Способ металлизации офлюсованных железосодержащих материалов Советский патент 1983 года по МПК C21B13/00 

Oi 4;:

СО М

Изобретение относится к черной in цветной металлургии и может быШ использовано при металлизации фосфо- ристых : и сернистых железосодержащих материалов.

Известен способ металлизации же- 5 лезорудных oкaтышeй согласно которому во вращающейся печи получают металлизированные окатыши, содержащие после обжига 0,013-0,06% серы и 0,24% фосфора, при содержании серы Ю в исходном материале О ,01-0,06%. В способе Круппа особенностью восстановления во вращающейся печи является способ извлечения избыточного топлива-восстановителя из его смеси с д отработанным флюсом и золой,который заключается в электростатической сепарации немагнитной смеси продуктов. При этом удается извлечь до 90% избыточного восстановителя и удалить до 85% серы и 92% известняка i .

Однако получаемый металлизированный продукт содержит много серы (0,03-0,06%). По этому способу используются железные руды, содержащие 0,01-0,02% серы.25

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ, включающий термообработку офлюсованных окатышей по режиму: сушка при 30 28-0-380°С; обжиг при 950-1100°С в атмосфере дымовых газов, содержащих 0,2-2,2% Oj и 0,2-0,4% СО, затем восл становление окатышей в перемешиваемом слое,.куда добавляют твердый зосста- 35 новитель. Температуру поддерживают в пределах 865-1200°С; атмосфера восстановительная 2J .

К недостаткам известного способа следует отнести высокое содержание 40 серы в металлизированном продукте (0,2-0,9%) против 0,24% серы в исходном сырье .и невозможность удешения фосфора.

Целью изобретения является повыше- . ние-степени удаления фосфора и серы.

Поставленная цель достигается -тем, то согласно способу металлизации флюсованных железосодержащих материалов, включающему двухстадийный обжиг окислительной и восстановительной 50 атмосферах, последующее охлаждение в нейтральной атмосфере, обжиг ведут окислительной атмосфере до степени бразования ферритов кальция 90-98%, а в восстановительной атмосфере - до 55 тепени образования двухкапьциевого иликата 90-95%, после чего охлаждение ведут от 1400 до со скоостью 5-30 град/мин в нейтральной тмосфере, и от 800, до со ско- 60 остью 50-300 град/мин в окислительной атмосфере.

Процессы десульфурации и образования трудновосстановимых соединений осфора протекают в окислительных 65

условиях и определяются завершен.ностью образования ферритов кальция. При степени образования ферритов кальция менее 90% процесс десульфурации незакончен и степень удаления серы низка. При степени образования ферритов кальция 98% и более полностью завершены процессы десульфурации и-образования фосфора кальция, дальнейший обжиг нецелесообразен.

При обжиге в восстановительной атмосфере происходят процессы восстановления окислов железа и минералообразования. Завершенность процесса образования двухкальциевого силиката определяет процессы восстановления железа и поглощения соединений фосфора и серы двухкальциевым силикатом. При степени образования двухкальциевого силиката менее 90% незавершен процесс восстановления окислов железа. В связи с этим существуют соединения окислов железа и окислов фосфора и серы, препятствующие их разделению. Это обусловливает низкую степень десульфурации и дефосфорации. При степени юбразования двухкапьциевого силиката 95% и более завершается процесс восстаровления окислов железа и происходит поглощение фосфатов и сульфидов кальция. Дальнейший обжиг нецелесообразен, поскольку ведет к восстановлению фосфатов кальция и переводу фосфора в металлическое железо. В связи с этим уменьшается степень обесфосфоривания.

Охлаждение с регулируемой скоростью в интервале температур от температуры обжига до 800°С, т.е. (1400-800°С) обусловлено протеканием процесса полиморфного превращения 2СаО SiO,.

При температуре обжига выше 1400°С происходит оплавление шлаково фазы окатышей и ухудшение условий удаления Фосфора и серы.

Нижняя граница температурного интервала охлаждения, т.е.- , связана с условиями рассыпания ишака Ниже этой температуры охлаждение с любой скоростью не препятствует его саморассыпанию. При рассыпании шлака происходит пространственное разделение частиц железа и шлака, содержащего фосфор и серу.

