Способ производства высокозакисного агломерата
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству высокозакисного агломерата, используемого для промывки горна доменной печи. Целью изобретения является получение высокозакисного агломерата повышенной прочности с содержанием FEO более 35%, равномерно распределенной по высоте спека. Шихту, содержащую 60 - 90 мас.% прокатной окалины и концентрата, загружают на агломашину в два слоя и спекают с прососом воздуха. Содержание окалины в шихте составляет 25 - 35%, а в верхнем слое, составляющем одну треть общей высоты слоев, - 0,8 - 1,0 общего его количества. 2 табл.
СОКИ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК (51)5 С 22 В 1 16
O ..L. чистка и
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТЯЕННЫЙ НОМИТЕТ
Il0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ
ПРИ ГННТ СССР (21) 4374268/31-02 1 (22) 02.02.88 (46) 30.06,90. Бюл. h» 24 (71) Днепропетровский металлургический институт (72) Т.Е.Нижегородова, В,Н.Власенко, В.И.Тимошенко, A Ê.Èâàíîâ, Н,В.Игнатов, А.Н..Праздник и В.А.Демидов (53) 669. 1:622.785 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
P.- 1041591, кл. С 22 В 1/16, 1980.
Заявка Японии Р 59-200728, кл. С 22 В 1/ 16, 1983. (54), СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ВЫСОКОЗАКИСНОГО АГЛОМЕРАТА
Изобретение относится.к черной металлургии, в частности к производству высокозакисного агломерата, используемого для промывки горна доменной печи.
Цель изобретения — получение высокозакисного агломерата повышенной прочности с содержанием ГеО более
35%, равномерно распределенной по высоте слоя.
Способ отличается высоким содержанием в аглошихте вюститных материалов (60-90X). Это обусловлено необходимостью достижения пониженной степени окисленности аглошихты с целью получения высокозакисного агломерата с FeO 55X при сниженном до 7-SX расходе топлива, поскольку увеличение количества углерода в известных способах до 10-12% хотя и снимает огра„,ЯО„„1574 56
2 (57) Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству высокозакисного агломерата, используемого для промывки горна доменной печи. Цель изобретения — получение высокозакисного агломерата повышенной прочности с содержанием ГеО более
35%, равномерно распределенной по высоте спека. пихту, содержащую 60
90 мас.% прокатной окалины и концент рата, загружают на агломашину в два слоя и спекают с прососом воздуха.
Содержание окалины в шихте составляет
25-35Х, а в верхнем слое, составляющем одну треть общей высоты слоев, 0,8-1,0 общего е о количества. 2.табл. ничения по указанному параметру, но сопровождается резким уменьшением производительности машины (в 2-3 раза). Присутствие в шихте 60-90% вюститосодержащих материалов, снижая ее степень окисленности за счет повышения процента ГеО и облегчения вследствие этого восстановительной работы углерода, способствует развитию восстановительных процессов и возрастанию количества эакиси железа в аг-. ломерате выше 35% несмотря на уменьшенный расход топлива, Выбор в качестве вюститосодержащих материалов концентрата и окалины обусловлен следующими соображениями.
Магнетитовый концентрат — наиболее доступное и традиционное сырье для производства агломерата, содержащее в среднем 25% Г .О. Его использование
1574656 позволяет сохранить без изменений известную технологию. Однако только за счет концентрата даже при предель. но допустимом его содержании (90 )
t необходимая для получения высокозакисного агломерата минимальная степень окисленности шихты (при расходе топлива 7-8 .) не может быть достигнута. В качестве добавки, обеспечивающей повышенное содержание закиси железа в аглошихте, целесообразно использовать прокатную окалину, содержащую более 60 . вюстита, что позволяет решить проблему утилизации отходов маталлургического производства.
Суммарное содержание вюститных материалов в аглошихте не может rIpeвышать 90, поскольку в ней, помимо железорудной части, должно присутст- 0 вовать не менее 10Х топлива и флюсов.
