Способ охлаждения восстановленных и металлизованных окатышей Советский патент 1990 года по МПК C22B1/26 

Изобретение относится к производству железорудного сырья в черной металлургии, а именно к производству окускованных материалов.

Целью изобретения является улучшение качества готовой продукции.

По характеру разрушения (холодной прочности) железорудные окатыши возможно отнести к кусковым материалам, характеризующимся хрупким разруше нием. Растрескивание таких материалов определяется максимальными растягивающими напряжениями в теле куска, действующими по круговой поверхности контакта в радиальном направлении. Термические микронапряжения определяются объемным, соотношением отдельных фаз и их физической природой.

Значение термических напряжений в системах магнетит - вюстит и вюс- тит - железо величина переменная и определяется соотношением отдельных, компонентов системы (вюстит, магнетит, железо). Процессы образования микро-°и макротрещин в каждой системе определяются соотношением этих компонентов и тем активнее, чем больше содержание в окатышах магнетита, вюстита, железа. При охлаждении таких систем от температур обжига до перехода в упругое состояние развитие микротрещин в теле и его последующее разрушение определяются главным образом скоростью охлаждения куска. При невысоких скоростях охлаждения (до 50 град/мин) в вюститосодер- жащих системах происходит фазовое

СД

О5

к

СХ5 Сл

«ятеЛь

превращение - распад вюстита с выделением дисперсного магнетита, что обусловливает упрочнение матрицы магнетитом распада. При охлаждении железорудных систем в температурном интервале 900-700°С, когда деформация носит свободный характер, термические напряжения первого рода вообще не возникают.

Восстановленные и металлизованные /жатыши в зависимости от степени их восстановления и металлизации содержат следующие основные включения - бюстит, магнетит, металлическое желе- зо. Исследованиями установлено, что системы магнетит - вюстит, вюстит - железо, магнетит - вюстит - железо, т.е„ системы, имеющие практическое значение, требуют индивидуальной для каждого вида скорости охлаждения При этом для каждого вида окатышей существует предельная скорость охлаждения, превышение которой приводит к появлению в теле макротрещин и как следствие немедленному понижению их прочности. Самые низкие значения величины предельной скорости охлаждения окатышей соответствуют гранулам системы магнетит - вюстит с содержанием вюстита в железорудной составляющей 20-60%. Любое отклонение содержания вюстита в окатышах (в большую либо меньшую сторону) обеспечивает повышение предельных скоростей их охлаждения. Появление в системе металлического железа также позволяет повысить предельную скорость охлаждения. Определяющее воздействие вюстита на величину растягивающих напряжений данной системы (и всех других рассматриваемых систем) обусловливает то, что при появлении в чисто магнетитовой системе зерен вюстита сразу возрастает величина напряжений в теле гранулы в ее доупру- говом состоянии и становится необходимым понижении скорости охлаждения такой гранулы. При содержании вюстита 20% в грануле наращивание в ней величины напряжений прекращается, но сохраняется весьма высокой до тех пор, пока содержание вюстита в железорудной составляющей не становится преобладающим. По превышении содержания вюстита в гранулах величины 50% напряжение в теле куска начинает падать, а скорость его охлаждения возможно поднимать .

0

5

При содержании вюстита в железорудной составляющей, равном 20-60%, охлаждение окатышей до температуры 700°С следует производить со скоростью охлаждения в пределе 60 град/мин. При уменьшении содержания вюстита в окатышах до величины менее 20% либо увеличении содержания вюстита до величин более 60% предельная скорость охлаждения должна быть повышена, так как в противном случае, не улучшая качества готовой продукции, падает удельная производительность процесса. Регламентацию скорости охлаждения окатышей следует осуществлять от температуры обжига до 700°С, т.е. до перехода системы в упругое состояние. При более низких температурах (менее 700°С) искусственное ограничение скоростей охлаждения окатышей без улучшения их качества приводит к уменьшению удельной производительности процесса.

Окатыши с содержанием вюстита 20-60% охлаждают с предельной скоростью до 60 град/мин и не превышают ее. При больших скоростях охлаждения окатышей данного качества (более 60 град/мин) в готовой продукции воз,- растает содержание мелочи класса - 5 мм.

Увеличение содержания вюстита в системе магнетит-вюстит от 60%, так же как и уменьшение содержания вюс5 тита от 20% на каждые 10% сопровождают увеличение предельной скорости охлаждения на 70-100 град/мин. При меньшем увеличении скорости охлаждения (менее 70 град/мин на каждые 10% изменения содержания вюстита в окатышах) качество обожженных окатышей не улучшается, а удельная производительность процесса заметно падает. При большем увеличении скорости ох5 лаждения гранул (более 100 град/мин на каждые 10% изменения содержания вюстита в окатышах) развивается процесс образования в теле куска микротрещин, а в готовой продукции возрас0 тает содержание мелочи класса - 5 мм.

