Способ охлаждения восстановленных и металлизованных окатышей

 

Изобретение относится к производству железорудного сырья в черной металлургии, а именно к производству окускованных материалов. Цель изобретения - улучшение качества готовой продукции. После обжига окатыши, содержащие 20 - 60% вюстита, охлаждают до 700°С с предельной скоростью охлаждения не выше 60 град/мин. При изменении содержания вюстита в окатышах предельную скорость увеличивают, причем на каждые 10% увеличения или уменьшения содержания вюстита от соответственно 60 и 20% скорость охлаждения увеличивают на 70 - 100 град/мин. Указанную скорость дополнительно увеличивают на 60 - 80 град/мин на каждые 10% содержания металлического железа в окатышах. При этом сокращается содержание мелких классов в окатышах и повышается производительность. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)5 С 22 В 1/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A ВТОРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ WHT СССР

1 (21) 4416678/23-02 (22) 23.03.88 (46) 07.05,90. Бюл. N 17 (71) Всесоюзный научно-исследователь" ский институт металлургической теплотехники и Институт металлургии

Уральского отделения АН СССР (72) Е.M. Чернышова, В.А. Горбачев, B.È. Клейн, С .В. Шаврин, Р.Ф. Куз" нецов и В.А. Тверитин (53) 669.1:622.782.42(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 3683 14, кл . С 22 В l/26, 1971, (54) СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ ВОССТАНОВЛЕННЫХ И МЕТАЛЛИЗОВАННЫХ ОКАТЫШЕЙ (57) Изобретение относится к производству железорудного сырья в черной металлургии, а именно к производстИзобретение относится к производ" ству железорудного сырья в черной металлургии, а именно к производству окускованных материалов.

Целью изобретения является улучшение качества готовой продукции.

По характеру разрушения (холодной прочности) железорудные окатыши воз- можно отнести к кусковым материалам, характеризующимся "хрупким" разруше" нием. Растрескивание таких материалов определяется максимальными растягивающими напряжениями в теле куска, действующими по круговой поверх" ности контакта в радиальном направле" нии. Термические микронапряжения on" раделяются обьемным соотношением отдельных фаз и их физической приро" дой.

„„Я0„„1562357 А 1

2 ву окускованных материалов, Цель изобретения - улучшение качества готовой продукции. После обжига окатыши, содержащие 20-603 вюстита, охлаждают до 700 С с предельной скорос тью охлаждения не выше 60 град/мин.

При изменении содержания вюстита в окатышах предельную скорость увеличивают, причем на каждые 10/ увеличения или уменьшения содержания вюстита от соответственно 60 и 203 скорость охлаждения увеличивают на 70100 град/мин. Указанную скорость дополнительно увеличивают на 6080 град/мий на каждые 104 содержания металлического железа в окатышах.

При этом сокращается содержание мелких классов в окатышах и повышается производительность. 1 табл .

Значение термических напряжений в системах магнетит - вюстит и вюстит - железо величина переменная и определяется соотношением отдельных, компонентов системы (вюстит, магнетит, железо). Процессы образования микро-*и макротрещин в каждой системе определяются соотношением этих компонентов и тем активнее, чем больше содержание в окатышах магнетита, вюстита, железа. При охлаждении таких систем от температур обжига до перехода в упругое состояние развитие микротрещин в теле и его последующее разрушение определяются главным образом скоростью охлаждения куска. При невысоких скоростях охлаждения (до 50 град/мин) в вюститосодер" жащих системах происходит фазовое

1562357 превращение - распад вюстита с выделением дисперсного магнетита, что обусловливает упрочнение матрицы магнетитом распада. При охлаждении железорудных систем в температурном интервале 900-700 С, когда деформация ноСит свободный характер, термические напряжения первого рода вообще не

Возникают.

Восстановленные и металлизованные .,Окатыши в зависимости от степени их

Восстановления и металлизации содержат следующие основные включения

Ihl0cTHT> магнетит, металлическое желе- 15 зо. Исследованиями установлено, что системы магнетит — вюстит, вюстит железо, магнетит - вюстит - железо, т.е. системы, имеющие практическое значение, требуют индивидуальной для каждого вида скорости охлаждения.