Нижний предел концентрации вюститосодержащих материалов определяется минимальным количеством ГеО в шихте, обеспечивающим преобладание восстановительных процессов над окислитель ными. В зависимости от соотношения массовых долей Концентрата и окалины этот предел может принимать различные значения. Минимальное содержание 60 обусловлено необходимостью присутст.— вия в шихте не менее 35Х концентрата с целью обеспечения нормального развития процесса спекания в нижнем слое пирога. В этом случае минимальное количество окалины, реализующее положительный эффект ее ввода в шихту при оптимальном расходе топлива (7-8 ), составляет 25 ., а в сумме с концентратом — 60 . Уменьшение доl ли окалины ниже указанного уровня сопровождается форсированием окислительных процессов и снижением количества закиси железа в готовом агломерате. Таким образом, при суммарном содержании концентрата и окалины менее 60 количество ГеО в шихте оказывается. недостаточным для получения высокозакисного агломерата.
1
С ростом доли концентрата и окали- » ны в шихте выше 60Х степень ее окис-. ленности уменьшается и создаются более благопрйятные условия для развития восстановительных процессов, . При этом указанный рост может быть реализован за счет дополнительного ввода в шихту только концентрата или только окалины. В последнем случае общее содержание ее в шихте может даже превысить верхний предел, указанный в формуле изобретения. Однако при максимальной концентрации вюститсодержащих материалов в шихте (90Х) количество окалины в ней ограничено
35Х. Возрастание доли ее выше указанного значения сопровождается образованием в процессе спекания большого количества жидких фаз, снижающих газопроницаемость слоя и ухудшающих показатели процесса ° В случае дополнительного ввода концентрата допустимо уменьшение содержания окалины ниже 25Х при условии достижения минимальной степени окисленности шихты. Таким образом, указанные содержания окалины в шихте в указанных пределах обеспечивают необходимые условия спекания во всем диапазоне концентраций вюститсодержащих компонентов (60-90Х) независимо от их относительного содержания.
Упрочнение верхней части спека готового агломерата и повышение в ней содержания закиси железа с целью обеспечения равномерного распределения свойств агломерата по высоте достигается обогащением верхнего слоя аглощихты закисью железа. Однако эта задача не может быть решена за счет сегрегации Fe0 в связи с высоким содержанием вюститных материалов в шихте. В предложенном способе верхний слой шихты обогащается окалиной путем двухслойной укладки, предусматривающей приготовление двух различных по составу шихт. Массовая доля окалины в шихте, вводимой в верхний слой, составляющий треть общей высоты, где в начальный период ощущается недостаток тепла, тормозящий. процессы жидкофазного спекания, составляет
0,8-1,0 общего ее содержания. Повышение прочностных характеристик верхнего слоя пирога обусловлено тем, что закись железа, вносимая окалиной, обеспечивает улучшение тепловых условий в начальный период и интенсификацию вследствие этого процессов жидкофаэного спекания. В то же время в нижних слоях пирога, находящихся при спекании в области повышенных температур, процессы восстановления и жидкофазного спекания получают интенсивное развитие в отсутствие окалины в шихте.
При уменьшении поли окалины в верхнем слое ниже 0,8 з". (чет ее частич5 1 Г1 ного перераспределения между верхом и низом пирога температурные условия оказываются леблагоприятными для получения упрочненного агломерата с равномерным содержанием закиси железа по высоте спека. При этом в верхнем слое процессы восстановления и спекания развиваются менее полно, в то время как в нижнем появляются признаки переоплавления шихты, Это приводит к потере прочности верхнего слоя агломерата при одновременном снижении производительности агломашины вследствие резкого уменьшения газопроницаемости шихты в результате появления большого количества жидких фаз на нижних горизонтах спека. .Способ перераспределения количества FeO по высоте слоя путем двухслойной укладки шихты не требует жестких ограничений количества и максимального размера частиц вюститсодержащих материалов. Это позволяет получать высокозакисный агломерат с помощью известной технологии спекания, включающей с целью обеспечения высокой .газопроницаемости шихты предварительное окомкование тонкодисперсных ее
Составляющих с получением комков размером-больше 3 мм.
Пример. Проведены сопоставительные опытные спекания высокозакисного агломерата на лабораторной установке со стационарной чашей. Масса спекаемой шихты 20 кг, основность
0,7, толщина слоя 350 мм, влажность
87., разрежение 10 кПа.
Химический состав используемых в опытах железорудных материалов приведен в табл.1.
