Шихта для производства агломерата Советский патент 1992 года по МПК C22B1/24 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к подготовке сырых материалов для доменной плавки путем агломерации.

Известна шихта для производства высокопрочного железорудного агломерата, в которой в качестве твердого топлива используются отдельно или в смеси (до 50%) с коксовой мелочью полукокс, крупностью 0-3 мм, содержащий 70% фракции менее 1 мм, равномерно распределенный в шихте 1.

Недостатком указанной шихты является то, что она не обеспечивает достаточной производительности процесса, поскольку полукокс не отличается высокой реакционной способностью. Не обеспечивает также высокое качество агломерата, так как с полукоксом в шихту вносится дополнительное количество серы, золы и т.д., хотя прочность агломерата и возрастает.

Наиболее близкой к заявляемой по технической сущности и достигаемому результату является шихта, включающая графитсодержащие отходы доменного производства, смешанные с дисперсными компонентами шихты при влажности,

приблизительно, 9%. Перед подачей на аг- ломашины подготовленные таким образом отходы смешивают с другими компонентами шихты и гранулируют 2.

Недостатком этой шихты является то, что за счет применения графитсодержащих отходов она не обеспечивает необходимой производительности процесса, поскольку отходы не обладают высокой реакционной способностью.

Целью изобретения является повышение производительности процесса и улучшение качества агломерата.

Указанная цель достигается тем, что шихта для производства агломерата, включающая железосодержащий материал, углеродистый восстановитель, флюсующую добавку, дополнительно содержит синтетический железоуглеродистый материал с содержанием 20-40% углерода, полученный путем термокаталитического распада СО на красном шламе, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Флюсующие добавки10-30

Углеродистый восстановитель 5-12

(Л

С

4 VI О N5

Синтетический железоуглеродистый материал с содержанием 20-40% углерода, полученный путем термокаталитического распада СО на красном шламе4-8

Железосодержащий материалОстальноеСинтетический железоуглеродистый материал получают путем термокаталитического разложения СО-содержащих газов на катализаторах, содержащих железо, например, оксидах железа при температурах 400- 700°С. В процессе взаимодействия СО-содержащего газа с такими материалами происходит выделение свободного углерода, что приводит к разрушению структуры катализатора и диспергированию составляющих его компонентов. Синтетический же- лезоуглеродистый материал является высокочистым по содержанию серы, фосфора и других примесей, а также обладает высокой реакционной способностью. Кроме того, синтетический железоуглеродистый материал отличается исключительно низким содержанием в нем золы, не превышающем значений 0,1%, что в конечном итоге, при заданной основности агломерата, приводит к экономии углеродистых восстановителей.

Синтетический железоуглеродистый материал не должен содержать более 40% и менее 20% углерода, так как в этом случае реакционная способность указанного мате- ригла оказывается недостаточно высокой, Реакционную способность синтетического железоуглеродистого материала, полученного путем термокаталитического распада СО на красном шламе, определяли на проточной термогравиметрической установке, в процессе углетермического восстановления суперконцентрата Оленегорского ГОКа при температуре 950°М и массовом отношении О/С в шихте равном 1,33 в токе аргона. Расход газа-носителя - 100 мл/мин. Масса навески железосодержащего материала - 400 мг. Реакционную способность оценивали по изменению массы образца за равные промежутки времени.

Результаты исследований реакционной способности синтезируемых железоуглеродистых материалов представлены в табл. 1. Данные табл. 1 свидетельствуют о том, что при содержании углерода в синтетическом железоуглеродистом материале менее 20 мае. % и более 40 мае. % реакционная способность материала снижается.

Содержание синтетического железоуглеродистого материала в шихте не должно быть менее 4%, а углеродистого восстановителя 5%. Поскольку в противном случае не обеспечивается достаточное содержание углерода в шихте, в результате чего нарушается температурно-тепловой режим спекания, процесс протекает не полностью, а прочность агломерата оказывается низкой. Содержание синтетического железоуглеродистого материала в шихте должно быть не более 8%, а углеродистого восстановителя

- 12%, так как в противном случае содержание углерода в шихте оказывается слишком высоким, в верхнем слое шихта на аглолен- те переоплавляется, в результате чего снижается ее газопроницаемость и

вертикальная скорость спекания, то есть производительность процесса.

Содержание флюсующих добавок в шихте выбирается в зависимости от заданной основности агломерата, но должно быть

не менее 10%. Более низкое содержание флюса в шихте не обеспечивает получение офлюсованного агломерата, что в конечном итоге вызывает необходимость дополнительного ввода в шихту доменных печей известняка. Содержание флюсующих добавок в шихте более 30% не рационально, вследствие получения высокоосновного агломерата, что, в конечном итоге, вызывает необходимость ввода в шихту доменных печей сырой руды.

