Способ получения металлизованного агломерата

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛИЗОВАННОГО АГЛОМЕРАТА, включающий нагрев железорудных материалов горячим сжатым воздухом с последующим одновременным восстановлением и охлаждением восстановительным газом, о т jl и чающий ся тем, что, с целью увеличения производительности установки и снижения расхода восстановительного газа путем увеличения степени его нспопьэования, охлаждение материала осутествляюгг со скоростью 110-150с/мин в интервале температур 1350-1050t искоростыо 25-30 с/мин при температурах ниже 105ос. 1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (1Ю (11) 3159 С 21 В 13 00

ГОсудАРстВенный номитет сссР пО делАм изОБРетений и ОтнРытий

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 1 ). 35 89 305/2 2-02 (22) 12. 05. 83 (46 ) 23. 06. 84. Бюл. Р 23 (72) A Г.Михалевич, В.Е.Тихомиров, И. В. Довлядов и В.A. Ивянский (71) Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им. И. П. Бардина (53) 669. 1.622. 785(088. 8) (56) 1. Патент ФРГ Р 1173497, кл. 18 а 13/14, 1969.

2. Патент Франции 9 2197071, кл. С 21 В 13/00, 1974.

3. Авторское свидетельство СССР

9 804691, кл. С 21 В 13/00, 1979. (54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛИЗОВАННОГО AFJIONBPATA, включающий нагрев желеэорудных материалов горячим сжатым воздухом с последующим одновременным восстановлением и охлажде.йием восстановительным газом, о т Л йэ ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения производительности установки и снижения расхода восстановительного газа путем увеличения степени его использования, охлаждение материала осуществляют со скоростью

110-150 С/мин в интервале температур 1350-1050 С и ct(opocTblo 25-30 С/мин при температурах ниже 1050ФС.

1098957

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к способам получения металлизованного агломерата.

Известен способ восстановления окатышей на конвейерной машине при

700-1000 С смесью водорода и окиси углерода (1) .

К недостаткам этого способа относится высокий расход газа для восстановления и низкие скорости восстановления при указанных температурах. 10

Известен способ, по которому через слой руды пропускают газовую смесь, содержащую окись углерода и водорода при более высоких температурах ,(1100-1300 С) j2) . 15

Однако превышение температур плавления эктевтик на основе эакиси железа приводит к оплавлению слоя материала и, как следствие, к увеличению продолжительности восстановления и расхода газа-восстановителя.

Наиболее близким к изобретению bio технической сущности и достигаемому результату является способ получения металлиэованных (степень металлизации 60-80Ъ) окатышей, включающий нагрев материала горячим сжатым воздухом с последующим одновременным восстановлением и охлаждением восстановительным газом, по которому нагрев окатышей осуществляют в окислительной среде до 1250-1350 С с последующим. восстановлением и одновременным охлаждением материала со скоростью

:35-100 С/мин до температур 900:800 С (3Д.

Недостатками известного способа являются невысокая степень металли- зации получаемого продукта и невозможность повышения ее, а также нера циональное использование скоростных 40 воэможностей процесса восстановления при снижении температуры материала в интервале 1350-800 С из-за постоянной скорости охлаждения.

Целью изобретения является увели- 45 чение производительности и снижение расхода восстановительного газа путем увеличенчя степени его использования.

Указанная цель достигается тем, 50 что согласно способу получения металлизованного агломерата, включающему нагрев железорудного материала горячим сжатым воздухом с последующим одновременным восстановлением и охлаждением восстановительным газом, охлаждение материала осуществляют со скоростью 110-150 C/ìèí в интервале температур 1350-1050 C и скоростью

25-30 С/мин при температурах ниже

105QoC.

Верхний интервал скоростей определен исходя и э на иб опыте и интенсивности вос стан эвления. При скорости охлаждени» более 150 град/мнн y> òíûâà- 65 ется время пребывания материала при максимальных температурах, при скорости менее 110 град/мин появляющееся увеличенное количество жидкой Фазы тормозит восстановление.

Нижний интервал скоростей определяется завершенностью процесса. Охлаждение со скоростью более

30 град/мин приводит к получению недовосстановленного продукта, медленное же охлаждение, меньше

25 град/мин, неоправданно затягивает процесс.

