Способ прямого восстановления железорудных материалов в реторте

 

Изобретение относится к металлургии, в частности к способам прямого получения низкоуглеродистого губчатого железа. Цель изобретения - получения губчатого железа с содержанием углерода менее 0,2%. Сущность способа прямого восстановления железорудных материалов в реторте состоит в том, что на восстанавливаемый материал при 800- 1100° С действуют восстановительным газом в течение отрезка времени, равного 0,5+(Т-

союз соВетских соци листических

РЕСПУБЛИК (51)5 С 21 В 13/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

NECONЩЦУ

-" - t .1- TEN6qg@I 1 » . (1ОТЕИА

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4254221/02 (22) 04.05.89 (46) 15.09,91.Бюл. ¹ 34 (71) Институт высоких температур АН СССР и Череповецкий металлургический комбинат (72) С.Н.Бульгер, В.M.Çàé÷åíêo, А,Н.Иводитов, P.Ã.Ïînoâ, В.А.Рабинков и Е.M.Øåëêoâ (53) 669.421.183 (088.8) (56) Юсфин Ю.С., Даньшин В.В., Пашков

Н.Ф. и др. Теория металлизации железоруд-. . ного сырья, M,:Måòàëëóðãèÿ, 1982, с. 160—

162.

Вегман Е,Ф. Новые процессы выплавки металла и контроля, М.: Минск, 1979, с. 30.

Изобретение относится к металлургии, в частности к способам прямого получения низкоуглеродистого губчатого железа.

Цель изобретения — получение губчатого железа с содержанием углерода менее

0,2%.

На чертеже приведен график, поясняющая предлагаемый способ.

Экспериментально было определено минимальное время восстановления окатышей при разных температурах восстановительного газа (кривая АС на чертеже), При температуре восстановительного газа менее 880 С (точка А) содержание углерода в продуктах восстановления оказывается, больше 0,20 („даже если материал восстановлен за минимально возможное время... Ж,, 1677065 А1 (54) СПОСОБ ПРЯМОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗОРУДНЫХ МАТЕРИАЛОВ В

РЕТОРТЕ (57) Изобретение относится к металлургии, в частности к способам прямого получения низкоуглеродистого губчатого железа. Цель изобретения — получения губчатого железа с содержанием углерода менее 0,2 Д. Сущность способа прямого восстановления железорудных материалов в реторте состоит в том, что на восстанавливаемый материал при 800—

1100 С действуют восстановительным газом в течение отрезка времени, равного 0,5+(Т880)/110 ч, а затем охлаждают инертным газом или водородом. Использование изобретения позволяет получать губчатое железо с содержанием углерода до 0,2;ь . 1 ил.

Представленная на чертеже заштрихованная область параметров проведения восстановления 7— - Т соответствует условиям, при которых металлизованный продукт содержит менее 0,2 ф, углерода. Температуры восстановления ограничены сверху значением 1100 С(ВС), время восстановления снизу ограничено минимально возможным т мин (АС), Максимальное время восстановления, т.е. время восстановления, при котором продукт содержит 0,2 углерода, определено в проведенных опытах для разных температур восстановительного газа (АВ). Условие на максимально допустимое время восстановления при температуре восстановительного газа 880-1100 С может быть записано в следующем виде;

Т вЂ” 880

%чакс =0.5 + l877065 где Т вЂ” температура восстанови ельного газа, С.

Для каждой температуры восстановительного газа существует некоторый удельный (на 1 кг исходных материалов) расход ,А восстановительного газа 6, при котором время восстановления слОЯ материалов бу дет t qlcc; . Величина 6 зависит от состава восстановительного газа и свойств восстанавливаемого материала, поэтому Она должна быть определена в каждом конкретчом случае отдельно. Условие г < т,к, эквивалентно условию G >6 т.е. обеспечению достаточно большего расхода восстановительного газа, Стадия охлаждения металлизованного продукта должна быть проведена либо инертным газом, либо водородом, во избежание науглероживания материала за счет содержащихся в газе С0 или СН .

Способ осуществляют следу:ощим образом.

Предварительно нагревают исходный загруженный в реторту железорудный материал до температуры в предлагаемом интервале, затем производят продувку реторты восстановительным газом с температурой 880-1100 С, полученным в результате конверсии природного газа, с расходом, обеспечивающем восстановление всего материала за время, удовлетворяющее предлагаемому услови о, затем ( охлаждают восстановленный материал инертным газом или водородом.

Способ осуществлен на зксперимеllтальной установке, включа ощей в себя высокотемпературный регенеративный нагреватель (ВТРН), соединенный трубопроводом с ретортой. В ВТРН осуществляю высокотемпературную паровую конверсию природного газа при стехиометрическом соотношении компонентов. В результате получают горячий восстановительный !33 с составом, близким к восстановительному газу, используемому по способам Мидрекс и Хил, Продукты конверсии после ВТРН охлаждают до 750 — 1 1 00 С и подают в реторту, загруженную железорудным материалом, предварительно разогретым до 700 †11

С. Предварительный разогрев материала в реторте производят продуктами сгорания с помощью отдельной камеры сгорания или различными горячими газами, поступающими иэ BTPH. Кинетику восстановления и науглероживания исследовали с помощью специальных пробоотборников, помещенных в слой железорудного материала, Восстанавливаемым материалом являлись

80 д5

55 различные окатыши. Масса загрузки окатышей 20 кг. Исследованные режимы восстановления различались расходами восстановительного газа и температурой восстановления, Расход восстановительного газа изменялся в пределах 10 — 100 нормальных л/с. Восстановление прекращали при достижении степени металлизации окатышей 92-95%, Металлизованный продукт охлаждали азотом.

Пример. Разогрев слоя окатышей в реторте производят до температуры в сечении, куда будет подан восстановительный газ, 820 С, Температура восстановительного газа, поступающего в реторту, 900 С, Расход восстановительного газа 0,58 нормальных л/с на 1 Icl исходных окатышей.

Время восстановления 50 мин. Содержание углерода в губчатом железе 0,22 — 0,25%.

При расходе 1,33 нормальных л/с время восстановления 30 мин, а содержание углерода 0,15 — 0,180/o.

На графике приведены данные по содержанию углерода для различных температур и расходов и указано время восстановления.

Выполнение способа восстановления железорудных материалов согласно изобретению позволяет получать чистое губчатое железо с низким, менее 0,2 7 ., содержанием углерода. Такое губчатое железо не может быть получено известными способами прямого восстановления, Технико-зкономиче".êàÿ эффективность способа определяется результатами дальнейшего использования металлизованного продукта. Уникальные свойства такого продукта позволяют использовать его для получения различных специфических видов металлургической продукции.

Формула изобретения

Способ прямого восстановления железорудных материалов в реторте, включающий разогрев исходного материала, восстановление его путем продувки горячим восстановительным газом, полученным конверсией природного газа, охлаждение металлиэованного продукта, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью получения губчатого железа с содержанием углерода менее 0,2%, нагрев исходного материала в месте подачи восстановительного газа производят qo 800 †11 С, восстановление

Т вЂ” 880 проводят втечение времени 0,5+ 110 ч, где Т вЂ” температура восстановительного газа, С, а охлаждение металлизованного продукта осуществляйт инертным газом или

ВОДОРОДОМ.

1677065 поо т с

ЮОО

Составитель А.Савельева

Техред М.Моргентал Корректор А.Осауленко

Редактор A,Oãàð

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

Заказ 3083 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5