Способ подготовки агломерационной шихты к спеканию при производстве офлюсованного марганцевого агломерата

 

СПОСОБ ПОДГОТОВКИ АГЛОМЕРАЦИОННОЙ ШИХТЫ К СПЕКАНИЮ ПРИ ПРОИЗЮДСТВЕ ОФЛЮСОВАННОГО МАРГАНЦЕВОГО АГЛОМЕРАТА, включающий высбкотемпературный обжиг доломита и смешивание его с -ксмпонентами шихты , увлажнение и оксмкование, отличающийся тем, что, с целью интенсификации ассимиляции окислов кальция и магния марганцевьм расплавом, увеличения производительности аглсялашины и снижения расхода твердого топлива, обжига доломита осуществляют при 17501850 С . (/) С

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (Ю (Ш

3(5g С 22 В 1/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCHCNlY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

В Р (; > gQ+ g

И ИН д,;. тыл,щщ„13, ®МИОМА (21 ) 3281998/22-02 (22) 29.04 ° 81 (46) 15.02. 84. Бюл. В 6 (72) М.И. Гасик, Б.В. Щербицкий, П.Ф. Мироненко, A.В. Коваль, И.М. Гасик, В.Т. Зубанов, Б.Ф. Велично и Г.Д. Ткач (71 ) Днепропетровский ордена Трудоsего Красного Знамени металлургический институт (53) .669 ° 1(622-785 ° 5(088 ° 8) (56) 1. Дрожнлов Л.A. н др. т "Сталь,"

1967, В 2, с. 1068-1071.

2. Вегмат Е.Ф. Теория и технология агломерации. М., "Металлургия", 1974, с. 35. (54 ) (57 ) CIIOCOB ПОДГОТОВКИ АГЛОМЕРАЦИОННОЙ ШИХТЫ К СПЕКАНИЮ ПРИ

ПРОИЗВОДСТВЕ ОФЛЮСОВАННОГО МАРРАНЦЕВОГО АГЛОМЕРАТА, включающий высбкотемпературный обжиг доломита и смешивание его с .компонентами шихты,.увлажнение и окомкование, о тличающийся тем, что, с целью интенсификации ассимиляции окислов кальция и магния марганцевьм расплавом, увеличения производительности агломашины и снижения расхода твердого топлива, обжиг: доломита осуществляют при 17501850оС

1073300

Изобретение относится к подготовке руд и концентратов к металлургическому переделу и может быть использовано при произвоцстве офлюсованного агломерата для выплавки углеродистого ферромарганца флюсовьм процессом в рудовосстановительных печах.

Известен способ подготовки шихты для производства офлюсованного марганцевого агломерата, включаю- 10 щий доэирование компонентов, последовательное их смешение, увлажне- . ние и окомкование с введением измельченного флюса $1) .

Недостатки данного способа под- f5 готовки агломерационной шихты— существенное усложнение технологической схемы агломерационной фабрики и эксплуатации агломерационного оборудования, а также низкая стойкость полученных агломератов против воздействия влаги.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ подготовки аглошихты к спеканию, включающий высокотемпературный обжиг доломита и смешивание его c компонентами шихты, увлажнение и окомкование $2) .

Недостатками известного способа являются сравнительно низкая произ» водитель ность агломашины, большой расход восстановителя (140-160 кц т), а также непригодность полученного агломерата для выплавки углеродистого ферромарганца ввиду рассыпания агломерата при взаимодействии содержащейся в нем неассимилированной извести (доломита) с влагой шихтовых материалов и водяными парами колош- 40 никового газа в ванне электропечи.

В связи с этим углеродистый ферромарганец выплавляется в мощных электропечах с использование неофлюсованного марганцевого агломерата 45 и характеризуется весьма низким извлечением марганца, не превышающим

70%, высоким удельным расходом электроэнергии (4600 квт.ч/т), сравнительно:малой производительностью 50

° печей. !, Ос но в ной. причиной в ысок их потерь марганца с отвальнььли шлаками и низких технико-экономических показателей производства углеродистого ферромарганца является работа печей на неофлюсованном агломерате и применение в шихте сырого известняка (доломита) до 800-1000 кг/т сплава.

Из-эа тидратации неасснмилирован- 60 ной извести, приводящей к рассыпанию агломерата, получить прочный паровлагостойкий офлюсованный агломерат (CaO!SiO< =1,2-1,5) невозможно. S5

Цель изобретения — интенсификация процесса ассимиляции окислов кальция и магния марганцевым расплавом, увеличение производительности агломашины и снижение расхода твердого топлива.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу подготовки агломерационной шихты к спеканию при производстве офлюсованного марганцевого агломерата, включающему высокотемпературный обжиг доломита и смешивание его с компонентами шнхты, увлажнениЮ и окомкование, обжиг доломита осуществляют при 175018500 С.

Физико-химический анализ процесса агломерации свидительствует о том, что спекание офлюсованного марганцевого агломерата ввиду сложного характера марганцево-рудного сырья и шихтовых компонентов имеет свои особенности, которые не учитываются в сушествуюцих способах подготбвки шихт перед агломерацией.

