Способ получения металлизованных окатышей на конвейерной машине Советский патент 1982 года по МПК C21B13/00 

Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к способам получения металлизованных окатвшей. . .

; Известен способ восстановления газом рудных материалов, по которому материалы загружгиот в агрегат послойно по мере увеличения их восстановимости по направлению движения газа l

Недостатком этого способа, связанного с восстановлением неподвижного слоя, газами, является низкая производительность, высокая пирофор т ность восстановленных рудных материалов из-за низкотемпературного восстановления (800-950 0), слабая прочность продукта и низкий коэффициент использования восстановительной способности газа. Повышение температуры приводит к нарушению структуры слоя (оплавлению)и к снижению производительности . По сравнению с газовым восстановлением скорость восстановления рудоугольных окатышей при высоких температурах значительно выаГе, причем металлизовыванные окатыши получаются высокой прочности и непирофорными.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ получения металлизованных окатышей, включающий смешивание рудоугольных материалов, окомкование, послойную укладку на конвейерную машину и последующую металлизацию, по которому укладку сырых рудоугольных окаты10шей -на конвейерную машину производят послойно: в нижнюю часть слоя, доходящую до 2/3 всей высоты слоя, поступают окатыши с минимальным содержанием твердого топлива, необ15ходимого для данной степени металлизации, а в верхнюю -(остальную часть слоя) - окатыши с большим содержанием твердого топлива (3545% от общего его расхода) 2j .

20

Недостатком.известного способа является низкая производительность и степень металлизации. Повышенный расход твердого топлива в 5верхнем слое, которое, взаимодействуя с окис25лителями (кислород, углекислота и вода) в горновых газах, приводит к нерегулируемому повышению температуры в этом слое окатышей, а, следовательно, к появлению больших коли30честв жидкой фазы, к нарушению CTPVKтуры и газопроницаемости слоя, и как следствие, к резкому падению производительности и снижению степени металлизации.

Полупромьпиленные испытания этого способа показали, что получаемый про- 5 дукт содержит очень мало металлического железа и что он состоит, в основном, из вюститных спеков. Производительность машины была на низком уровне. Крупным недостатком слоевого 10 обжига является неравномерное распределение температур по высоте слоя: разница между температурами верха и середины слоя рудоугольных окатышей высотой 250 мм достигает 20С)-300°С. 15 Поэтому, если процесс восстановления протекает интенсивно в верхней части слоя, то в средней части не получает развития.

Целью изобретения является ин- 20 тенсификация процесса восстановления за счет сохранения структуры слоя окатышей в интервале температур 1100-1350°С.

Поставленная цель достигается 25 тем, что согласно способу, включающему смешивание рудоугольных материалов, окомкование, послойную укладку окатышей с различным содержанием компонентов, и последукяцую металлизацию, производят послойную укладку офлюсованных и неофлюсованных окатышей, причем в нижней части слоя укладьраются офлюсованные окатыши, а в верхней части слоя - неофлюсованные.35

Результаты лабораторных исследований по металлизации рудоугольных окатышей показали, что начало интенсивного восстановления неофлюсованных окатышей наступает при температуре 40 1150-1200°С, т.в.. тогда, когда появляется в достаточных количествах идкая окисная фаза, с большой скоростью восстанавливаемая в ней углеродом. По мере развития процесса вое- 45 становления температуру обжига можно поднимать вьпие до 1300-1350°С. Если поднять температуру обжига сразу до высоких значений, то образуется большое количество жидких фаз, 0 и окатыши теряют свою форму, наруается (Структура слоя,, падает производительность, а в худшем случае, прекращается процесс металлизации. бъясняется это тем, что при высоких , температурах 1250-1350°С скорость образования жидкой фазы выше скорое-, ти восстановления железа из нее.

Если эти скорости равны между соой, то окатыши не теряют свою фор- Q у, так как появившаяся жидкая фаза результате восстановления железа ыкристаллизовывается, и не происхоит ее накопления

Нами установлено, что для неофюсованных окатышей скорость оора- 65

зования жидкой фазы превышает скорость восстановления если их греть со скоростью 20-40 град/мин,- начина с температуры 1100 с. До этой температуры греть можно с любой скоростью. Нами также было установлено, что температура начала интенсивного восстановления офлюсованных рудоугольных окатышей на 100-150°С ниже чем для неофлюсованных из-за более раннего образования значительных количеств жидкой фазы и катализующего действия окиси кальция. Для того, чтобы увеличить скорость восстановления всего слоя рудоугольных окатышей, необходимо, чтобы нижняя часть слоя восстанавливалась при более низких температурах. Поэтому в нижнюю часть слоя загружаются офлюсованные (основностью 0,51,5) рудоугольные окатыши. Температура начала интенсивного восстановления окатышей основностью 0,5 на 150°С ниже, чем неофлюсованных из того же концентрата. С повышением основности этатемпература растет. , для окатышей основностью 0,5 она составляет , основностью 1,0-1080, а основностью 1,51120°С. Поэтому основность окатышей влияет на долю высоты слоя, занимаемой офлюсованными окатышами. По нашим исследованиям для слоя высото 250 мм и окатышей основностью 0,5 эта доля составляет 1/2 часть высоты всего слоя, для окатышей основностью 1,0-5/8, для окатышей основностью 1,5-3/4.

