Способ получения металлизованного агломерата для выплавки кремнистых чугунов Советский патент 1977 года по МПК C22B1/16 

сной смеси из вспучивающихся шуигитовых материалов, стальной струл ки и катализатора, подготовку смеси производят в безокислительиой атмосфере двухступеичато с выдержками ири 400-450°С в течеиие 10-15 мин и при 1100-1200°С в течепие 15-30 мин.

В качестве вспучивающихся шунгитовых материалов используют смесь из щунгитовых сланцев, щуигитовых пород и/или промпродукта и иегорелой нороды от обогащения малофосфористых коксующихся углей. Соотношение в этой смеси аморфного углерода к тонкодисперсному кремнезему подбирается равным (1,0-1,2) : 2, т. е. близким к стехиометрическому для восстановления свободных окислов железа и кремния.

Сырую комплексную смесь, состоящую из щунгитовых материалов, катализатора и металлодобавок хорощо перемешивают и в безокислительной атмосфере подвергают двухстадийной вспучивающе-метализующей термической обработке (например, в реакторе с «кипящим слоем).

На первой стадии (предварительная термическая обработка) комплекснзЮ смесь нагревают до 400-450°С и для предотвращения растрескивания и раскалывания шунгитовых материалов при дальнейшем нагреве выдерживают при этой температуре в течение 10- 15 мин (для снятия внутренних напряжений).

На второй стадии (впучивающе-металлизующий обжиг) комплексиую смесь нагревают до оптимальной температуры вспучивания смеси шунгитовых материалов в пределах 1100- 1200°С, и выдерживают материал в узком интервале температур вспучивания в течение 15-30 мин.

При выдержке комплексной смеси при температуре вспучивания в течение 15-30 мин помимо удаления гидратной влаги и улучшения физико-химических свойств в пемзоподобных гранулах происходит восстановление окислов железа до металлического железа и частичное восстановление кремнезема с образованием силицида железа.

Полученную после двухстадийной термической обработки зернистосыпучую комплексную смесь направляют в горячем виде, например с горячим воздухом, в шихту для агломерации, где ее частицы в виде изюмин запекают в агломерат.

Объемное соотношение металлодобавок и пемзоподобных гранул до вспученно-металлизованной комплексной смеси будет равным примерно 1 : (6-10).

Введение в шихту для спекания раскаленной вспученно-металлизованной комплексной смеси (без ее охлаждения) выгодно не только с теплотехнической, но и с технологической точки зрения, так как охлаждение комплексной смеси перед запеканием в агломерат может привести к частичному ее окислению.

Спекание стандартной аглощихты (из руды, топлива, известняка и возврата) со вспученно-металлизованной комплексной смесью повышает теплопроводность, пористость и газонроницаемость аглошихты и увеличивает производительность агломашин (на 2-4% на каждый весовой процент добавленной в шихту для спекания вснученно-металлизованной комплексной смеси).

В процессе спекания, хотя и развиваются высокие температуры, до 1400°С, в подвижной зоне спекания, но время нахождения при этих температурах (около двух минут) недостаточно для развития процессов восстановления кремния.

В результате термической подготовки комнлексной смеси с повышенной реакционной способностью аморфного углерода увеличивается поверхностная активность внутри вспученных и частично металлизованных шунгитовых «изюмин агломерата, что обеспечивает более высокие скорости образования карбида и силицида железа ио сравнению с традиционной шихтой.

Частично металлизованный агломерат отличается постоянством химического состава и

физико-механических свойств. При загрузке его в доменную печь запеченные в агломерате вспученные шунгитовые «изюмины, имея малую теилопроводность (на два порядка меньшую, чем у кокса), при опускании в шихте доменной печи нареваютсгя медленно. Наличие металлодобавок увеличивает теплопроводность частично металлизованного агломерата и скорость его прогрева.

При наличии закрытых пор и илотиой минеральной корочки шунгитовых «изюмин, в шахте печи практически исключается газификация содержашегося в них аморфного углерода при взаимодействии с печной атмосферой.

Аморфный зглерод гранул-песчинок в доменной печи используется как восстановитель, а не как топливо. Как углеродистые шунгитовые породы, так

и малоуглеродистые шунгитозые сланцы вспучиваются при нагреве до 1100-1200°С, имеют средний коэффициент вспучивания 6-7, с колебаниями 4-10, что позволяет отнести их к хорошо вспучивающимся природным материалам.

Вспучивающим элементом здесь является

конституционная вода хлорита (слюдоиодобные минералы из сложных алюмосиликатов).

Из 1 т молотой смеси щунгитовых пород и

сланцев можно получить 2,5-4 м вспученного немзоподобного песка, в котором каждая песчинка исходного сырья увеличивается в объеме в несколько раз и превращается в легкую пемзу.

Предложенный способ обеспечивает увеличение производительиости агломашин на 10- 15% за счет увеличения теплопроводности, пористости и газопроницаемости комплексной шихты для спекания и снижение себестоимости кремнистых чугунов. 5 Формула изобретения 1. Способ получения металлизованного агломерата для выплавки кремнистых чугупов, включающий подготовку исходных материалов, спекание аглоплихты из руды, топлива, известняка и возврата, отличающийся тем, что, с целью иитенсификации агломерационного и доменного процессов и снижения себестоимости кремнистых чугунов, процессЮ ведут в ирисутствии комплексной смеси из вспучивающихся шунгитовых материалов, стальной стружки и катализатора, подготовку которой осуществляют термообработкой в 6 безокислительиой атмосфере двухступенчато с выдержками при 400-450 С в течение 10- 15 мин и при 1100-1200°С в течение 15- 30 мин. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве вспучивающихся щупгитовых материалов псиользуют смесь из щунгитовых сланцев, шунгитовых иород и/или промиродукта и негорелой иороды от обогащения малофосфористых коксующихся углей, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1. Патент США N° 3704114, кл. 75-3, 1972. 2. Авт. св. № 403732, кл. С 22В 1/16, 1974.