Способ производства брикетов Советский патент 1980 года по МПК C22B1/24 

(54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА БРИКЕТОВ

Изобретение относится к доменнсвму производству и может быть использованр также при выплавке стали.

Известен способ производствабрикетов из частично восстановленных окислов железа, заключающийся в том, что железосодержащие соединения частично восстанавливают с удалением кислорода и получанхцийся продукт, содержащий окислы железа и 0-10% металлического железа, брикетируют путем горячего прессования при температуред ниже 815°С и давлении выше 700 кг/см 11. При таком способе; производства высокая Плотность брикетов, необходимая для обеспечения высоких прочностных свойств, отрицательно сказывается на их восстановимрсти. Для проплавки в доменной печи полученных по такому; способу брикетов требуется, как и при использовании агломерата и окатышей, большое количество дорогостоящего кокса.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ брикетирования гематитовой мелочи, включающий нагрев мелочи в условиях восстановления с повышением температупы до 454-565 0 и достижением степени восстановления гематита 15-30%, смешение холодной мелочи битуминозного угла с нагретой и частично восстановленной мелочью гематита до получения однородной дисперсионной смеси, содержащей около 5-15% угла и имеющей температуру около 315-42бс, прессование смеси в брикеты сразу же .после смешения с сохранением упомяну0той температуры, причем в качестве связующего служит уголь, а охлаждение брикетов предупреждает повторное окисление гематита 2. Однако окускованные железорудные материалы с таким

5 типом связки в их структуре не отвечают современным требованиям доменного производства. Они имеют недостаточную меха ническую прочностькак в исходном состоянии, так и при последую0щей восстановительно-тепловой обработке, высокую истираемость, неудовлетворительную транспортабельность. Для получения углеродистрй связки требуется трудноосуществимое тщательное

5 перемешивание компонентов, применение специальных, переходящих в пластическое состояние углей. Некоторое улучшение прочности таких материалов может быть достигнуто за счет введения

0

повышенного количества углерода (свяка) , которое является избыточным для существующих условий доменной плавки Использование в брикетах непрокаленного угля приводит к поглощению выделяктоихся из него сернистых соединени железорудной фазой.

Цель изобретения - повышение прог

йзводительности доменных печей и снижение расхода кокса при проплавке углеродсодержащих брикетов.

Это достигается тем, что по предлагаемому способу восстановление железорудных концентратов ос1ществляют до 33-40%: при 850-900°С, а углеродсодержащий компонент вводят предварительно нагретым до 850-1000°С.

При прессовании аосстановлённого на 33-40% концентрата при температуре восстановления или сниженной до 8б1Э-850°е за счет естественных теплоёых потерь получают брикеты с совершенно другим типом связки, которая обеспечивает прочность почти на поря дбк большую, чем имеют брикеты, полученные по известному способу. Связь между зернами частично восстановленного концентрата осуществляется за

счет установления связей между поверхностными атомами частиц, пришедших в тесное соприкосновение в результате совместной пластической деформации при брикетировании.

Степень.восстановления 33-40% выбрана из соображений получения пластичного, легко деформируемого материала, обеспечивающего тесный кЪнтакт частиц. Из окислов железа,только обладает оптимальными пластйчес ими свойствами. Нижний предел степени восстановления (33%) собтёётствует переводу железорудного материала в вюстит. Верхний предел (40%) соответствует образованию до 10% металличЖского железа,.

Более высокая степень металлизации шихты перед брикетированием нерациональна, так как начинается слипание частиц, сегрегация, настылеобразование в восстановительном агрегате, ухудшается процесс обессеривания.

Температура восстановления концентрата, равная SSO-goo C, обеспечивает по сравнению с принятой в известном способе быстрое и более глубокое врсстановление. При более низкой темпе-; ратуре восстановления в случае зна-., чительчых тепловых потерь при передаче на пресс может ухудшиться пластичность, материала. При температуре восстановления выше 900°С процесс вое г становления затрудняется из-за спекания ЬвежевоссТановленннх частиц (вюсТйТных HJiH частично металлизованных)

между собой и налипания их на стенку вйсстановительного агрегата.

