Способ производства окатышей Советский патент 1981 года по МПК C22B1/14 

ру обжига, а предварительное охлаждение окатышей в зоне рекуперации ведут путем продува слоя окатышей азотом или водяным паром. При сжигании природного газа, коксового газа или мазута над слоем обжигаемых окатышей при коэффициенте избытка воздуха 0,95-1,00 продукты горения состоят из СО, Н2О и Na и содержат лишь следы СО и Н2, т. е. являются абсолютно взрывобезопасными. Вместе с тем эти продукты горения являются восстановителями для гематита, что полностью превраш,ает возможность окисления магнетита в ходе обжига. По реакции 3Fe,O, (ТВ) + СО 2FeaO4 JTB) + СО величина /Ср может быть вычислена из уравнения g Кр -Ь 2,144. Абсолютная величина Ig/Cp при 1000, 1250, 1500°С составляет соответственно 4,30; 3,93; 3,72. Значения эти настолько велики, что гематит восстанавливается в чистом углекислом газе за счет СО его термической диссоциации (степени диссоциации СО2 при 1500°С и 1000°С равны соответственно 2,05 и 0,05%). Как известно, этот факт находит свое выражение в том, что на равновесной диаграмме состояния системы РезОз - РезО4 - FeO - Fe - СО - СО2 нет поля устойчивости гематита, которое сливается с осью абсцисс. Однако обжиг окатышей, который осуществляется обычно при температурах не выше 1400°С, не может быть проведен при коэффициенте избытка воздуха 0,95-1,00, так как при сжигании природного газа, коксового газа или мазута температура в этом случае достигает соответственно 2000, 2100 и 2100°С. В практических условиях резко увеличивают расход воздуха (ее до 1,5), чем снижают температуру до 1200-1400°С и, имея в продуктах горения 10-12% 02, получают окисленные гематитовые окатыши с низкой горячей стойкостью. В связи с этим предлагается при сжигании природного газа, коксового газа, мазута с а 0,95-i,00 вводить в продукты горения водяной пар или газообразный азот в количествах, обеспечиваюш,их снижение температуры продуктов горения с 1900- 2100°С до требуемого по условиям технологии уровня 1200-1400°С. Водяной пар взрывобезопасен и, разбавляя продукты горения, полностью устраняет опасность взрыва. По реакции 2Fe,O, (ТВ) + Н, 2Fe,O (тв) -f + (НяО) (газ) величина /Ср может быть вычислена из 131 уравнения Ig/Ср - + 4,42. Реальные значения Ig/Cp при 1000, 1200, составляют соответственно 4,289; 4,311; 4,327. Эти значения столь велики, что гематит восстанавливается чистым водяным паром за счет водорода частичной его термической диссоциации (степень диссоциации Н2О при 1500 и 1000°С составляют 0,58 и 0,02%). На равновесной диаграмме состояния системы Fe2O3 - РезО4 - FeO - Fe - Н2 - Н2О также отсутствует поле устойчивости гематита. Таким образом, добавка пара к продуктам горения метана, коксового газа или мазута, понижая температуру продуктов горения до необходимого уровня, не изменит восстановительного характера газовой фазы по отношению к гематиту. Это позволяет полностью предотвратить окисление магнетита в ходе обжига. Равным образом и добавки газообразного азота, сбрасываемого сейчас на кислородных фабриках в атмосферу, понижают температуру пламени горелок или форсунок до нужного уровня. Пример. После сушки и подогрева окатышей из магнетитового концентрата, осуществляемых в головной части обжиговой ленты, ведут обжиг их пламенем природного газа при а 1 на холодном воздухе:СНл + 20, + 2.3,76N, + СО, + + 2HjO + 2-3,76N,. На 1 м сожженного СН4 образуется продуктов горения: 1 м СО2, 2 м Н2О, 7,52 м N2, а всего 10,52 м . При теплотворной способности природного газа 8500 ккал/м, теплоемкостипродуктовгорения 0,4 ккал/мЗ°С, температура пламени составит 2020°С. 0,4.10,52 По условиям технологии необходима температура обжига 1300°С. С учетом собственного теплосодержания пара (200°С, теплоемкость 0,375 ккал/м К) такая температура может быть получена при добавке 7,9 м водяного пара на каждый кубический метр сжигаемого метана 1300 8500-Ь 0.375.200 jg ., 0,38(10,52+л:) Далее следует предварительное охлаждение окатышей до 700-800°С паром или азотом, исключающее их вторичное окисление, и наконец, их окончательное охлажение воздухом. В этих условиях получают ысококачественные магнетитовые окатыи с высокой горячей прочностью. Весь роцесс обжига является полностью взрывобезопасным. Использование предлагаемой технологии промышленности позволит полностью устанить опасность взрыва и получить высоокачественные магнетитовые окатыши, при .. 794 5 работе на которых значительно улучшаются технико-экономические показатели работы доменных печей. Полностью сохраняется конструкция обжиговых лент, необходимы лишь подвод пара с ТЭЦ (отработанный пар после турбин) или азота с кислородной станции (в настоящее время сбрасывается в атмосферу). Оба эти газа в больших количествах и по низкой цене имеются на каждом металлургическом заводе. Фабрики окатышей, расположенные вдали от металлургических заводов, могут использовать отработанный пар ТЭЦ, пар котлов-утилизаторов. Отпадает необходимость строительства дорогостояш ей установки для конверсии природного газа. Формула изобретения Способ производства окатышей, включаюший сушку окатышей, их нагрев, высокотемпературный обжиг газовым пламенем, предварительное охлаждение до 700-800°С 5 10 15 20 5 в зоне рекуперации не обжиговой ленте, окончательное охлаждение их воздухом, отличающийся тем, что, с целью удешевления производства магнетитовых окатышей, улучшения их качества и повышения взрывобезопасности процесса обжига окатышей, газы или мазут сжигают в зоне высокотемпературного обжига с коэффициентом избытка воздуха 0,95-1,00, добавляя к продуктам горения водяной пар или газообразный азот в количествах, обеспечивающих заданную температуру обжига, а предварительное охлаждение окатышей в зоне рекуперации осуществляют путем продува слоя окатышей азотом или водяным паром. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе . 1. Вегман Е. Ф. и др. Металлургия чугуна. М., 1978, с. 118-132. 2. Авторское свидетельство СССР № 539970, кл. С 22В 1/14, 1973.