В качестве топлива использовали коксовую мелочь, содержание которой составляло 7 мас;7; флюсы в количестве 37. вводили в виде добавок извести и известняка, Перед спеканием взвешенные компоненты шихты усредняли, окомковывяли и увлажняли. Осуществляли двухслойную укладку шихты с обогащением верхней трети слоя окалиной.
В контрольных опытах спекали шихты, составы которых соответствовали базовому объекту и прототипу.
Результаты проведенных спеканий для шихты разного состава представлены в табл,2.
Данные табл.2, в которой представлено содержание 1 еО и прочность по: классу +5 мм (В+5) показывают, что
74 6 16 б
20 чивающая положительный результат, дос25
Полученный при средних суммарных значениях количества концентрата и окалины в шихте (757) агломерат содержал 357 ГеО и характеризовался
30 высокими, по сравнению с контрольными опытами, прочностнымн свойствами (серия III). Ухудшение свойстн агломерата наблюдалось только при снижении доли окалины в верхней части слоя до 0,7.
35 При увеличении суммарно. о со2:. ржания концентрата и; калины з пп: до 907. (серия IV) показатапi ñ,ò÷åc÷-ва агломерата оставались выс<,кнм;.: при условии, что средняя концентра4О ция окалины в шихте не превышала
357, а доля ее в верхней части не опускалась ниже 0,67.
55
15 при посгоянном суммарном содержании концентрата и окалины, равном 60Х улучшенные по сравнению с контрольным опытом показатели спекания .наблюдались при вводе в среднем по слою не менее 257 окалины, причем 0,8-1,0 этого количества содержалось в верхней трети слоя (опыты 2-5). Уменьшение процента вводимой в шихту окалины до
207. (опыты 1) также, как и снижение суммы (7. концентрата + 7. окалины) во
II серии до 55Е (опыты 6-7) сопровождалось заметным ухудшением свойств.
Можно получить агломерат в серии
II с улучшенными свойствами при возрастании количества вводимой окалины до 307 и более. Однако пониженная степень окисленности шихты, обеспетигается в опытах при снижении ðàñõîда концентрата (357), что не соответствует реальным условиям производства, Возрастание суммарного содержания окалины и концентрата до 957. вызвало резкое ухудшение показателей спекания, что связано с недостатком топлива в шихте, вследствие чего не был достигнут необходимый для развития процессов жндкофазного спекания температурный уровень.
В контрольных опытах (26), несмотря на повышенный расход углерода, не удалось поднять количество ГеО в агломерате выше 307., что обусловлено низким содержанием Fe0 в исход. ой шихте и неблагоприятными вследствие этого условиями спекания в начальный период. 1574656
Результаты спекания шихты по прототипу (опыт 27), свидетельствует о невозможности получения агломерата с высоким содержанием FeO.
Таким образом, проведенные исследования подтвердили целесообразность использования способа для получения высокозакисного агломерата с равномерным распределением FeO по высоте спека и упрочнением вследствие этого .верхнего слоя агломерата, что позволяет повысить показатели прочности на 10% по сравнению с базовым объек том и íà 2ч% по сравнению с прототипом, а содержание FeO в агломерате в
1,4 и 7 раз соответственно. При реализации способа достигается существенная экономия топлива по сравнению с базовым объектом (на 30%).
Таблица
Материал
Химический состав, %
Содержание материалов в рудной смеси, %
SiO
Fe0 СаО MgO
0,04
0,07
53,64 0,30
57,89 0,48
0,25
0,10
15,68 3,97
14,70 0,81
10,42
11,28
27,80 0,08
64,90
64,04
64, 17
57, 83
0,23
8,15 0,17
7,26
0,48 9,35 О, 28
23,35 0,08
i6,93
27,40 0,28 0,35
42,20
9,27 0,26
6,00 4,40 0,64 9,12 0,37
2,85 .
16,00
11,00
37,80
41,00.
3,16
0,58
11,80
8,50
1,47
1,44
1,00
1,03
10,50
9,80
43, 10
0,50
0,30
70,40
11,20
0,84
0,83
0,74
0,25
2,56
0,39
2,37
10,80
2,50
2,60
1,75
10,80
65,00
64, 10
0,50
1,07
2,50
2,80
0,13
60,00
50,30 2,65
65,00 2,50
Золы 15,8%
3,20 1,70
2 50 0,83
41, 75 10,00
0,50
18,40
Рудная смесь
Руда Кирова
Руда К.Либкнехта
Концентрат Дзержинского
Концентрат !