JB отличив от известного способа при получении брикетов по предложенной технологии углеродсодержащий Материал не является спязуыцнм. Частицы егоэ брикете являются механическими включениями, не образуют связей с зернами железосодержащего компонента- Введение уГлерода имеет целью резкое првьшение восстановимости брикетов ., По результатам исследований введение углерода увеличивает скорость восстановления брикетов в атмосфере водорода при 900-1050с в 2-3 раза по равнению с вюститными безуглеродистыми брикетами.

Наибольший прирост восстановимости а единицу веса вводимого углерода дат добавки его в количестве 4-7%. Выше % прирост восстановимости брикетов же незначителен, в то же время начинается снижение прочностных свойств. При добавках меньше 4% углерода прирост восстановимости также уменьшается.

Нагрев углеродсодержащего материала до температуры восстановления железорудного материала , (850с) позв.оляет выдержать необходимый температурный режим брикетирования. Частицы углеродсодержащего материала не вызывают в этом случае локального охлаждения вюститных частиц, контактирующих с углеродистыми, и не разупрочняют образующуюся вюститную связь. Кроме того, осуществление предварительной прокалки углеродистого материала обеспечивает удаление из него серосо- ; держащих соединений. При производстве известным способом как при брикетировании, так и особенно при дальнейшей восстановительно-тепловой обработке, сера захватывается окислами железа и металлическим железом. Нагревать, углеродистый материал выше нет необходимости, так как нагрев до этой температуры уже обеспечивает в основном удаление из угл(я серосодержащих соединений.

,П р и м е р. На лабораторной установке горячего прессования производят брикеты по предлагаемому способу. Для зтого магнетитовый концентрат КМА (68% ) восстанавливают во вращаклдейся трубе при равновесномдля .вюстита соотношении СО:СО,2 в газовой фазе, смешивают его с нагретым до антрацитом (93% С), измельченным до крупности меньше 0,5 мм, и прессуют при 850°С и давлении 1100 кг/см . Брикеты из шихты с добавкой 4% углерода имеют прочность на раздавливание 2100 кг/образец, с : добавкой 7% углерода - 1200 кг/обра- зец. Прочность брикетов,. полученных известным способом, составляет 210- 257 кг/образец. При высокой восстановимости углеродистые брикеты, полученные предлагаемым способом, сохраняют высокие прочностные свойства в процессе восстановления. Так, при обработке в реакторе Линдера с полками в температурно-газовом режиме, отвечающем условиям доменной плавки на комбинированном дутье высоких параметров, углеродистые брикеты дают выход мелочи (фракция 0-5 глм) менее 5%. Брикеты, полученные известным спо собом из тех же концентратов, после испытания в тех же условиях дают : 13,6% мелочи, окатыши Центрального Криворожского горно-обогатительного комбината дают соответственно 24,4% Таким образом,.железорудные брике ты, полученные предлагаемым способо имеют высокие металлургические свойства. Применение их резко улучшает газодинамические условия плавки и обеспечивает повышение производитель ности доменной печи и сокращение удельного расхода кокса, Установлено, что снижение количества мелочи (фракция 0-5 мм) в железорудной части шихты на 1% приводит к росту производительности печей на 1% и снижению расхода кокса на 0,5%. Исходя из этого, при использовании брикетов, полученных предлагаемым способом достигается рост производительности печей более, чем на 8% и снижение расхода кокса более, чем на 4%, по сравнению с брикетами, полученными известным способом. По сравнению с работой на окатышах производительность печей возрастает примерно на 20%, а экономия кокса (даже без учета замены части кокса вносимым с брикетами углеродом) составляет око.ло 10%. Формула изобретения Способ производства брикетов для дбменной плавки, включающий частич- ное восстановление железорудных концент ратов, последующее введение уг перодсодержащего компонента в количестве 4-7 вес.% по углероду и горячее прессование, отличающ и и с я тем, что, с целью повышения производительности доменных печей и снижения удельного расхода кокса, восстановление железорудных концентратов Осуществляют до 33-40% при 850-900 с, а углеродсодержащий комонент вводят предварительно нагретым о 850-1000,с. Источники информации, ринятые во внимание .при экспертизе 969 1123351, кл. 40В, ,.2- Патент США № 3295952, кл. 75-3,