Способ обжига офлюсованных железорудных окатышей

 

СПОСОБ ОБЖИГА ОФЛЮСОВАННЬК ЖЕЛЕЗОРУДНЫХ ОКАТЫШЕЙ основностью 1,0-1f2, включакщий окомкование шихты , суижу, окислительный нагрев до 870-900 С, последующую термообработку с повышением температуры до 1270 С и охлаждение, отличаю- . щ и и с я тем, что, с целью упрочения окатышей за счет процесса обраэоаания ферритов на стадии твердофазного спекания и стекла из жидкой фазы и сокращения расхода твердого топлива , термообработку окатышей и их охлаждение до 1000 С ведут в атмосфере с парциальным давлением кислорода в слое, равным 5-10 - 110 атм. д 5S

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 3(51) С 22 В 1/ 24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3420134/22-02 (22) 08. 04.82 (46) 23.12.83. Бюл. 9 47 (7 2 В . Я . Лядов а, Т, Я . Малышев а, Ф.М. Журавлев, М. С .Модель, A. В . Мерлин, Н.В.Чугунова и А.A.Õàðèòîíîâ (71) Институт металлургии им. A.A.Байкова АН СССР (53) 669.1:622,788, 36(088,8) (56) 1. Известия AH СССР. Металлы, 1978, 9 6, с. 3-7.

2, Бюллетень. Черметинформация, 1973, )) 8, с. 18-20. (54) (57) СПОСОБ ОБЖИГА ОФЛ10СОВАННЫХ

ЖЕЛЕЗОРУДНЫХ ОКАТЫШЕИ основностью

1,0-1,2, включакв(ий окомкование шихты, сушку, окислительный нагрев до

870-900 С, последующую термообработо ку с повышением температуры до

1270 С и охлаждение, о т л и ч а юо шийся тем, что, с целью упрочения окатышей за счет процесса образования ферритов на стадии твердофазного спекания и стекла из жидкой фазы и сокращения расхода твердого топлива, термообработку окатышей и их охлаждение до 1000 С ведут в атмосфере с парциальным давлением кислорода в слое, равным 5.10 — 1 ° 10 атм.

1062284

Изобретение относится к металлургии, в частности к подготовке металлургического сырья для переработки в доменном переделе.

Известен способ производства офлюсованных желеэорудных окатышей, в технологии получения которых применяют окислительный обжиг на воздухе (1).

Однако при таком способе обжига окатыши с основностью 1,0-1,2, оптимальной для доменной плавки, ока- 10 . зываются непрочными — при дальнейшей восстановительно-тепловой обработке выход мелочи фракции -0„5 мм достигает 18Ъ. Низкая прочность окатышей определяется образованием в них связ-15 ки, состоящей иэ волластанита (CaSiO ) с прорастаниями гематита (Fe), которая легко разрушается при нагреве и восстановлении в доменной печи. 20

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ упрочнвния офлюсованных окатышей c основ нос тью 1, 0-1, 2, включающий окомко- 25 в ание ших ты, с ушк у, о к ис литель ный нагрев до 870-900 С, последующую термообработку с повышением температуры до 1270 С и охлаждение. Структура таких окатышей представлена зернами 30 магнетита, частично восстановленными до вюстита с хорошо развитой шлаковой связкой на основе железо-силикатных фаз (2) .

Недостатками известного способа являются загрязнение окатышей ($, Р), а также разубоживание концентратов окислами кальция, магния, алюминия и других элементов, содержащимися в добавляемом топливе. 40

Целью изобретения является упрочнение окатышей эа счет образования ферритов на стадии твердофаэного спекания и стекла иэ жидкой фазы и сокращение расхода твердого топлива.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу обжига офлюсованных железорудных окатышей основностью 1,0-1,2, включакщему окомкование шихты, сушку гранул окислительный нагрев до 870-900 С, последукщую термообработку с повышением температуры до 1270 С и охлаждение, о термообработку окатышей и их охлажце. ние до 1000 С ведут в атмосфере с парциальным давлением кислорода в 55 слое, равным 5 10 — 1 10 атм, Сущность способа состоит в том, что обжиг в таких условиях изменяет направление твердофазных и жидкофазных реакций в процессе спеха- б0 ния окатышей. На стадии твердофазного .спекания до 1250вС более интенсивно, чем на воздухе, протекают реакцчи фврритообраэования, продуктом которых становится преимуществен-б5

Таблица 1

Содержание С аО ° 2F е О вес. Ъ

Время, ч

35-4 О

62-70

90-95

95-98

0,5

Следы

1i0.24, О

100, 0

95

Не спекали

Быстрое образование полукальциеного феррита при низком парциальном давлении кислорода обусловлено тем, что структура этой термически неустойчивой фазы стабилизируется в присутствии ионов Fe, возникающих эа счет диссоциации окислов железа.

-2»

В окатышах, обожженных при Pp=5 10

1 10 атм, процессы ферритообразования протекают равномерно во всем объеме, при этом в реакции участвует мелкая фракция, а крупные зерна гематита порядка 0,05-0,1 мм остают- ся беэ изменений °

Ферритные фазы, получающиеся при твердофаэном спекании, служат основой для образования шлаковых расплавов, формирующих связки в окатышах.

