Способ получения магнетитовых окатышей Советский патент 1982 года по МПК C22B1/24 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНБТИТОВЫХ ОКАЧИШЕЙ

Изобретение относится к черной металлургии, а более конкретно к стадии подготовки железорудного сырья к доменному переделу. Известен способ получения окисленных окатышей для доменного передела, включающий сушку, нагрев с твердофазным окислением магнетита обжиг и охлаждение, по которому, с целью повышения, прочности при восст новлении, окатыши, окисленные на 85-90%, обжигают при температурах 1300-1375°С до с±епени диссоциации гематита не менее 20% ij . Однако данный способ не подходит для получения магнетитовых неокисленных) окатышей в условиях окислительной газовой атмосферы промышлен ных обжиговых агрегатов. Получение магнетитовых окатышей по этому способу затруднено, так как нецелесооб разно полностью окислять магнетит окатышей до гематита, чтобы затем в ходе обжига диссоциировать полученный гематит до магнетита, это пр ведет к снижению производительности оборудования для обжига окатышей и интенсивному изнашиванию футеровки зоны обжига, а также к увеличению расхода топлива на обжиг окатьдаей. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получения офлюсованных железорудных окатышей из концентратов, содержащих 4-10% SiOj в пустой породе, включающий отфлюсованные шихты до CaO/SiO 0,5-1,3 с последующим окомкованием, обжигом и охлаждением, согласно которому , с целью повышения газопроницаемости слоя и прочности окатышей в .процессе их восстановительно-тепловой обработки, при дозировании компонентов вводят MgO в количестве, обеспечивающем отношение CaO/MgO.-l,53,9 2. Недостатком известного способа является необходимость использования относительно дорогой добавки MgO, для производства которой необходимо автономное производство. Введение MgO в шихту для производства окатышей в условиях промышленного получения требует использования дополнительного технологического оборудования для подготовки и дозирования MgO, что усложняет, процесс получения окатышей и увеличивает их себестоимость. MgO стабилизирует магнетит (затрудняет его окисление I только при внедрении его в, кристаллическую решетку магнет та . Время же нахождения окатьпией в зоне высоких температур в промышленных обжиговых агрегатах мало для то-го, чтобы эти процессы получили значительное развитие. Для стабилизации всего магнетита потребуется значительное количество MgO, что при водит к значительному снижению содержания железа в окатышах и темсамым прнижает их металлургическую цен ность, Использование магнетитовых ок тышей в доменной печи вместо окисле1-1 ных, вследствие того, что магнетитовые окатыши разупрочняются при восстановлении меньше, чем гематитовые, приводит к увеличению производительности доменных печей и снижению себе стоимости чугуна за счет уменьшения удельного расхода кокса из-за повышения газопроницаемости доменной шихты вследствие уменьшения количест ва мелочи, образующейся при разрушении железорудной части шихты в восстановительной газовой атмосфере доменной печи. Цель изобретения - повышение проч ности окатышей при восстановлении с сохранением традиционных условий обжига в окислительной газовой атмос пПоставленная цель достигается тем что, согласно способу получения окатышей, включающему окомкование шихты с добавлением MgO, сушку, нагрев, обжигИ охлаждение окатышей, MgO в виде магномагнетитового концентрата наносят на поверхность необожженных окатышей. С целью уменьшения окисления центральной части окатышей,между внешним слоем из магномагнетитового концентрата и внутреннего слоя и5 обычного железорудного концентрата возможно нанесение слоя флюса, напри мер известняка или топлива. Магномагнетитовый концентрат - ра новидность железорудного концентрата, содержащая в кристаллической решетке магнетита MgO, поэтому она мало окисляется или не окисляется совсем. Нанесение магномагнетитового концентрата на поверхность окатышей позволит получать магнетитовые окатыши без изменений традиционных условий обжига в окислительной газовой атмс; сфере промышленных обжиговых агрегатов. Нанесение магномагнетитовог концентрата на поверхность окатышей позволит получать фактически двухслойные окатыши, внешний слой которых, состоящий из магномагнетитового материала, практически не окисляется и при обжиге частицы магноМагнетитов спекаясь,- образует пленку, которая блокирует доступ кислороду газовой фазы к внутреннему объему окатышей. Таким образом, для получения магнеИТОВЫХ окатышей потребуется незнаительное количество магномагнетитовоо концентрата. При этом содержание елеза в окатышах изменяется незнаительно, увеличивается прочность катышей при восстановлении по сравнению с окатышами, изготовленными из железорудного концентрата и окисившимися в ходе обжига; увеличивается прочность окатышей на раздавление, по сравнению с окатышами, полученными только из магномагнетитового концентрата. С целью уменьшения пористости внешнего, магномагнетитового слоя окатышей, магномагнетитовые материалы наносят на поверхность окатышей вместе со связующими материалами. Таким образом, с уплотнением внешнего слоя окатьлшей создаются дополнительные препятствия для окисления внутреннего объема окатыша. Добавление флюса.или топлива (или комбинированный вариант: добавление и топлива, и флюса) позволяет практически избежать окисления даже при повреждении (трещинах) внешнего слоя окатыша из магномагнетита, так как при горении топлива материал окатыша оплавляется, образуя плотную корку, препятствующую проникновению внутрь окатыша кислорода газовой фазы. Кроме того, при добавлении топлива хоро1цо спекаются внутренняя часть окатышей с внешней. В тех микрообъемах окатыша, где топливо соприкасается с железорудной частью шихты, образуется вюстит, т е. содержание кислорода в обожженных окатышах несколько меньше, чем в магнетитовых, что повышает их прочность при восстановлении . В случае нанесения между внешним и внутренним слоями окатыша слоя флюса, если кислород газовой фазы достигнет внутренней части окатыша, произойдет реакция между СаО флюса и гематита окисленной поверхности окатыша с образованием легкоплавких ферритов кальция, т.е. образуется значительное Количество расплава, препятствующего дальнейшему окислению окатыша. Пример. Опыты проводятся на окатышах, изготовленных из железорудного концентрата Соколовско-Сарбайского месторождения состава, зес.%: РбоБЦ66,32 FeO26,26 SiOj3,50 СаО2,98 MgO наносится на поверхность окатышей в виде магномагнетитового концентрата Ковдорского месторождения состава, вес.%:

