Способ доменной плавки

 

СПОСОБ ДОМЕННОЙ ПЛАВКИ, включающий загрузку в печь железорудной шихты из окисленных окатышей и агломерата, нагрев, восстановление и плавление, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности печи и снижения рас- . хода кокса на выплавку чугуна за счет повьшения газопроницаемости столба шихты, в шихту вводят окатыши со степенью окисления магнетита 25-70% в количестве 25-75% от массы шихты. (О с S

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (50 4 С 21 8 5/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,К СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3515389/22-02 (22) 26. 11. 82 (46) 23. 12. 85. Бюл. Р 47 (71) Нижнетагильский металлургический комбинат им. В.И.Ленина, Уральский научно-исследовательский институт черных металлов и Научно-исследовательский институт обогащения и .механической обработки полезных ископаемых (72) Б.В.Качула, А.А.Фофанов,.

Б.А.Марсуверский, В.С.Новиков, А.M.Äþëüäèí, В.Я.Дегодя, Е.А.Пахомов

В.А.Шатлов, Ю.П.Волков, А.Г.Михалевич и С.Г.Меламуд (53) 669.182.262.3(088.8) (56) Сталь. 1978, N 1, с. 11-18.

Авторское свидетельство СССР

У 502941, кл. С 21 В 5/00, 20.02.75. (54)(57) СПОСОБ ДОМЕННОЙ ПЛАВКИ, включающий загрузку в печь железорудной шихты из окисленных окатышей и агломерата, нагрев, восстановление и плавление, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности печи и снижения рас- .. хода кокса на выплавку чугуна за счет повышения газопроницаемости столба шихты, в шихту вводят окатыши со степенью окисления магнетита

25-707 в количестве 25-75Х от массы шихты.

1199800

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при выплавке чугуна в доменных печах. г

Цель изобретения — повышение . производительности печи .и снижение расхода кокса на выплавку чугуна за.счет повьппения газопроницаемости столба шихты.

Поставленная цель достигается тем, что в смеси с агломератом используют окатьппи со степенью окисления магнетита 25-70Х в количестве

25-75Х от массы шихты.

Сущность изобретения состоит в том, что частично окисленные окатыши, в которых при обжиге магнетит окислен на 25-70Х имеют достаточно высокую прочность при твердофазном восстановлении в условиях доменной печи, хорошую восстановимость и дают первичные шлаки с оптимальным содержанием закиси железа, обеспечивающем хорошую их жидкоподвижность и фильтрацию через коксовую насадку в узком температурном интервале, который совпадает с интервалом фильтрации агломерата.

Введение в шихту частично окисЭ ленных окатышей в.количестве 25-757. обеспечивает достаточную газопроница" емость верхней части столба шихты, где разрушается агломерат. При таком количестве окатыши также не образуют спеков в зонах твердофазного спекания. В результате обеспечивается высокая газопроницаемость столба шихты как в зоне твердофазного, так и в зоне пластично-вязкого состояния, что дает повышение производительности печей и снижение расхода кокса.

Кимический и минералогический анализ окатьппей из качканарского концентрата приведен в табл.

Как видно из табл. 1, частично окисленные окатыши содержат железо в виде оксидов — гематита и магнетита. Указанное содержание в них FeO не свидетельствует о наличии вюститной фазы, а лишь символизирует присутствие магнетита, который для удобства принято представлять в виде FeO Fe О,.

В металлизованных окатышах, наоборот, отсутствуют фазы гематита и магнетита и все железо находится в восстановительном состоянии — в виде вюстита и металлического железа.

Кроме того, частично окисленные окатыши принципиально отличаются также и от окисленных окатышей, в которых железосодержащая фаза практи5 чески полностью состоит только из гематита.

Частично окисленные и окисленные окатыши это два различных вида сырья.

75Х. частично окисленных окатышей

10 в шихте вносят в доменную печь гематита 75:100z45x0,85 = 29X, (0,85— доля железосодержащей фазы в составе окатышей) и магнетита 75:100z55z

z0 85 = 347.

15 При использовании 757. окисленных окатышей ими будет вноситься только гематит в количестве 75:100х100х

z0 85 = 64X.

Для восстановления более окислен20 ной шихты потребуется больший расход кокса, что наряду с более низкими металлургическими свойствами окис ленных окатышей приводит к ухудшению показателей доменной плавки по срав25 нению с использованием частично окис- . ленных окатышей.

Укаэанные технологические параметры предлагаемого способа обосновываются следующими фактами.

50 Степень окисления частично окисленных окатышей, как показали исследования, влияет на прочность гранул при восстановлении и их восстановимость. Показатели приведены в табл.2.

Снижение степени окисления повы-! шает прочность при восстановлении, но снижает восстановимость, особенно в интервале окисления на 25-20Х который и определяет минималь-

40 ную степень окисления. Максимальная с гепень окисления определяется прочностью при восстановлении.

Для больших доменных печей достаточной прочностью окатьппей при вос45 становлении является 400-600 Н/окат., Условия плавки на малых доменных печах удовлетворяют окатыши с прочностью около 200 Н/окат., что соответствует степени их окисления на 70Х.

50 В связи с этим приняты пределы окисления магнетита в окатышах 25-70 .

При таких значениях степени окисления окатыши достигают уровня температуры размягчения, не разрушаясь, 55 обеспечивая высокую газопроницаемость столба шихты.

Железорудные окатьппи в отличие от агломерата обладают свойством

Содержание окатышей в шпхте, l

100 75 50 25-28

Падение давления газа в слое, кПа

106 99 95 92

3 1 спекаться в твердом состоянии в доменной печи при 1000-1200 С. Образующиеся спеки и конгломераты снижают газопроницаемость слоя шихты, для предотвращения образования которых в шихту вводится агломерат.

