Способ получения частично восстановленных окатышей на конвейерных обжиговых машинах

 

Изобретение относится к подготовке железорудного сырья к металлургическому переделу. Целью изобретения является повышение степени качества продукта за счет повышения степени восстановления и содержания остаточного углерода. Окатыши, состоящие из смеси железорудного концен-. трата и твердого углеродсодержащего восстановителя , обжигают на конвейерных машинах. На последней ступени охлаждения в качестве хладагента используют атмосферный воздух. Улучшение качестаа продукта за счет повышения степени его восстановления и увеличения содержания остаточного углерода в готовых окатышах достигается при выполнении способа, при котором твердый углеродсодержащий восстановитель в исходные окатыши вводят в количестве 5-7%. После обжига окатышей перед подачей атмосферного воздуха осуществляют выдержку слоя окатышей до прекращения выделения из него окиси углерода, а затем производят охлаждение слоя до 750-850°С посредством введения в слой твердого хладагента. В качестве твердого хладагента используют, например, холодные окатыши. 1 з.п. ф-лы. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4778541/02 (22) 11.12.89 (46) 23.03.92, Бюл. N. 11 (71) Научно-исследовательский и проектный институт по обогащению и агломерации руд черных металлов "Механобрчермет" (72) B,ß.Áîéêîâåö, С.А.Федоров, Н.И.Мордакова, Ф.М.Журавлев, Ю.С.Юсфин, Н.Ф.Пашков, B.Á.Òèõîìèðîâ, Н.Г.Варченко и Н.И.Буланкин . (53) 622.782(088,8) (56) Князев В.Ф., Гиммельфарб А,И. и Неменов А,М. Бескоксовая металлургия железа.

М.: Металлургия, 1972, с.134.

Авторское свидетельство СССР

N 998548, кл. С 22 В 1/26, опублик, 1983. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЧАСТИЧНО

ВОССТАНОВЛЕННЫХ ОКАТЫШЕЙ НА

КОНВЕЙЕРНЫХ ОБЖИГОВЫХ МАШИНАХ (57) Изобретение относится к подготовке железорудного сырья к металлургическому переделу, Целью изобретения является повышение степени качества продукта за счет

Изобретение относится к подготовке железорудного сырья к металлургическому переделу, в частности к окускованию тонкоизмельченных концентратов, и может быть использовано в металлургической и других отраслях промышленности.

Известен способ охлаждения металлизованных окатышей в барабане-охладителе за счет передачи тепла через стенку барабана хладагенту (1).

Недостатком данного способа является низкая эффективность охлаждения иэ-за отсутствия непосредственного контакта меж„„. Ж „„1721 105 А1 (st)s С 22 В 1/20,1/26 . Р "8 3 повышения степени восстановления и содержания остаточного углерода. Окатыши. состоящие из смеси железорудного концен-. трата и твердого углеродсодержащего восстановителя, обжигают на конвейерных машинах. На последней ступени охлаждения в качестве хладагента используют атмосферный воздух. Улучшение качества продукта за счет повышения степени его восстановления и увеличения содержания остаточного углерода в готовых окатышах достигается при выполнении способа. при котором твердый углеродсодержащий восстановитель в исходные окатыши вводят в количестве 5 — 7 . После обжига окатышей перед подачей атмосферного воздуха осуществляют выдержку слоя окатышей до прекращения выделения из него окиси углерода, а затем производят охлаждение слоя до 750 — 850 C посредством введения в слой твердого хладагента. В качестве твердого хладагента используют, например,-холодные окатыши. 1 э.п, ф-лы. 2 табл. ду хладагентом и охлаждаемыми окатышами.

Известен способ охлаждения частично восстановленных окатышей, включающий использование для восстановления твердого углеродсодержа щего восстановителя. обжиг окатышей, ступенчатое охлаждение, использование в качестве охлаждающего агента на последней стадии охлаждения воздуха (2).

