Способ получения губчатого железа в шахтной печи

 

Изобретение относится к металлургии и касается получения губчатого железа с возможностью регулирования содержания углерода независимо от степени металлизации. Цель изобретения - улучшение качества продукта и повышение производительности шахтной печи. Способ осуществляют при восстановлении в шахтной печи подачей оксида углерода в количестве 1,9 - 5,0 м³/т для увеличения содержания углерода на 0,1% или для этого. снижают температуру восстановительного газа на 9 - 20^oС. Использование способа повышает производительность печи и повышает точность регулирования процесса науглероживания. 1 з. п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.

Изобретение относится к черной металлургии и касается получения губчатого железа с возможностью регулирования содержания углерода независимо от степени металлизации. Цель изобретения улучшение качества продукта и повышение производительности шахтной печи. На чертеже представлена аппаратурная схема для осуществления способа. На схеме изображены система 1 получения и подачи конвертированного газа, шахтная печь 2, система 3 отвода и очистки охлаждающего газа и добавления свежего (внешний оборотный цикл). В качестве исходных шихтовых материалов для металлизации используют окисленные окатыши фабрики окомкования ОЭМК (ВТИ 129-Ж-08-83). Металлизацию окатышей производят на шахтной печи 2 в противопотоке с горячим 680 - 800^oС восстановительным газом с последующим, охлаждением и науглероживанием СО-содержащим газом. Этот газ циркулирует в зоне охлаждения и внешнем оборотном цикле, включающем охлаждение газа с 400 500^oC до 20 40^oС в скруббере-холодильнике, компремирование и подачу в зоне охлаждения. Для обогащения газовой фазы в зоне охлаждения свежим газом, внешний цикл оборудован газопроводами 4, 5 и 6 для подачи соответственно природного, технологического, холодного конвертированного газов в зону охлаждения и системой 7 охлаждающего газа в топливный газ. В табл. 1 приведены показатели работы установок металлизации N 1 и N 2 с подачей углеродсодержащих газов в зону охлаждения, а в табл. 2 показатели работы установки металлизации N 1 при различных температурах восстановительного газа. В качестве источника СО для подачи в зону охлаждения используют технологический газ с содержанием 13,3% СО. Регулированием расхода технологического газа (1170 м³/ч) удельный расход СО поддерживают на уровне 3,93 м³/т. Объем газа, эквивалентный подаваемому, перетекает из зоны охлаждения в зону металлизации через промежуточную зону. При производительности печи 54,4 т/ч содержание углерода было увеличено на 0,207% и парциальный расход СО составил 1,9 м³ /0,1% С (на 0,1% заданного увеличения содержания углерода). Сбрасывают охлаждающий газ в топливный газ с расходом 2803 м³/ч и подают в зону охлаждения природный газ 500 м³/ч, причем удельный расход СО составляет 9,82 м³/т. При производительности 54,5 т/ч содержание углерода повышают на 0,333% и парциальный расход СО на 0,1% заданного увеличения содержания углерода составляет 2,374 м³/0,1% С. Источником СО в этом случае становится восстановительный газ, перетекающий из зоны восстановления в количестве, эквивалентном сбрасываемому. Подают холодный конвертированный газ на вход компрессора охлаждающего газа в количестве 6639 м³/ч (см. табл. 2, режим 6) и природный газ 700 м³/ч. Удельный расход СО 39, 63 м³/ч. При производительности шахтной печи 55,0 т/ч содержание углерода изменяют на 0,8 и парциальный расход СО на 0,1% заданного увеличения содержания углерода составляет 5 м³/0,1% С. Проводят металлизацию окатышей фабрики окомкования на шахтной печи, причем с целью повышения содержания углерода температура восстановительности газа была дополнительно снижена с 800 до 760^oС. Производительность печи составляет 54,5 т/ч. Как показывают результаты, приведенные в табл. 2, содержание углерода увеличилось с 0,65 до 0,85% т.е. на 0,1% заданного повышения содержания углерода в губчатом железе, снижение температуры составляет 20^oС. Температуру восстановительного газа при неизменной производительности шахтной печи понижают от 750 до 720^oC. с увеличением содержания углерода в губчатом железе на 0,32% т.е. на 0,1% заданного повышения содержания углерода, снижение температуры составляет 9,67^oС. Переходят с режима металлизации с температурой восстановительного газа 700^oС на 680^oС, причем при неизменной производительности 54,5 т/ч содержание углерода в губчатом железе повышают на 0,22% Понижение температуры восстановительного газа проводят на 9^oС на каждые 0,1% заданного увеличения содержания углерода в губчатом железе. Экспериментально установлено, что расход СО не опускается ниже 1,9м³/т на 0,1% (табл. 2). Такой расход достигают при необходимости увеличения содержания углерода на величину 0,2 0,4% C. Увеличение содержания углерода на 0,8 1% С требует повышения парциального расхода СО до 35 50 м³/т СО, что соответствует 4 5 м³/т на 0,1%С. Эта величина является предельной, так как попытки дальнейшего увеличения парциального расхода СО являются причиной глубоких расстройств хода шахтной печи и понижения содержания углерода в губчатом железе. Подача СО с парциальным расходом менее 1,9 м³/т на каждые 0,1% увеличения содержания углерода в губчатом железе приводит к получению более низких, чем задано, значений углерода с соответствующими потерями в производстве от получения некондиционного продукта по химическому составу. Кроме того, на 0,1% увеличения содержания углерода температуру восстановительного газа дополнительно понижают на 9 20^oС. Как показывают данные табл. 2 при изменении температуры от 760 до 680^oС величина снижения температуры на каждый процент увеличения углерода в губчатом железе составляет 9 10^oС. В то же время в интервале температур 760 - 800^oС эта величина составляет 20^oС/0,1% С. Понижение температуры восстановительного газа менее чем на 9^oС или более чем на 20^oС на каждые 0,1% увеличения содержания углерода приводят к занижению или завышению соответственно фактического значения относительно заданного содержания углерода и потерям от производства некондиционного продукта по содержанию углерода. Таким образом, при температурах восстановительного газа 680 800^oC для регулирования содержания углерода в губчатом железе следует понижать температуру восстановительного газа на 9 20^oС/0,1% C. Как показано в табл. 1, 2 разработан технологический режим получения металлизованного сырья с производительностью шахтной печи 55 т/ч без ухудшения качества по содержанию углерода.

Формула изобретения

1. Способ получения губчатого железа в шахтной печи, включающий восстановление опускающихся железорудных материалов в противотоке с восстановительным газом, имеющим температуру 680-800^oС, последующее охлаждение и науглероживание углеродсодержащим газом, циркулирующим в зоне охлаждения и внешнем оборотном цикле с охлаждением и обогащением свежим углеродсодержащим газом, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества продукта и повышения производительности шахтной печи, парциальный расход оксида углерода, подаваемого в зону охлаждения, повышают на 1,9-5,0 м³/т на каждые 0,1% заданного увеличения содержания углерода в губчатом железе. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что, c целью увеличения содержания углерода, температуру восстановительного газа дополнительно снижают на 9-20^oС на каждые 0,1% необходимого увеличения содержания углерода в губчатом железе.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3