжиговую печь при температуре 1150°С. Высокотемпературную обработку сухих окатышей в печи осуществляли по следующему режиму: подъем температуры в печи от 1150°С до максимальной (1350°) в течение 20 мин, выдержка при максимальной температуре в течение 10 мин, охлаждение печи до 1150°С в течение 10 мин. По окончании продукт высокотемпературной обработки выгружали из печи, охлаждали до комнатной температуры и анализировали. Полученный в результате продукт под действием мягкого механического воздействия легко разделялся на шлаковую и металлическую составляющие. Соотношение шлак: металл составило величину 0,60. При этом степень извлечения железа из рудного концентрата составила 96%.

Пример 2. 50 г железорудного концентрата Б, 15,0 г угля Б, 4,9 г кварцевого песка, содержащего 95% SiO₂, и 0,7 г карбоксиметилцеллюлозы тщательно перемешивали и подвергали дальнейшей обработке аналогично описанной в примере 1. В результате было получено соотношение шлака и металла в продукте равное 0,86, а степень извлечения железа из железорудного концентрата - 95%.

Пример 3. 1000 г железорудного концентрата А, 304 г угля Б, 108 г карбоната кальция и 14 г кварцевого песка, содержащего 95% SiO₂, тщательно перемешивали, увлажняли до 8%-ной влажности и полученную смесь окусковали на брикет-прессе при давлении прессования 100 кН с получением брикетов овальной формы с максимальным диаметром 2,5 см. Далее брикеты сушили при температуре 140°С в течение 120 мин и затем подвергали высокотемпературной обработке в печи по режиму примера 1, за исключением максимальной температуру обработки, которая в данном случае составляла 1370°С. Полученный в результате продукт под действием мягкого механического воздействия легко разделялся на шлаковую и металлическую составляющие. Соотношение шлак:металл составило величину 0,74. При этом степень извлечения железа из рудного концентрата составила 95%.

Пример 4. 1000 г железорудного концентрата Б, 300 г угля А, 80 г карбоната кальция и 100 г кварцевого песка, содержащего 95% SiO₂, тщательно перемешивали, увлажняли до 8%-ной влажности и полученную смесь окусковали на брикет-прессе при давлении прессования 50 кН с получением брикетов овальной формы с максимальным диаметром 2,5 см. Полученные брикеты обрабатывали по режиму примера 3. Продукт обработки под действием мягкого механического воздействия легко разделялся на шлаковую и металлическую составляющие. Соотношение шлак: металл составило величину 0,92. При этом степень извлечения железа из рудного концентрата составила 91%.

Реализация предлагаемого способ получения гранулированного металлического железа в печи с вращающимся подом, позволяет снизить энергетические затраты за счет снижения рабочих температур процесса, предварительной подготовки шихтовых материалов, повысить эффективность использования шихтовых материалов и снизить их потери, а следовательно, достигать высоких технико-экономических показателей процесса в целом.

Таблица 4 Условия проведения экспериментов и результаты применения № Состав шихты, % Влаж
ность шихты, % Давление прессования, кН Условия сушки: °С/мин Максимальная температура в печи, °С Разделение шлак/
металл Степень извлечения железа, % ЖРК Уголь СаСО₃ Кварце
вый песок КМЦ Цемент 1 67,5(А) 24,0(А) 7,6 - 0,9 - 10 - 250/15 1450 хорошее 87 2 66,5(А) 24,0(А) 7,6 1 0,9 - 10 - 140/120 1400 хорошее 89 3 67,6(А) 23,2(А) 7,3 1 0,9 - 10 - 140/120 1400 хорошее 90 4 73,0(А) 18,0(А) 7,1 1 0,9 - 10 - 250/15 1400 хорошее 93 5 71,5(А) 25,1(А) 2,5 - 0,9 - 10 - 140/120 1400 нет - 6 68,5(А) 23,2(А) 7,4 - 0,9 - 10 - 140/120 1350 хорошее 93 7 68,4(А) 23,3(А) 7,4 - 0,9 - 10 - 140/120 1335 нет - 8 63,7(А) 21,6(А) 13,7 - 1,0 - 10 - 140/120 1350 хорошее 95 9 66,4(А) 22,6(А) 10,0 - 1,0 - 10 - 140/120 1350 хорошее 96 10 70,3(А) 21,1(А) 7,6 - 1,0 - 10 - 140/120 1350 хорошее 96 11 71,2(А) 21,4(А) 3,8 - - 3,6 10 - 140/120 1350 хорошее 91 12 67,8(А) 21,4(А) 3,8 - - 7 10 - 140/120 1365 хорошее 92 13 66,9(Б) 20,1(А) 5,3 6,7 1,0 - 10 - 140/120 1350 хорошее 85 14 70,8(Б) 21,2(А) - 7,0 1,0 - 10 - 140/120 1350 хорошее 94 15 70,8(Б) 21,2(Б) - 7,0 1,0 - 10 - 140/120 1350 хорошее 95 16 67,5(Б) 20,3(А) 5,4 6,8 - - 8 50 140/120 1370 хорошее 91 17 71,1(А) 21,3(А) 7,6 - - - 8 100 140/120 1370 хорошее 86 18 73,3(Б) 20,3(А) 5,4 - - 1 8 100 140/120 1370 хорошее 86 19 69,1(А) 21,3(Б) 7,6 1 - 1 8 100 250/15 1370 хорошее 95 20 69,1(А) 21,3(Б) 7,6 1 - 1 8 150 250/15 1370 хорошее 94

