Способ производства железорудныхуглЕРОдСОдЕРжАщиХ бРиКЕТОВ Советский патент 1981 года по МПК C22B1/24 

1

Изобретение относится к металлургии, преимущественно к доменному производству и может быть использовано при выплавке чугуна и стали.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ производства брикетов для доменной плавки, получаемых горячим прессованием частично восстановленных железорудных концентратов с добавкой 4-7 вес. % (по углероду) углеродсодержащего компонента, заключающийся в том, что восстановление железорудных концентратов осуществляется до 33-40% при 850-900°С, а углеродсодержащий компонент вводят предварительно нагретым до 850-1000°С 1.

По этому способу получают прочные брикеты, хорошей восстановимости которых при 900-1050°С в восстановительной среде способствует запрессованный измельченный антрацит с высоким (93%) содержанием углерода.

Недостатками такого способа являются относительная сложность процесса производства брикетов, снижающая его производительность, и невозможность использования резервов повышения качества брикетов за счет углеродистой добавки.

При нзвестном способе не может быть комплексно использована углеродистая добавка в виде длиннопламенного угля с высоким содержанием летучих веществ, хотя

5 такая добавка является ценной с точки зрения как процесса получения, так и качества брикетов.

Целью изобретения является увеличение производительности процесса и повышение

10 качества брикетов.

Это достигается тем, что в способе, включающем предварительное восстановление железорудного компонента до 33-40%, нагрев углеродсодержащего компонента, их

15 смешивание и горячее прессование, нагрев углеродсодержащего компонента, в качестве которого используют уголь с содержанием летучих веществ 35-40 вес. %, осуществляют до температуры начала выде20 ления летучих.

Предлагаемый углеродсодержащий компонент (длиннопламенный уголь) характеризуется тем, что в процессе нагрева из него, начиная с температуры 275°С, выде25 ляются газообразные продукты, обладающие достаточным восстановительным потенциалом для перехода высших окнслов в вюстит. Интенсивность восстановления обеспечи30 вается тем, что первичное реагирование

происходит на поверхности нагретых до высокой температуры железорудных частиц. Газообразные продукты восстановления при фильтрации через слой железорудного материала реагируют с частицами твердого нелетучего остатка термического разложения угля, обладающего развитой поверхиостью, а следовательно, высокой активностью.

Происходит вторичиое обогащение газовой фазы восстановителями. При этом реализуется высокоскоростной механизм комбинированного восстановления.

Благодаря тому, что углеродсодержащий материал при его подаче в слой нагретого железорудного материала, являющегося теплоносителем, термически обрабатывается в режиме скоростного пиролиза, достигается иовое качество углеродистой добавки - повышенный выход активных восстановительных газов и более развитая, энергетически активная поверхность углерода твердого остатка.

Удельная поверхность этого углеродсодержащего материала значительно выше, чем удельная поверхность антрацита. Кроме того, в результате термической деструкции происходит нарушение его кристаллической структуры. Благодаря этим особенностям запрессованного углерода повышается одно из важнейших качеств брикетов - их восстановимость.

В настоящее время длиннопламенный уголь не используется в качестве технологического топлива вообще и при производстве железорудных углеродистых брикетов в частности. Предлагаемое техническое решение нозволяет комплексно использовать при производстве брикетов как физико-химически активные летучне компоненты длиннопламенного угля для восстановления концентратов, как и твердый остаток для повышения восстановимости брикетов. Использование летучих обеспечивается тем, что углеродистая добавка смешивается при комнатной темнературе или при температуре до 275°С, когда еще не начали выделяться летучие, с нагретым до 850-1000°С л елезорудным концентратом. Если греть смесь длиннопламенного угля с концентратом до температуры восстановления или греть уголь отдельно до 850-1000°С, как в известном способе получения брикетов, летучие вещества не будут работать в качестве восстановителя. При совместном нагреве они уйдут раньше, чем концентрат достигнет температуры, при которой развивается восстановительный процесс. При отдельном нагреве на смешение с железорудным компонентом будет подан углеродистый материал, уже не содержащий летучих. При смешении же с нагретым до 850-1000°С концентратом длиннопламенный уголь прогревается за счет тепла концентрата, и выделяющиеся летучие компоненты активно восстанавливают магнетитовый концентрат до вюстита. При этом не происходит нежелательного перевосстановления (свыше 40%), которого нельзя избежать при использовании в качестве восстановителя водорода.

Следовательно, при примепении длиннопламенного ЗТля за счет ускорения процесса восстановительно-тепловой обработки

концентрата перед брикетированием повыпдается производительность всего процесса получения брикетов, а за счет специфических свойств запрессовываемого углерода твердого остатка повышается качество брикетов.

Предназначенный для производства брикетов богатый железорудный концентрат (как правило, это магнетитовый концентрат крунностью меньше 100 мкм) нагревают до 850-1000°С, например, в вихревой камере, в которой требуемый нагрев обеспечивается за время не более 3 мин. Нагретый материал подают в агрегат для восстановления, например во врашающуюся

печь.

Измельчеиный или раздробленный до необходимой крупности длиннопламенный уголь, имеющий естественную температуру или предварительно подогретый любым известным способом до температуры не выше 275°С, для удаления влаги и адсорбированных газов также подается во врашающуюся печь в таком количестве, чтобы остающийся после ухода летучих твердый остаток обеспечивал содержание углерода в брикетируемой шихте . Во вращающейся печи происходит смещение угля с горячим концентратом, прогрев его за счет тепла концентрата, вызывающий выделенне

летучих веществ, скоростное восстановление концентрата до 33-40% за счет летучих и частично за счет углерода твердого остатка. Затем углеродсодержащая шихта подается в бункер-накопитель, из которого

через дозирующее устройство выдается на валковый пресс с удельным давлением прессования 300-1200 кг/см. Спрессованные брикеты охлаждаются и складируются или горячими подаются на дальнейщую

нереработку.

Стенень восстановления 33-40% выбрана из соображений получения пластичного, легко деформируемого материала, обеспечивающего при брикетировании тесный контакт частиц. Из окислов железа только вюстит обладает высокими пластическими свойствами. Степень восстановления 33% как раз соответствует переводу железорудного материала в вюстит. Степень восстановления 40% соответствует образованию до Г0% металлического железа. Более высокая степень металлизации шихты из богатых мелкодисперсных концентратов нерациональна, так как усложняются условия

работы восстановительного агрегата за счет