Минимальная скорость охлаждения окатышей зависит от типа и.производительности охладителей и для большинства из них не может быть менее 5 град/мин. Кроме того, при скорости охлаждения менее 5 град/мин условия саморассыпания шлака не меняются, но значительно снижается производительность охладителей.Верхний предел скорости охлаждения окатышей, т.е. 30 град/мин, обусловлен скоростью полиморфных превращений двухкальциевого силиката и ограничен .30 град/мин. При скорости охлаждения более 30 град/мин рассыпания шлака не происходит.

Охлг1ждение в окислительной атмосфере со скоростью 50-300 град/мин в интервале температур вОО-ЗО С обусловлено необходимостью предотвращения окисления металлического железа. Верхняя граница температурного интервала, т.е. 800°С, обусловлена нижней границей охлаждения в нейтральной атмосфере. Нижняя граница температурного интервала охлаждения в окислительной атмосфере, т.е. 50°С, обусловлена температурой, при которой не происходит окисления железа. Охлаждение до более низких температур нецелесообразно вследствие уменьшения производительности охлади-г телей.

Нижний предел скорости охлаждения в окислительной атмосфере, т.е. 50 град/мин, обусловлен минимальной скоростью, при которой степень окисления металлического железа незначит.ельна. При уменьшении скорости охлаждения менее 50 град/мин резко возрастает степень окисления железа. Верхний предел скорости охлаждения т.е. 300 град/мин, обусловлен максимально возможной скоростью охлаждения в данном температурном интерваРео %.реО ГсаоГмеО FsiOjlAliQjs I 62,30 27,00 2,5 2,00 4,00 1,5 0,38 г 4,4 Т1 60,77 28,25 0,5 0,68 6,46 6,0 - i,87 0,4

ле . Более высокие скорости охлаждения воздухом на существующем оборудовании трудно достичь.

Пример. Фосфористые и сернистые железорудные материалы, состав которых приведен в табл. 1,смешивали с известняком и гранулировали при обычной TeNteiepaType.

Состав I шихты: руда - 1-100 вес.ч и известняк 10 вес.ч. Состав II ших0 ты: руда 1-100 вес,ч. и известняк 35 вес.ч. . .

Обжиг проводили сначала на укрепненной лабораторной установке для обжига окатышей с фильтращ ей газа через слой, затем в перемешиваемом

s

ое с добавлением твердого восстановителя. После обжига и охлгикдении продукты подвергали магнитной сепарации с выделением серы и фосфорсодержащего шлака и металлизярован0ного концентрата.

Результаты испытаний приведены в табл. 2.

25

Анализ результатов, испытаний показывает, что для сернистых и фосфористых материалов предлагаемый способ позволяет получить степень удаления серы 90,5-98,5% и фосфора 90-95% 30 против 30-70% серы и 20-50% фосфора по известному способу.

б л и ц а Г

Т а

Содержание

Т а б л и ц и 2

СПОСОБ МЕТАЛЛИЗАЦИИ ОФЛЮСОВАН НЫХ ЖЕЛЕЗОСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ, включающий двухстадийный обжиг в окислительной и восстановительной атмосферах и последующее охлаждение, о тл ич ающи и Ся тем, что, с целью повьииения степени удаления фосфора и серы, обжиг ведут в окислительной атмосфере до степени образова ния ферритов кальция 90-98%, а в восстановительной атмосфере - до степени образования двухкальциевого силиката 90-95%, после чего охлаждение ведут qT температуры обжига до со скоростью 5-30 град/мин в нейтральной атмосфере и от 800 до со скоростью 50-300 град/мин в окислительной атмосфере. (Л

98 98

95

95

98,0

50 50

5

90,5 . 5

98,5

300

20 20 300 92,5

5I II

90 90

90 90

6 I

95 95

93

11

95

95

93 93

П т

95

8I

95 95

93 93

II

9I

95 95

93 93 II

10 I известный jj способ.)

Продолжение табл.2

300

98,5

зоб

95,0 98,0

200 95,0 200 98,5

300 90,0 300

91 ,Ь

..50 50

76,0

92,2

300, 79,9 300

30-70

20-50