Способ получения металлизованных окатышей Советский патент 1980 года по МПК C22B1/14 

1

Изобретение относится к получению метал.пизованного железорудного материала.

Известен способ получения металлизованных окатышей. Недостатком этого способа является неполная защита металлизованных окатышей от вторичного окислени. и их низкая прочность l .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ производства металлизованных окатышей, получивший название Мидрекс-процесс, включающий окомкование, сушку, окислительный обжиг, восстановление, охлаждение и пассивацию 2.

По этому способуокисленные окатыши восстанавливают при газом, полученным путем каталитической конверсии углеводородов в шахтной печи. В печи окатыши проходят зону нагрева и восстановления, где находятся в течение 4-6 ч при общем времени пребывания в печи 8-12 ч, после чего поступают в зону охлаждения, .где охлаждаются до 40-50с.

Затем окатыши подвергаются пассивсщии в специашьных силосах газом (с содержанием кислорода менее 1%)

в течение 32 ч, в результате чего каждый кусок или окатыш покрывается тонкой окисной пленкой. Образовавшаяся пленка препятствует дальнейшему окислению; она прочная и не разрушается при длительном хранении и . транспортировке с перегрузками. При этом степень металлизации снижается на О , 3% .

10 Недостатками этого способа являются необходимость создания специальных бункеров или силосов для прове- . дения пассивации и поддержания в них контролируемой газовой атмосферы, а также необходимость охлаждать окатьпии перед пассивацией до 4050°С. Это приводит к тому, что 50% объёма шахтной печи, где проводится восстановление, занято зоной охлаждения,причем окатыши находятся в этой зоне 4-6 ч, что составляет 50% общего времени пребывания окатышей в печи. Кроме того, окатыши, полученные данным способом, имеют низкую прочность 130 кг/ок., большую пористос-гь. и низкий насыпной вес 1,5-1,8 т/м , что отрицательно влияет на производительность электропечей при дальнейшей проплавке окатышей. JVis хранения

30 окатышей, полученных даниьгм способом, необходимы специальные укрытия от осадков, что вызывает дополнительны затраты. Целью изобретения является умень шение вторичного окисления металлического железа, упрочнение окатышей повышение их плотности и интенсифик ция производства. Это достигается тем, что после восстановления окатыши подвергают нагреву до 900-1450с в нейтральной или слабовосстановительной атмосферах с выдержкой от 5 мин до 6 ч. Сущность предлагаемого способа з ключается в том, что при нагреве ок тышей - при температурах выше, чем температура спекания железа (л. и ниже,.чем температура плавления окатышей 1500°С , свежевосстановленное железо интенсивно спекается и окатыши при этом интенсивно уплот няются . Выдержка от 5 мин до б ч обуслов лена тем, что при выдержке менее 5 мин процесс спекания не успевает пройти, а выдержка свыше б ч не при водит к дальнейшему изменению струк туры и свойств окатышей. За счет указанных отличительных признаков можно добиться уменьшения удельной поверхности и снижения пористости , которые и определяют степень вторичного окисления. Каждому времени выдержки соответствует опре деленная температура, при которой окисление будет минимальным. Были изготовлены окатыши из концентрата ЯебГОКа (Fepg 71,%, SiOg 0,), их подвергали окисли тельному обжигу при тег.тературе в течение 20 мин и дальнейшему восстановлению Нд в течение 1 ч. Затем без охлаждения окатыши помещали в зону печи, в которой под держивалась восстановительная или нейтральная атмосфера и температура 900-1450 с. Время выдержки при этих температурах составляло от 5 мин до 6ч. Охлаждение окатышей до комнатной температуры осуществлялось на воздухе, в воде, в слабоокислительной, нейтральной или слабовосстановительной атмосферах. Эксперименты показали, что при предлагаемом режиме восстановления и обжига .значительно уменьшается пористость окатышей и практически полностью закрываются внутренние поры. Поэтому при охлаждении окатышей окисление идет не по всему объему, а лишь по поверхности. Это поз воляет проводить пассивацию даже .на воздухе или в воде в отличие от Мидрекс-процесса, который требует контролируемой атмосферы с содер жанием кислорода менее 1%. Эксперименты показали, что при выдержке 15 мин при окисление будет минимальным. Значительного ра личия при охлаждении в воде и йа воздухе не обнаружено. Пример 1. Проводят эксперимент, в котором окатыши изготавливают из концентрата ЛебГОКа (Fepg 71,4%, SiOj 0,34%), подвергают окислительному обжигу при 1300С в течение 20 мин и дальнейшему восстановлению водородом при 800°С в течение 1 ч. Затем без охлаждения окатыши помещают в зону печи, в которой поддерживают атмосферу 95% 5% Н и температуру 900С и выдерживают в течение б ч. Получают окатыши с толщиной слоя окисла МКМ 10-15, прочность 500 кг/ок, усадкой -40%. Пример 2. Окатыши, изготовленные, окисленные и восстановленные аналогично примеру 1, без охлаждения помещают в зону печи, в которой поддерживают атмосферу 95% Nj + 5% Hj и температуру 1450°С и выдерживают в течение 15 мин. Охлаждение проводят на воздухе и в воде. Получают окатыши со следующими свойствами: толщина слоя окисла 10 мкм, прочность 450 мг/ок, усадка 30%. П р и м е р 3. Окатыши выдерживают 5 мин, охлаждают на воздухе и в воде. Получают окатыши со спедующими свойствами: толщина слоя окисла 10-15 мкм, прочность 500 кг/см, усадка 35%. Пример 4. Для выбора оптимальной температуры нагрева берут окатыши, изготовленные и восстановленные как в примерах 1-3 без охлаждения, noMemajOT в зону печи, в которой поддерживают атмосферу 95% N + + 5% На и температуру 1100, 1250, 1300, 1350, 140ос и выдерживают в течение 15 мин. Охлалщение проводят на воздухе и в воде. Зависимость свойств окатьлией от температуры выдержки приведена в табл. 1 при времени выдержки 15 мин атмосфере 95% N + 5% Н, и охлаждении на воздухе . Предложенный способ дает возможность совместить охлаждение и пассивацию, за счет чего ликвидируется зона охлс1ждения в шахтной печи и при сохранении того же объема ее производительность может быть увеличена более, чем на 100%, отпадает необходимость в создании специальных силосов для пассивации, поддержания в них атмосферы с содержанием кислорода менее 1%, устраняется необходимость в специальных крытых складах для хранения окатышей, так как после предложенной обработки их можно хранить на воздухе без защиты. Показатели предлагаемого способа {восстановление при нагреве до 1350°С и выдержке 15 мин в атмосфере 95% Ng+ 5% Hj с последующим охлаждением на воздухе) по сравнению с известными (Мидрекс-процесс) представлены, в .табл. 2. .

Таблица 1

Толщина слоя окисла, мкм

Прочность, кг/ок

Усадка, %

Снижение степени металлизации, %

Прочность, КГ/ОК

Насыпной вес, т/м

Формула изобретения

Способ получения металлизованных окаБЫшей , включающий окомкование,сушку, окислительный обжиг, восстановление и охлаждение, отличающийся тем, что, с целью уменьшения вторичного окисления металлического железа, повышения их плотности и интенсификации производства, после восстановления окатьиш подвергают

40

10

35

20

150 250 400

450 500 10 15 20 3035

Таблица 2

Не более Не более 0,3 0,2

450

130

1,5-2,0 2,5-3,0

нагреву до 900-1450°С в слабовосстановительной или нейтральной атмосфе pax с выдержкой от 5 мин до б ч.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

KIJ. 75/35 С 21 В 13/00, опублик. 1975.