Шлаковые связки в окатышах с основностью 1,0-1,2, обожженных при

P0,=5 10 - 1 10 атм, преимущественно но полукальциевый феррит СаО. 2FenO>.

Интенсификация образования этой фазы в атмосфере с парциальным давлением кислорода 5 10 - 1 ° 10 установлена при спекании брикетов иэ шихты, соответствующей стехиометрическому составу СаО .2Fe O Результаты сравнения количества новообразований полукальциевого феррита СаО ° 2Fea брикетах из шихты, соответствующей его стехиометрическому составу, при спекании на воздухе (а) и в атмосфере с РО равным 5 10 — 1 10 атм. (б), приведены в табл, 1.

Как видно из данных табл. 1, количество новообразований полукальциевого феррита в брикетах при часовой продолжительности спекания в атмосфере с содержанием кислорода от

5%(Р =5 10 атм)до 0,1Ъ(Р„ =1 10 атм) почти на порядок больше, чем в ат.мосфере воздуха с 21% кислорода (2 10 " атм).

1062284

Таблица 2

Способ обжига окатышей

Ситовой состав окатышей по фракциям, мм, по ле восстановления, Ъ окаэаель рочосты выход ракни

10 мм)

3-5

-0,5 0,5-1

1-3

5-10

+10

7,3

1,9 0,2

1,7 0,1

5,7 6,5

0,2 0,4

О, 2 0,!3

33 5 27,2 7,3

2,8 76,2 1,9

13,3 27 2

0,8 76,2

0,6 77,4

2,2

77,4 1,7

П р и м е ч а н и е. A — ббычный окислительный обжиг на воздухе в течение всего периода термообработки. охлаждение до 1000 С в той же атмосфере, а з атем на воздухе.

В - обжиг по известному способу той же шихты, что в A и В с добавлением 2,5% кокса: нагрев со скоростью 100 С/мин до 1220 С в атмосфере с Ро 3 10 атм (3% О ), охлажде ни е до 500 С в тойже ато мосфере, а затем на воздухе. стекловидны в отличие от раскристаллизованных связок в обычных окисленных окатышах.

Стекловидные связки, по сравнению с раскристаллизованными и окисленными, трудновосстановимы, более равно- 5 мерно обволакивают рудные зерна гематита и, следов ательно, в большой мере .препятствуют раэупрочнению окатышей в процессе восстановительнотепловой обработки, 10

Укаэанные пределы Pg= 5 10 1.10 атм обусловлены необходимостью

2 получить заданный состав продуктов твердофаэных и жидкофазных реакций.

При РО большем 5 10 атм, т.е. в 15 более окислительных условиях, приближающихся к атмосфере воздуха, продукты твердофаэных реакций неоднородны, содержат однокальциевый и полукальциевый ферриты, реакции ферритообраэования замедленны (табл. 1) и мало развиты в объеме окатышей. Шлаки, образующиеся эа счет плавления ферритов, также неравномерно распределяются в объеме окатышей, а связки на их основе раскристаллизованы и непрочны. При РО„, меньшем 1. 10 атм, продуктами твердофаэных реакций становятся магнетит, содержащий около

5Ъ СаО, и двукальциевый феррит

2СаО Ге О . Из-за высокой температуСопоставление результатов испыта- 55 ний прочности в процессе восстановления окатышей основностью 1,2, полученных иэ концентрата СЕВГОК (c 8,5 S10g), обожженных на воздуха (A)p l1pH Pg,=5 10 1 10 атм (В) и 60 с добавлением 2,5% кокса при

Р0 =3 10 2 атм (В) приведены в табл,2.

Б — обжиг по предлагаемому способу: до 1000 С на воздухе, 1000

1270 С при Рр 5 10 — 1 ° 10 атм, ры плавления 2Сао Ге О (1438 С) образование ферритных расйлавов в окатышах практически невозможно. Плавление расплавов происходит на качественно новой основе за счет вэаимодествия кварца и вюстита, для образования которого необходимо низкое

РО (1 10 атм при 1200 С) или наличие восстановителя-топлива или газа.

В этом случае готовые окатыши состоят из магнетита и вюстита на силикатной связке и имеют высокую прочность при восстановлении, подобно известным окатышам. Однако рудные фазы таких окатышей (магнетит и вюстит) загрязнены примесями.

В предлагаемом процессе снижение окислительного потенциала газовой

1фаэы в указанных пределах Рр =(5 10

10 атм) осуществляются на стадии обжига окатышей и в процессе их охлаждения до 1000 С, что приводит к поо лучению гематитовых окатышей на стекловидной связке.

Результаты испытания прочности в процессе восстановления окатышей с оснэвностью 1,2 из концентрата

СЕВГОК с содержанием S10g-8 5% (та л. 2) свидетельствует о том, что предлагаемый способ обжига значительно улучшает их металлургические свойства.

10622В4

Составитель A.Áëèàíâêîâ

Редактор Н.Рогулич Техред А,Бабинец Корректор A. Ильин

Заказ 10162/29 Тираж 627 Подл ис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r.Óæãoðoä, ул.Проектная, 4

Как видно из данных табл. 2, горячая прочность предлагаемых окатышей незначительно отличается от прочности окатыаей, полученных по известному способу. Однако по предлагаемому способу экономится твердое топливо, уменьшается содержание примесей и увеличивается содержание железа в окатышах.