При производстве металлизованных окатышей на каждые 10% наличия металлического железа в них предельную скорость охлаждения дополнительно

5 увеличивают на 60-80 град/мин Причем такое увеличение скорости охлаждения производят дополнительно при любом соотношении магнетит-вюстит или

0

0

даже при отсутствии одного из этих компонентов. При меньшем увеличении скорости охлаждения (менее 60 град/мин на каждые 10% приращения железа) качество обожженных окатышей не улучшается, а производительность процесса существенно понижается. При большем увеличении скорости охлаждения гранул (более 80 град/мин на каждые 10% приращения железа) вследствие трещинообразования прочность обожженных окатышей понижается.

Примеры использования предлагаемого способа иллюстрируются таблицей, а которой представлены результаты исследований особенностей охлаждения окатышей разного фазового состава при различных скоростях отвода тепла от гранул. Режим температурной обработки во всех опытах одинаковый.

Пример, Е сбжиговом агрегате, например, конвейерного типа, производят железорудные окатыши с содержанием магнетита 10%, вюстита 75% и металлического железа 15%. После обжига окатыши с температурой 900- 1300°С подвергают охлаждению. В качестве охлаждающего агента используют водяной пар, скорость движения которого относительно куска (например, скорость фильтрации слоя) устанавливают по величине понижения температурного напора в окатышах. Устранение образования в окатышах микро- и макротрещин обеспечивают установлени- ем предельной скорости охлаждения окатышей. Превышение этой скорости приводит к снижению качества готового продукта.

Величина предельной скорости охлаждения окатышей зависит от их состава и определяется по соотношению при увеличении содержания вюстита от 60%

v . 60 + 8о„{в :„.бо1 + Zo.|. f

при уменьшении содержания вюстита от 20%

бо + §o.ifg.:.il

ю

+

7.0Ж То

60 град/мин предельная скорость охлаждения окатышей при содержании в них 60 и 20% вюстита и отсутствии металлического железа;

В, Ж, % - содермоние в окатышах соответственно вюстита и металлического железа;

80 град/мин - приоащечие скорости охлаждения ка каждые 10% изменения содержания вюс 0тита в системе;

70 град/мин - приращение скорости охлаждения на каждые 10% наличия в окатышах мегалли- 5ческого железа.

Для окатышей указанного состава предельная скорость охлаждения составляет

v n 8o 1Z5-601 , 7045

0 V оО + - - - + -Т5- .

285 град/мин.

Такую скорость охлаждения в верхней половине слоя обеспечивают при скорости фильтрации холодного воздуха 1,2 м/с. Скорость охлаждения окатышей контролируют по изменению температуры окатышей по длине зоны охлаждения, замеряемую стандартными термопарами, и регулируют по вегичи5

0

не количества подводимого к окатышам

охлаждающего агента (по расходомерам) . Охлажденные окатыши отправляют на склад готовой продукции.

Применение предлагаемого способа

5 обеспечивает производство восстановленных и металлизованных Окатышей на серийном обжиговом оборудовании, улучшение качества готовой продукции и увеличение производительности об0 жигового оборудования на .

Формула изобретения

Способ охлаждения восстановленных 5 и металлизованных окатышей, включающий подвод к гранулам охлаждающего агента и регламентирование скорости охлаждения материапа, отличающийся тем, что, с целью улуч- 0 шения качества готовой продукции, при охлаждении окатышей с содержанием в железорудной составляющей 20- 60% вюстита до 700СС предельную скорость охлаждения устанавливают 5 до 60 град/мин, при увеличении и уменьшении содержания вюстита от соответственно 60 и 20% на каждые 10% предельную скорость охлаждения увеличивают на 70-100 град/мин, а при

наличии в охлаждаемых окатышах каждых 10% металлического железа предельную скорость охлаждения дополнительно увеличивают на 60-80 град/мин,

Изобретение относится к производству железорудного сырья в черной металлургии, а именно к производству окускованных материалов. Цель изобретения - улучшение качества готовой продукции. После обжига окатыши, содержащие 20 - 60% вюстита, охлаждают до 700°С с предельной скоростью охлаждения не выше 60 град/мин. При изменении содержания вюстита в окатышах предельную скорость увеличивают, причем на каждые 10% увеличения или уменьшения содержания вюстита от соответственно 60 и 20% скорость охлаждения увеличивают на 70 - 100 град/мин. Указанную скорость дополнительно увеличивают на 60 - 80 град/мин на каждые 10% содержания металлического железа в окатышах. При этом сокращается содержание мелких классов в окатышах и повышается производительность. 1 табл.

Известный способ охлаждения

Скорость охлаждения до 100 град/мин.