CaO

0,47 MgO :4,73

Исследуются также свойства окатышей, в которых магномагнетит наносится на поверхность окатышей вместе с бентонитом, с нанесением между внутренним и внешним слоями слоя из флюса, в качестве которого используется известняк с содержанием СаО

Из готовленные

из магномагнетито65,22 24,47

вого концентрата.

с добавлением MgO в чистом виде (по известному способу;;

с нанесением на поверхность

Сырые окатыши сушатся при комнатной температуре в течение суток. Сухие окатыши нагреваются и обжигаются в шахтной силитовой печи в токе воздуха при . Скорость нагрева и охлаждения составляет 90150°/мин. Прочности окатышей при восстановлении определяют после

Окатыши

Изготовленные

по известному способу ;

с нанесением на

поверхность магнома гнетитов ;

с известняком; с топливом

52,6% с нанесением между внутренним и внешним слоями слоя из топливакоксовой мелочи; окатыши, полуденные только из магномагнётита. В качестве связующего при изготовлении внутренней части окатышей используется бентонит в количестве 0,7% от веса шихты. Химический состав желез рудной части шихты приводится в ,табл. 1.

Т а. б л и ц а 1

0,70

0,47

4,70

3,47

2,97

0,47

изотермической выдержки при в токе водорода с расходом 1,5 л/мин до степени восстановления 20% с пос0ледующим испытанием на прочность при раздавливании на разрывной машине РМ-5. Результаты полученной зависимости прочности окатышей при восстановлении приводятся в табл. 2

Г

Таблица2

Прочность при восстановлении, кг/окатыш.

40

52 54 67

Прочность при восстановлении,

в крторых магномагнетит наносится вместе с бентонитом;

изготовленные из

магномагнетитового

концентрата Из табл. 2 аидно, что окатыши, i3 готовленные с нанесением на поверх ность магномагнатитов,. имеют более высокую прочность .при восстановлении , чем охатыиш, изготовленные по известному способу. Окатыши, изготов ленные из магномагнетитов, имеют такую же прочность при восстановлении, как и окатыши, изготовленные с нанес HHervs на поверхность магномагнетитов гэеэ бентонита; но последние имеют более высокую прочность на раздавлизание без восстановления, что позволит транспортировать их на значитель ные расстояния с меньшим при этом ухудшении качества, что

Окатыши

Изготовленные с нанесением на поверхность магномагнетитов

из магномагнетитов

Кроме того, из табл. 1 видно, что магномагнетитовые окатыши содержат weHbme железа, чем окатыши, изготовфнные с науесением на поверхность магномагнатитов, что также снижает металлургическую ценность магномагнетитовых окатышей.

Известно, что при увеличении прочности окатышей при Зосстановлв НИИ за счет уменьшения количества . мелочи, образующейся при разрушении окатышей -в восстановительной газовой атмосфере доменной печи, происходит повыидение производительности печи на 0,5% и снижение удельного pac

954463 8

Продолжение табл. 2 кг/окатыш.

59

52

Прочность на раздавливание, кг/окатыш

190

150

хода кокса на 0,5% на каждый 1% выведенной из доменной печи мелочи. ..

Использование предлагаемого способа получения магнетитовых окатышей в условиях окислительной газовой атмосферы промышленных обжиговых агрегатов, без изменения традиционных условий окатышей обеспечивает простоту и низкую себестоимость получейия магнетитовых окатышей вследствие отсутствия необходимости изменения режима обжига окатышей; повышение прочности окатышей при восстановлении в 1,3 раза; повышение прочности повышает их металлургическую ценность. Кроме того, известняк и топливо наносят между агнетитовыми и магномагнетитовыми материалами окатыша, что не приведет к слипанию окатышей при обжиге при высокой температуре, необходимой для упрочненения окатышей, как это иногда имеет место при изготовлении окатышей по обычной технологии. Это происходит потому, что магномагнетиты спекаются хуже, чем обычные магнетитовые материалы. Полученные результаты по прочности окатышей при раздавливании приведены в табл. 3. ТаблицаЗ 9 9544 окатышей на раздавливание в 1,26 Формула изобретения 1. Способ получения магнетитовых окатышей, включающий окомкование5 шихты с добавлением MgO, сушку, нагрев, обжиг и охлаждение окатышей, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности окатышей при восстановлении при сохранении10 традиционных условий обжига в. окислительной газовой атмосфере, MgO в виде магномагнети: ового концентрата наносят на поверхность необожженных окатышей.15 310 2. Способ поп.1, от.личающийся тем, что между магномагнетйтовым концентратом и п6верхностью окатышей наносится флюс, 3. Способ по п. 1, отличающийс тем, что.между магномагнетитойым концентратом и поверхностью окатышей наносится топливо. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 670626, кл. С 22 В 1/20, 1976. 2. Авторское свидетельство СССР 692879, кл. С 22 В 1/24, 1977.