Восстановление железорудного сырья газами при указанных температурных режимах позволяет достигнуть максимальных скоростей реакции. По мере развития восстановления образуются значительные количества закиси железа, на основе которой образуются звтектики с температурой плавления ниже указанных температур. Это приводит к образованию больших количеств жидкой фазы, скорость восстановления и восстановимость которых значительно ниже твердофаэных окислов железа. Если восстановление отдельных ионов железа не представляет особого труда, восстановление анионных комплексов, содержащих окиси железа, весьма затруднено. С другой стороны, у окислов железа, находящихся в твердом состоянии, реакционная поверхность в зависимости от пористости на несколько порядков выше, чем у жидкой фазы, а при газовом восстановлении этот фактор является решающим при прочих равных условиях.

Поэтому присутствие жидкой фазы в количествах более 10% всегда является своеобразным тормозом процесса восстановления. Покрывает ли такая фаза зерна кристаллов или закрывает доступ восстановителя через поры к реакционной поверхности, результат один — снижается скорость восстановления. Охлаждение материала с постоянными скоростями не учитывает всех кинетических характеристик процесса.

Из-за этого обычно степени восстановления не превышают 70-80Ъ, т.е. материал оказывается невосстановленным, а газ-восстановитель — перерасходуется. (По предлагаемому способу охлаждение материала ведут с переменной скоростью одновременно с его восстановлением. Изменяющийся минералогический состав материала в процессе восстановления эа счет увеличения доли вюстита, иэ которого затем восстанавливается металлическое железо, влияет на температуру размягчения материала, снижая ее. Поэтому высокие скорости восстановления должны сопровождаться ьысокими скоростями охлаждения (110-150 C/Mèí), так как

1098957

Удельная проиэводительность, T/M2 продукта е мет.

Степень

Температурный интервал, о, Скорость, охлаж дения, С/MHH металлиэации, Ъ мет.

Примечание

1,20

100

72,8

1,85

Дальнейшее восстановление при скорости охлаждения

25 С/мин

1350-1050

110

95,0

1,5.

1,61

1,90

130 95, 0

1,96

89,3

2,01

1,57

160

85,0

1,54

2,02

35 68,0 30 77,2

25 95,0

20 96,0

1 31

Предварительное охлаждение со скоростью

130 С/мин

1050-800

2,27

1,50

1,96

1,61

1,26

1,53

ВНИИПИ Заказ 4322/22 Тираж 540 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 большие содержания появляющегося первичного вюстита создают условия для образования расплава. A при температурах ниже 1050 С, когда исключено образование жидкой Фазы, материал охлаждают с низкими скоростями

25-30 С/мин. Это позволяет обеспе- чить необходимое время пребывания материала при высоких температурах и тем самым дает воэможность получить материал с максимальной степенью 30 восстановления. Ведение процесса восстановления с переменной скоростью охлаждения при максимально возможной

-температуре с минимальным содержанием жидкой Фазы позволяет достигнуть 35 лучших технико-экономических показателей (производительность, расход газа) процесса.

Предел температур после нагрева и окускования 1300-1350 С обуславли- 20 вается температурой начала размягчения железорудных магериалов. Конечная температура процесса 800 С определя.ется практическим прекращением восстановления и зависит от типа железо-25 рудного материала.

Пример. Способ опробован в лабораторных условиях в реакторе с площадью колосниковой решетки 0,1 м

Шихту, состоящую из 98Ъ суперконцент- < рата Леб10Ка и 2Ъ коксовой мелочи, смешивают и окомксвывают в течение

5 мин. Затем шихта укладывается на колосниковую решетку реактора, высота слоя составляет 400 мм. Реактор герметично соединяют с газонагрева- телем, после чего в него нагнетаетсясжатый воздух, который, проходя через корундовую насадку, нагревается до

1100-1200ОC. Такие температуры дуТья обеспечивают зажигание твердого топлива шихты и ее агломерацию. Давление воздуха над слоем поддерживают. в пределах 3-4 ати. Время спекания шихты 3 мин. После окончания процесса спекания температура спека равна

1300-1350 С. Затем после удаления свободного кислорода в системе (путем продувки газонагревателя и реактора нейтральным газом) в нее подают водород

Востановление и одновременное охлаждение материала проводят в различных режимах. Результаты опытов представлены в таблице.

Технико-экономические показатели предлагаемого способа: удельная производительность установки

1,96 т/и ч, степень металлизации продукта 93-95Ъ, расход природного газа 400 м /т.

По известному способу при получении продукта с более низкой степенью металлиэации (70Ъ) удельная производительность составляет 0,56 т/м ч г при расходе природного газа 583,9 м/г.

Таким образом, удельная производительность предлагаемого способа в

3,5 раза выше, а расход природного газа на тонну продукта ниже на 180 м .