ИНФОРМАЦИЯ

1. Патент РФ №2167943, С21В 13/08, 2001 г.

2. Патент РФ №2244015, С21В 13/00, 2005 г.

3. Патент РФ №2301834, С21В 13/08, 2007 г.

4. Патент РФ №2430972, С21В 13/08, 2011 г.

5. Патент РФ №2430979, С22В 1/243, 2011 г.

6. Патент РФ №2154680, С22В 1/243, 2000 г.

7. Патент РФ №2321647, С22В 1/242, 2000 г.

8. Патент РФ №2271395, С21В 13/00, 2006 г.

Изобретение относится к технологии приготовления шихты для получения гранулированного металлического железа в печи с вращающимся подом. Способ включает дозированное смешение железорудного концентрата с углеродистым восстановителем в виде угля, с компонентом, содержащим карбонат кальция, и с кремнеземсодержащим компонентом, окускование материала шихты, его сушку и подачу окускованного материала в печь с вращающимся подом, термообработку в восстановительной атмосфере с получением металлического железа и шлака, охлаждение и разделение продуктов. На смешение в качестве углеродистого восстановителя подают каменный и/или бурый уголь, в качестве кремнеземсодержащего компонента - природный кремнеземсодержащий материал, содержащий не менее 95% вес. SiO₂. Соотношение компонентов в шихте, вес.%: каменный и/или бурый уголь - 18-24, карбонат кальция - 3,8-13,7, природный кремнеземсодержащий материал - 1-7, железорудный концентрат - остальное. Окускованный материал предварительно термообрабатывают в сушильной камере при температуре 140-250°C. Окончательную термообработку материала ведут в обжиговой печи с вращающимся подом при температуре 1150-1350°C. Способ позволяет снизить энергетические затраты, повысить эффективность использования шихтовых материалов и снизить их потери. 10 з.п. ф-лы, 4 табл.

1. Способ получения гранулированного металлического железа, включающий дозированное смешение железорудного концентрата с углеродистым восстановителем в виде угля с компонентом, содержащим карбонат кальция, и с кремнеземсодержащим компонентом, окускование материала шихты, подачу окускованного материала в печь с вращающимся подом, термообработку в восстановительной атмосфере с получением металлического железа и шлака, охлаждение и разделение продуктов, отличающийся тем, что на смешение подают в качестве углеродистого восстановителя каменный и/или бурый уголь, а в качестве кремнеземсодержащего компонента - природный кремнеземсодержащий материал, содержащий не менее 95 вес.% SiO₂, окускованный материал предварительно термообрабатывают в сушильной камере при температуре 140-250°C, окончательную термообработку материала ведут в обжиговой печи с вращающимся подом при температуре 1150-1350°C, а на смешение подают шихту при следующем соотношении компонентов, вес.%:
каменный и/или бурый уголь 18-24 карбонат кальция 3,8-13,7 природный кремнеземсодержащий материал 1-7 железорудный концентрат остальное

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют природный кремнеземсодержащий материал, содержащий не менее 95 вес.% SiO₂, который содержит не менее 97% частиц фракции не более 0,2 мм.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что используют кварцевый песок.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве компонента, содержащего карбонат кальция, на смешение подают известняк или кальцит.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что окускованный материал предварительно термообрабатывают в сушильной камере при температуре 140-250°C воздухом, нагретым в рекуператоре отходящими газами печи с вращающимся подом.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что поддерживают влажность шихты, подаваемой на окускование, 8-10%.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что в шихту, подаваемую на окускование, дополнительно вводят цемент в количестве 1-7 вес.% от общего количества шихтового материала.

8. Способ по п.6, отличающийся тем, что окускование материала шихты проводят путем прессования на брикет-прессе при давлении 50-150 кН.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что в шихту, подаваемую на окускование, дополнительно вводят органическое связующее в количестве до 1 вес.% от общего количества шихтового материала.

10. Способ по п.9, отличающийся тем, что в качестве органического связующего используют водорастворимый полисахарид.

11. Способ по п.10, отличающийся тем, что в качестве водорастворимого полисахарида используют карбоксиметилцеллюлозу.