При этом для каждого вида окатышей существует предельная скорость охлаждения, превышение которой приводит к появлению в теле макротрещин и как следствие немедленному понижению их прочности. Самые низкие значения ве" личины предельной скорости охлаждения окатышей соответствуют гранулам системы магнетит - вюстит с содержанием вюстита в железорудной составляющей 20-604, Любое отклонение содержания вюстита в окатышах (в большую либо меньшую сторону) обеспечивает повышение предельных скоростей их охлаждения. Появление в системе металлического железа также позволяет повысить предельную скорость охлаждения. Определяющее воздействие вюстита на величину растягивающих напряжений данной системы (и всех других рассматриваемых систем) обусловливает то, что при появлении в чисто магнетитовой системе зерен вюстита сразу возрастает величина напряжений в теле гранулы в ее доупруговом состоянии и становится необходимым понижение скорости охлаждения такой гранулы. При содержании вюстита 201 в грануле наращивание в ней с величины напряжений прекращается, но сохраняется весьма высокой до тех пор, пока содержание вюстита в железорудной составляющей не становится преобладающим. По превышении содержания вюстита в гранулах величины

504 напряжение в теле куска начинает падать, а скорость его охлаждения возможно поднимать .

При содержании вюстита в железорудной составляющей, равном 20-60, охлаждение окатышей до температуры

700 С следует производить со скоростью охлаждения в пределе 60 град/мин.

При уменьшении содержания вюстита в окатышах до величины менее 203 либо увеличении содержания вюстита до величин Ьолее 603 предельная скорость охлаждения должна быть повышена, так как в противном случае, не улучшая качества готовой продукции, падает удельная производительность процесса. Регламентацию скорости охлаждения окатышей следует осуществлять от температуры обжига до 700 С, т.е. до перехода системы в упругое состояние.

При более низких температурах (менее

700 С) искусственное ограничение скоростей охлаждения окатышей без улучшения их качества приводит к уменьшению удельной производительности процесса .

Окатыши с содержанием вюстита

20-603 охлаждают с предельной скорос" тью до 60 град/мин и не превышают ее. При больших скоростях охлаждения окатышей данного качества (более

60 град/мин) в готовой продукции воз.растает содержание мелочи класса

5 мм.

Увеличение содержания вюстита в системе магнетит-вюстит от 601, так же как и уменьшение содержания вюстита от 203 на каждые 103 сопровождают увеличение предельной скорости охлаждения на 70-100 град/мин. При меньшем увеличении скорости охлаждения (менее 70 град/мин.на каждые 103 изменения содержания вюстита в окатышах) качество обожженных окатышей не улучшается, а удельная производительность процесса заметно падает.

При большем увеличении скорости охлаждения гранул (более 100 град/мин на каждые 103 изменения содержания вюстита в окатышах) развивается про-. цесс оЬразования в теле куска микротрещин, а в готовой продукции возрастает содержание мелочи класса - 5 мм.

При производстве металлизованных окатышей на каждые 104 наличия металлического железа в них предельную скорость охлаждения дополнительно увеличивают на 60-80 град/мин, Причем такое увеличение скорости Охлаждения производят дополнительно при любом соотношении магнетит-вюстит или

1562357 даже при отсутствии одного из этих компонентов. При меньшем увеличении скорости охлаждения (менее

60 град/мин на каждые 10 приращения железа) качество обожженных окатышей не улучшается, а производительность процесса существенно понижается. При большем увеличении скорости охлаждения гранул (более 80 град/мин на каж- 1 дые 101 приращения железа) вследствие трещинообразования прочность обожженных окатышей понижается .

Примеры использования предлагаемого способа иллюстрируются таблицей, в которой представлены результаты исследований особенностей охлаждения окатышей разного фазового состава при различных скоростях отвода тепла от гранул. Режим температурной ббработки во всех опытах одинаковый.

Пример . Е обжиговом агрегате, например, конвейерного типа, производят железорудные окатыши с содержанием магнетита 101, вюстита 753 и 25 металлического железа 154. После обжига окатыши с температурой 900О

1300 С подвергают охлаждению. В качестве охлаждающего аг ента используют водя ной пар у с ко(ост ь движения ко 30 торого относительно куска (например, скорость фильтрации слоя) устанавливают по величине понижения температурного напора в окатышах. Устранение образования в окатышах микро- и макротрещин обеспечивают установлани-

-ем предельной скорости охлаждения окатышей. Превышение этой скорости приводит к снижению качества готового продукта.