Железосодержащий материал вводится в шихту для достижения заданного количества железа в агломерате.

Пример. Шихту по предлагаемому изобретению и прототипу готовили путем смешения и комкования следующих компонентов:

-суперконцентрат Оленегорского ГО- Ка, с содержанием железа 71,39%,

-аглоруду Запорожского железорудного комбината, с содержанием железа 61 %,

-колошниковая пыль доменных печей с содержанием Fe45%,

- известняк Еланского месторождения с содержанием СаО - 48%,

-коксовая мелочь фракции 0-3 мм с содержанием углерода 78%, серы - 1,86%, золы- 12%,

- антрацитовый штыб фракции 0-3 мм с содержанием углерода 69%, серы - 1,7%, золы- 18%,

-углеродсодержащие отходы доменного производства, с содержанием углерода

90%,

-синтетический железоуглеродисты / материал с содержанием 30-40% углерода полученный путем термокаталитическогс распада СО на красном шламе глиноземного производства ДАЗа.

В качестве постели использовали возврат агломерата фракции 10-15 мм. Высота слоя аглошихты - 310 мм. Разрежение в вакуум-камерах - 950-1000 мм вод. ст.

Спекание различных составов шихт осу- ществляли в лабораторной аглочаше.

Результаты исследований приведены в табл. 2.

Из данных табл. 2 видно, что с одной стороны самая высокая производитель- ность процесса спекания для первой группы опытов (см. on. Ns 1-5) наблюдается для шихты № 3 (вертикальная скорость спекания составляет 28 мм/мин), однако эта шихта не приемлема вследствие снижения прочности аглоспека (количество мелких фракций существенно возрастает). С другой стороны, самая высокая прочность аглоспека (содержание мелких фракций 0-5 мм соответствует 7,5%) достигается для шихты Ms 4, однако вследствие высокого содержания углерода в ней существенно падает производительность процесса (вертикальная скорость спекания составляет только 15 мм/мин), что такое не приемлемо. Таким образом, наиболее оптимальным является состав шихты с содержанием углеродистых восстановителей 5-12%/ а синтетического железоуглеродистого материала с содержанием 20-40% углерода, полученного путем термокаталитического распада СО на красном шламе - 4-8 мас.%.

Для второй группы опытов (см, on. Ns 6-9) качество агломерата при относительно сопоставимых скоростях спекания, оказы- вается значительно выше, чем для первой группы опытов (содержание мелких фракций существенно снижается). Однако состав этих шихт является граничным, так как улучшение качественных показателей здесь достигается за счет изменения основности агломерата (для оп. № 6 - 0,6, для оп. № 9 - 2,84), что, в конечном итоге, будет вызывать повышенный расход кокса в шихту доменных печей, в случае раздельной их подачи, в зависимости от конкретных условий доменной плавки, наиболее оптимальным составом аглошихт является содержание в них флюсующих добавок в пределах 10-30 мас.%.

Использование для производства агломерата предлагаемых составов шихт обеспечивает по сравнению с известным следующие технико-экономические преимущества:

-увеличение производительности процесса в 1,3-1,5 раза,

-снижение мелких фракций агломерата 0-5 мм и 5-10 мм на 2-4% и 4-6% соответственно,

-возможность замены ценного углеродистого восстановителя относительно дешевым синтетическим железоуглеродистым материалом с содержанием 20-40% углерода, полученном путем термокаталитического распада СО на красном шламе,

-возможность утилизации отходов большой металлургии, в частности, отходящих газов закрытых ферросплавных печей и красного шлама глиноземного производства,

-упрощение аппаратурно-технологиче- ского оформления процесса за счет затрат, связанных с такими операциями подготовки углеродистых восстановителей как дробление, измельчение,грохочение.

Формула изобретения Шихта для производства агломерата, включающая железосодержащий материал, углеродистый восстановитель, флюсующие добавки, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности процесса и улучшения качества агломерата, она дополнительно содержит синтетический железоуглеродистый материал с содержанием 20-40% углерода, полученный путем термокаталитического распада СО на красном шламе, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Флюсующие добавки10-30

Углеродистый восстановитель 5-12 Синтетический железоуглеродистый материал с содержанием 20-40% углерода, полученный путем распада СО на красном шламе4-8

Железосодержащий материалОстальное

Таблица 1

Использование: в черной металлургии, в частности при подготовке сырых железорудных материалов к доменной плавке путем агломерации. Сущность изобретения: шихта содержит, мас.%: флюсующие добавки 10-30, углеродистый восстановитель 5- 12, синтетический железоуглеродистый материал с содержанием 20-40% углерода, полученный путем термокаталитического распада СО на красном шламе 4-8, железосодержащий материал - остальное.

Без умета у-лерода колошниковой гили доменных печей

Таблица