Анализ диаграмм состояния мпОSiOg, МпО-СаО, МпО-Са0-$10, МпО-MgO, СаО-Fe O CaO-Мп О показывает, что при спекании марганцевого агломерата температурный интервал протекания реакций, однотипных с реакциями получения железорудного агломерата, смещается в область более высоких температур на 150200 С. Однако создание высоких темо ператур не решает задачу получения прочного паровлагостойкого офлюсованного марганцевого агломерата. Одной иэ причин этого является образование на частицах окиси кальция сплошных слоев, состоящих из 2СаО

CiO2 и ЗСаО S10q сильно тормозящих массообмен. Сравнительные иссле-. дования показали, что в случае спекания железорудного офлюсованного агломерата зти слои разрываются окислами железа, тогда как окислы марганца при теипературах агломерации слабо проявляют свойства нарушения сплошности оболочки, состоящей из орто(20аО-SiO ) и трисиликата кальция (СаО- SiO ).

Предварительный высокотемпературный обжиг доломита позволяет в процессе спекания аглошихты стабилизировать в системе Мп-Si-О-Hg-Са образующиеся структурные фазы и тем савазм исключить, рассыпание агломерата при взаимодействии на него водяного пара колошникового газа и влаги шихты.

Предварительный обжиг при температурах менее 1750 С не позволяет стабилизировать кристаллохнмическую структуру доломита, и применение его в качестве флюса при спекании не обеспечивает паровлагостойкость аг1073308

25

55 ломерата. В то we время обжиг при температурах выше 1850 С нецелесообразен, так как происходит оплавление доломита и ухудшаются технико экономические показатели, обжига.

При:высокотемпературном обжиге доломита происходят процессы спекания материала,. заключающиеся в том, что малые кристаллические зерна под влиянием молекулярного (атомного) сцепления срастаются друг с другом в компактное кристаллическое тело.

Обжиг при температурах выше 1600 С вызывает рекристаллизационный рост кристаллов, в результате чего происходят процессы интенсивного спекания доломита. При этом наряду. с образованием поликристаллических зерен идет процесс исправления дефектов их структуры, имеющихся в первичной кристаллической решетке.

Процессы "заживления".кристаллов доломита сопровождаются понижением активности вещества, а также увеличением кажущейся плотности (более

3,0 г/см ). При обжиге известняка и доломита при 1000-1100 С образующиеся кристаллы оксида кальция и .магния высокодисперсны и имеют большое количество искажений в кристаллической решетке, что обуславливает высокую активность извести. При этом известь (доломит}, полученная при таких температурах .

1 обжига, имеет пониженную плотность (°

1,7-2 к/cM ) и максимальную порис° тость

Предлагаемый способ подготовки агломерационной шихты для производства офлюсованного марганцевого агломерата опробован в крупнолабораторных условиях следующим образом.

Доломит фракции 3-0 мм предварительно обжигают во вращающейся трубчатой печи при 1700-1900 С. Химический состав полученного обожженного доломита мас.Ъ: СаО 59; и о

SiOq 4,3; п.п.п.-0,1. Затем производят дозирование, смешение, увлажнение, окомкование в ипековом смесителе компонентов аглошихты и подают на спекание в полупромьпшенную установку площадью спекания 1 м

Высота спекаеглого слоя во .всех опытах 350 мм, начальное разрежение под колошниками 800 мм вод.ст., продолжительность зажигания 1,5-2 мин при 1200 С. Выход годного из.спека определяют по содержанию фракции

+10 мм после разового сбрасывания пирога агломерата с высоты 2 м.. Механическая прочность агломерата определяется согласно ГОСТУ 15137-77.

Паровлагостойкость агломерата определяют по содержанию фракции—

5 мм после обработки паром в течение 90 мии пробы агломерата фракции

10-80 мм несом 1 кг.

Увеличение обожженного флюса при проведении спеканий более 40% приводит к снижению производительности, а введение флюса менее 20% не обеспечивает необходимое отношение

Са0/t4gO в агЛомерате, что приводит к снижению его прочности.

Основные показатели по получению агломерата с использованием предлагаемой подготовки по сравнению с известной аглошихты приведены в табли це.

Анализ приведенных в табл. данных показывает, что оптимальной температурой обжига доломита является

1750-1850 С.

Приведенные выше данные результатов промышленных опытов по спеканию офлюсованного марганцевого агломерата показывают, что получение агломерата по предлагаемому способу подготовки агломерацнонной шихты позволяет получить прочный агломерат, не разрушающийся при воздействии на него водных паров, эа счет более полного усвоения свободной окиси кальция и стабили ации физической структуры агломерата. Кроме этого, снижается расход твердого топлива на

20% и на 15-20% увеличивается выход годного

Полученный офлюсованный агломерат опробован при выплавке углеродистого ферромарганца ." полупромышленной электропечи ОКБ-616. Установлено, что применение агломерата, полученного по предлагаемому способу, позволяет стабилизировать электрический режим выплавки, повысить производительность печи на 12-15%, снизить расход кокса на 15-20% и повысить извлечение марганца на

4-6%.

1073308 э. м

Показатели

Способ подготовки шихты

По про тотипу

Выход годного, %, по классу +10 мм

65 67 68

74 . 80

85 83

74 74

76 78 89 86

Паровлагостойкость, Ъ, по классу †.5 мм

48 41

39 21 15

9 10

Производительность, Ъ

Расход топлива

Составитель Л. Иашенков

Редактор В. Ковтун Техред С.Легеэа Корректор A. Тяско.

Заказ 276/25 Тираж 603 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Механическая прочность, В., по классу +5 мм

Предлагаемый при температуре обжига

Флюса, С

1000 1100 1700 1750 1800 1850 1900

100 101, 5 102 104 108 11.2 110 106

100 90,3 90,8 87,8 81 3 78,4 83,2 86,2