Последний, разрушаясь при восстановлении в верхней зоне печи на сравнительно крупные кусочки размером

3-10 мм, по мере движения шихты проникает в слой окатышей, препятствуя их спеканию., При этом, как показали исследования, доля окатышей не должна превышать 75 ., так как ,резко повышается их спекаемость и сопротивление слоя шихты движению газа. Так, падение напора газа в нижней части печи при различной доле окатышей в шихте имеет следующие значения:

Доля окатышей также не должна быть слишком низкой, поскольку агломерат разрушается и при большом количестве снижает газопроницаемость в зоне твердофазного восстановления.

IIo результатам зондирования доменных печей полная замена агломерата неразрушающимися при восстановлении окатышей снижает падение напора газа в столбе шихты на глубину

14 м с 50,7 до 30,4 кПа. При этом ввод 25-28 окатыш ей обеспечивает уже достаточное разрыхление слоя

;шихты и снижает давление 40,5 кПа, Следовательно, минимальная доля окатьппей, при которой еще будет сохраняться достаточная газопроницаемость зоны твердофазного восстановления, должна составлять 25 .

Основным требованием технологии доменной плавки к высокотемпературным характеристикам железорудного сырья является узкий интервал температур размягчения, плавления и фильтрации продуктов плавки. Эти параметры должны совпадать по значениям у различных материалов, входящих в состав шихты.

199800 4

Окисленные окатыши имеют темпера-1 туру размягчения такую же, как у агломерата — 1150-1160 С, однако окатыши плавятся при нагреве раньше (1360О С), а фильтруются хуже (14251490 С) чем агломерат (соответственно

1395 и 1405-1435 С) .

Подвижность первичного шлакового расплава, зависит от содержания в нем закиси железа (ГеО) . Оптимальное содержание FeO должно составлять

7,0-8,5, что характерно для агломе ратов. При плавке окисленных окатышей содержание закиси железа ниже и составляет 5-6 . Частичное окисление окатышей при обжиге способствует образованию в их структуре большего количества шлаковой фазы на основе фаялита. В связи с этим при плавлении первичный шлак содержит боль-. ше закиси железа, что улучшает его подвижность. Окатьппи со степенью окисления магнетита 25-70 имеют в первичном шлаке 7,0-7,5 . закиси же- леза и температурный интервал фильтрации (1410-1445 С) примерно такой же, как у агломерата.

Таким образом, способ доменной плавки, при котором в шихте в смеси с агломератом используют окатыши со степенью окисления 25-.70 в количестве 25-75 от массы шихты, позволяет повысить газопроницаемость столба шихты в зоне твердофазного . восстановителя, твердофазного спека35 ния и первичного шлакообразования, за счет этого существенно улучшить технико-экономические показатели доменной плавки.

Пример. На доменной печи

40 объемом 1513 м, выплавляющей. вана-. з диевый чугун на агломерате и окатышей при соотношении в шихте 50:50, заменяют обычные окисленные окатыши частично окисленными

Частично окисленные окатьппи со- . держат 16-18% закиси железа (степень окисления 41-33 ) и имеют проч- ность при восстановлении 300 Н/окат.

Высота .столба шихты в доменной

50 печи, где происходит твердофазное восстановление, составляет около

15 м. В нижней части столба на единичные окатьппи действует раздавливающее усилие около 180 Н/окат.55 При осуществлении способа доменной плавки окисленные окатыши, имея прочность при восстановлении около 50 Н/окат., начинают интенсив"

Химический состав, %

Окатыши Fe Ре„,ет FeO

OSy ческое железо

Частично окисленные 60

Нет 15

Нет

Нет

Металлизованные. 81.71

86

Нет

Нет

Окисленные 59

Нет

100

0 5

Нет

Нет

Нет

Таблица 2

Свойства окатышей

Показатели прн степени окисления, %

35 45 50

20

Минимальная прочность при восстановлении, Н/окат.

330 190

990 9 f0

690 440

Восстановимость, "02/мин

052 087 109 123 1 25 1 26

1,32

ВНЙИПИ Заказ 7796/30 Тираж 552 Подписное

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

S ll но разрушаться в печи на расстоянии около 5 м от уровня засыпи. Разрушаясь, они дают не менее 807 фракции — 5 мм. Следовательно, нижележащая часть шихты высотой 10 м содержит 40% мелочи окатьппей, которая затрудняет равномерную фильтрацию газа через слой, обусловливает большие потери напора и низкую эффективность использования газа.

При использовании йредлагаемого способа доменной плавки окатыши . не разрушаются в зоне твердофазного восстановления, так как их прочность вьппе, чем максимальные раз,:давливающие усилия в столбе шихты.

Столб шихты имеет высокую газопроницаемость, что увеличивает использование газа и тем самым повьппает

99800 6 производительность печи и снижает удельный расход кокса на выплавку чугуна.

В сравнении с известным способом доменной плавки предлагаемый обеспечивает вывод из шихты 407. мелочи.

При этом вывод из шихты 1% мелочи, загружаемой в печь, дает прирост

1О производства чугуна и снижение расхода кокса на 0,37. Поскольку в этом случае мелочь выводится только на 2/3 части высоты столба шихты, то коэффициент влияния мелочи сос15 тавляет 0,2%. Следовательно, применение предлагаемого способа вместо известного обеспечит прирост производства чугуна и снижение распада кокса на 40х0,2 = 8%.

Таблица 1

Состав железосодержащей. фазы, 7

Гематит Магнетит Вюстит Металли