Пример 1. Шихта, состоящая из концентрата СевГОКа (76%), коксика (14%) и возврата (10%) смешивается в течение трех минут. Для получения необходимой влажности шихты 9-9,5% в смеситель подается дополнительно вода. Готовая шихта подается на тарельчатый окомкователь, где она окомковывается до достижения размера 10-15 мм. После отсева мелочи менее 10 мм окатыши поступают в бункер-накопитель.

Параллельно получению неофлюсованных окатышей по той же технологии и той же крупности получают офлюсованные окатыши из шихты, состоящей из концентрата СевГОКа (72%), известняка (5,3%), коксика (12,8%) и возврата (10%). Затем офлюсованные окатыши (осн. 0,5) загружаются на колосниковую решетку конвейерной машины .слоем высотой 125 мм. На.этот слой .сверху укладывается .слой неофлюеованных окатышей, таким образом, чтобы общая высота составляла 250 мм.

Сушка окатышей осуществлялась при температуре 350С. Скорость фильтрации горновых газов через слой 1,2 . Содержание кислорода в газе в этой зоне не лимитируется.

В зоне подогрева окатыши нагреваются продуктами горения природного газа, разбавленными рециркулируемым газом из зоны восстановления для стабилизации температуры теплоносителя.

Коэффициент избытка воздуха при сжигании природного газа оС 1, ско рость фильтрации газов 0,9 . с температура газа над слоем окатышей 1100°С.

В зоне восстановления нагрева окатышей от температуры 1100°С производился со скоростью 3о С/мин до температуры 1350°С, Такая скорость нагрева позволяет сохранить структуру слоя. Затем при температуре 1350°С осуществлялась выдержка 8 мин. Коэффициент избытка воздуха составлял ,95, скорость фильтрации газов через слой 0,7 с, содержание кислорода в них не более 0,5%.

Время пребывания окатышей в каждой зоне следующее, мин:

Сушка6,О

Подогрев , 5,0

Восстановление 16,0

Охлаждение 10,0

Охлаждение окатышей осуществлялось сырым природным газом, который затем шел на горение. Средняя степень металлизации 80%. Удельная производительность 0,58 .

Пример 2. Неофлюсованные окатыши получают из той же шихты и по такой технологии, как и в примере 1.

Офлюсованные окатыши получают из шихты, состоящей из концентрата СевГОКа (69,1%) , известняка (9,9%), коксика (11%) и возврата (10%). Затем офлюсованные окатыши (осн.1,0 загружают на конвейерную машину слоем высотой 150 мм. На этот слой сверху укладывается слой неофлюсованных окатышей таким образом, чтобы общая высота составляла 250 мм.

. Сушка, подогрев, восстановление и охлаждение осуществлялись по технологни, описанной в примере 1. Средняя степень металлизации составляет 78%. Удельная производительность 0,6

Пример 3. Неофлюсованные окатыши получают из той же шихты и по той же технологии, как и в примере 1

Офлюсованные окатыши получают из шихты, состоящей из концентрата СевГОКа (66%), известняка (14%), коксика (10%) и возврата (10%). Затем офлюсованные окатыши (осн. 1,5)

загружают на конвейерную машину слоем высотой 190 мм. На этот слой сверху укладывается слой неофлюсованных окатышей таким образом, чтобы общая высота составляла 150 мм.

Сушка, подогрев, восстановление и охлаждение осуществляется по технологии, описанной в примере 1. Средняя степень металлизации составляет 7,7%, удельная производительность 0,59 т/м- ч.

При использовании технологии, описанной в известном способе, время восстановления увеличивается, до 28 мин. В результате восстановления окатышей получают металлизованный продукт, представляющий собой спек с частично восстановленным железом. Удельная производительность составляет 0,35-0,4 т/м.ч.

Окатыши, изготовленные предложенным способом, позволяют увеличить степень металлизации и производительность на 40-45%. Организация -производства металлизованных окатышей по предложенному способу намечена в 1981-1985 гг. на одной из заводов Минчермета УССР.

При годовом производстве металлизованных окатышей 1 млн. тонн в год экономия от применения предложенной технологии металлизации окатышей составит 315000 руб.

Формула изобретения

Способ получения металлизованных окатышей на конвейерно1й машине, включающий смешивание рудоугольных материалов, окомкование, послойную укладку окатышей с различным содержанием компонентов и последующую металлизацию, отличающийся тем, что, с целью интенсификации прцесса восстановления за счет сохранения структуры слоя в интервале температур 1100-1350 С, осуществляют послойную укладку офлюсованных и неофлюсованных окатыщей, причем в нижний слой укладывают офлюсованные окатыши, а в верхний слой - неофлюсованные.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 330194, кл. С 21 С 13/00, 1970.

2.Авторское свидетельство СССР 417473, кл. С 21 В 13/00, 1971.