ОГОКа
Концентрат
СевГОКа
Отсев окатышей
СевГОКа
Колошниковая пыль
Шлам ДМК
Шлам з-да Петровского .Известь ДИК
Известь МПС
Окалина
Известняк обычный
Известь
Коксовая мелочь, в т.ч. в золе
Формула изобретения
Способ производства высокозакисного агломерата, включающий ввод в аглошихту желеэорудных материалов с содержанием ГеО более 10% при крупнос. ти одного из них менее 3 мм, смешивание и окомкование, укладку шихты на спекательные тележки с получением обогащенного, закисью железа верхнего слоя, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности агломерата, осуществляют двухслойную укладку шихты с вводом в нее в среднем по общей высоте слоев 60"90мас „i прокатной окалины и концентрата, из них окалины 25-35%, причем массовая доля ее в верхнем слое, составляющем одну треть общей высоты слоев, составляет 0,8-1,0 общего ее количества.
1574656
Тарлипа
Суннарное соОпыт >
Показатели качества аглоиерата при лоле окалины в верхнен слое
Содериание окаСериа, р дер>кание конлины в
0,7
0,6
0,9
1,0 а>ихте, 2 цеитрата и окалины, Fe0, 2 8+5,I РеО, Х 8+5,I Ке0,2 ii+5,2
РеО Й В+.5, 2
55
90
95
К.онт50
73,0
36,0
1О
26 роль
Прототип
4,5
65,0
7,0
12,5
Составитель Л.11ашенков
Техред Л.Сердюкова Корректор Н.Король
Редактор Л.Пчолинская
Заказ 1759
Тираж 497 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям H открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r.ÓIKãoðoä, ул. Гагарина, 101
2
4
6
8
11
12
13
14
16
17
18
19
21
22
23
24
25 30
7
7
7
7
7
7
7
7
7
7
5
5
31,$
37,5
43,0
43,5
44,0
32,0
35>0
38,0
41,5
42,5
43,5
45 0
48,0
49,0
47,5
45,0
46,5
48,5
45,0
35,0
24,5
26,5
25,0
22,0
23,0
75,0
77,0
77,5
7.8, 5
78 5
75,5
75,5
77,0
78,5
78,5
78,5
78,0
79,0
80,0
78,0
78,5
78,5
79,5
77,5
75,0
72,5
71>5
71,0
58,0
64., 0
31,0
38,0
42,5
44,0
46,0
32,0
34 0
40,0
41,5
42,0
45,0
46,5
49,0
50,0
48,0
44,5
48,0
47,0
42,0
33,0
25,0
29,0
26,6
23,5
24,0
75,0
76,0
78>5
7В,О
79,0
76,5
76,0
7В,О
78,5
78,0
79,0
79,5
67,0
80,5
79 0
79,0
79,0
78,5
78,0
75,0
72,3 .73>0
70,5
70,0
62,0
31,0 75, 5
37,0 76,5
42,0 78;0
43,0 77,5
45,0 78,0
31,0 75,0
34,0 76 5
39,0 77,0
42,0 78,0
41,5 78,0
44 О 78,5
44,0 79,5
46,5 79 5
45,0 79,0
46,0 79,0
45,5 78,0
44 ° 5 78,$
47,5 79,0
43,0 77,5
33,0 75,5
24,0 73,5
27,0 73,5
25,0 72,0
23,0 70,0
23,0 65,0
30,0 74 5
30,$ 75>0
32,5 75,0
36,0 76,0
38,0 76,0
31,0 75,5
33,0 75,0
38,0 75,0
35,5 76 ° О
36,0 77,0
41;0 78,5
42,5 78,0
41,5 78,0
42,0 77,5
42,0 78,0
40,5 77,0
41,0 76,0
40,5 76,5
40,0 7$,0
36,0 74;О
23,0 73,0
25,0 73,5
25,0 71,0
24,5 70,0
24,0 64,0