Величина предельной скорости ох40 лаждения окатышей зависит GT их состава и определяется по соотношению при увеличении содержания вюстита от 603 содержание в окатышах соответственно вюстита и металлического железа;

80 град/мин - приращение скорос ти охлажд: ния на каждые 1 0 I и змене— ния содержания вюсО тита в системе;

70 град/мин - приращение скорости охлаждения на каждые 103 наличия в окатышах металли5 ческого железа, Для окатышей указанного состава предельная скорость охлаждения составляет

Способ охлаждения восстановленных

45 и металлизованных окатышей, включающий подвод к гранулам охлаждающего агента и регламентирование скорости охлаждения материала, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью улуч" я0 шения качества готовой продукции, при охлаждении окатышей с содержанием в железорудной составляющей 2060 ь вюстита до 700 С предельную скорость охлаждения устанавливают

55 до 60 град/мин, при увеличении и уменьшении содержания вастита от соответственно 60 и 20 на каждые !0 предельную скорость охлаждения увеличивают на 70-100 град/мин, а при ч = 60 + - - --- " + ----80 e - 601

10 10 при уменьшении содержания вюатита от

204

80 (20 - В 70Ж

V = 60 + ---------- +

10 10 где 60 град/мин - предельная скорость охлаждения окатышей при содержании в них 60 и 203 вюстита и отсутствии металлического же" леза; !

80 (75-60) 70 15

V = 60 + ---""----" +

10 1О

= 285 град/мин.

Такую скорость охлаждения в верхней половине слоя обеспечивают при скорости фильтрации холодного воздуха 1,2 м/с. Скорость охлаждения окатышей контролируют по изменению температуры окатышей по длине зоны охлаждения, замеряемую стандартными термопарами, и регулируют по величине количества подводимого к окатышам охлаждающего агента (по расходомерам) . Схлажденные окатыши отправляют на склад готовой продукции.

Применение предлагаемого способа обеспечивает производство восстановленных и металлизованных Окатышей на. серийном обжиговом оборудовании, улучшение качества готовой продукции и увеличение производительности о6жигового оборудования на 3-9 .

Формула и з о б р е т е н и я

1562357 наличии в охлаждаемых окатышах каждых 10х металлического железа предельную скорость охлаждения дополнительно увеличивают на 60-80 град/мин.

Содержание железорудной составляющей, ь

Скорость охлаждения системы, град/мин

Качество окатыщей удельная производительность, т/м .ч

Содержание класса

-5 мм, Иагнетит-вюстит

Состав

Иагнетит-вюститжелезо

Холодная

Иагне- Вюстит

Железо прочность, кг/ок тит

Приращение на каждые

1ОЖ изменения соПриращение на каждые

10Ж изменения соЛействительДействительная ная держания вюстита держания железа

Известный способ охлаждения

1 2-5 Остальное гематит

83

0,81

О, /9

0,82

3., 06

1,48

1,48

172

145

l7

20 способ охлаждения

225 55

1С

* Скорость охлаждения до 100 град/мин.

Составитель Л. Шашенков

Редактор A. Мотыль Техред 31.Серц1окова Корректор В. Кабаций

Заказ 1038 Тираж 497 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета,по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, 8-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина,101

38

ОО

62

7а

Предлагаемый

5 125

О 130

О 150

О 160

5 165

5 125

О 130

0 150

О 160

5 165

7

10 б

9

6) 0,84

0,84

0,80

0,78

0,83

0„82

0,83

0,82

0,79 о,84

0,83

0,83

О,83

0,79

0,83

0,84

0,84

0,82

0,84

0,83

0,83

0,84

0,84

О,83

143

143

126

148

138

134

154

1Е8

138

1,50

1,48

1,49

1,50

1,50

1,49

1,48

2,40

1,49

1,48

1,48

1,50

2,34

1,51

1,50

1>48

1,48

2,57

1,49

1,50

2,51

l 50

1,48

2,44 ь