Недостатками данного способа явля ются невозможность получения остаточного углерода в структуре окатышей, т.к, уголь, подаваемый с теплоносителем, полностью

1721105 сгорает и частично восстанавливает окислы железа, недостаточная степень частичного восстановления окатышей, обусловленная тем, что при такой подаче угля последний мало работает как восстановитель, низкая эффективность охлаждения окатышей, обусловленная эндотермическими реакциями, протекающими в основном на поверхности окатышей, Целью изобретения является улучшение качества продукта за счет повышения степени его восстановления и содержания остаточного углерода.

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения частично восстановленных окатышей на конвейерных обжиговых машинах, включающем ступенчатое охлаждение с подачей хладагента в виду воздуха на последней ступени, предло>кено введение углеродсодержащего восстановителя в структуру исходных окатышей в количестве 5 — 7%. Охлаждение проводят в три стадии: на первой стадии подачу хладагента не производят, первую стадию прекращают после окончания выделения из окатышей окиси углерода, на второй стадии охлаждение слоя до 750 — 850 С проводят за счет введения в слой твердого хладагента, в качестве которого могут быть использованы холодные окатыши.

При. выдержке слоя рудно-топливных окатышей с 5 — 7% углерода (в среднем 6%), нагретого в процессе обжига до 12001250 С, без воздействия на него хладагента углерод более эффективно взаимодействует с оксидами железа во всем объеме окатышей. Температура в слое при этом падает вследствие эндотермичности реакции восстановления оксидов железа. Падение температуры заметно до 960 С. Ниже ее скорость охлаждения резко замедляется, о чем свидетельствует прекращение выделения из слоя оксида углерода. Уменьшение в шихте углерода ниже 5% снижает потенциал реакций восстановления, и следовательно, охлаждения слоя за их счет.

Повышение же углерода в шихте более 7% увеличивает опасность заплавления слоя окатышей при их обжиге. Однако при температуре около 960 С еще нецелесообразно использовать для охлаждения атмосферный воздух, так как начнется окисление окатышей, выгорание углерода и разогрев слоя окатышей.

Эндотермическое охлаждение слоя рудно-топливных окатышей до температуры ниже 960 С (в результате протекания реакций восстановления оксидов железа) нецелесообразно, вследствие неэффективности изза резкого замедления скорости охлаждения и снижения производительности машины. Охлаждение до температур выше 960 С снижает степень предварительного восстановления окатышей.

Введение в слой окатышей после эндотермического охлаждения твердого хладагента позволяет снизить температуру слоя до 750-850 С (в среднем до 800 С) без градиента по высоте. При этой температуре охлаждение воздухом приводит к образова10 нию на поверхности окатышей плотной пленки окислов, препятствующей проникновению кислорода в объем окатышей и их окислению, Результаты даны в табл.1.

Из табл,1 видно, что наилучшие показатели по степени восстановления и количеству остаточного углерода в окатышах получены при температуре смешанных окатышей 800 С. Именно при этой температуре духом приводит к оптимальным условиям образования защитной пленки окислов, препятствующих окислению окатышей.

В интервале температур 750 — 850 С показатели несколько снижаются, но находятся на сравнительно высоком уровне.

Дальнейшее расширение интервала до 700—

900 С приводит к резкому ухудшению показателей, Способ может быть осуществлен в про25

30 мышленных условиях следующим образом.

Железорудную шихту смешивают с твердым топливам (6%) и подвергают окомкованию. Затем рудоугольные окатыши за35 гру>кают на конвейерную машину, где они проходят стадии сушки, подогрева и обжига, После обжига окатыши выдерживают без фильтрации хладагента через слой до момента достижения температуры 960 С, со40 провождаемой прекращением горения оксида углерода над слоем, На существующих конвейерных обжиговых машинах это можно осуществить перекрытием шиберов в вакуум-камерах. В зоне машины, где заканчивается горение оксида углерода, на поверхность слоя с тракта постели, например, подают холодные окатыши в количестве, обеспечивающем снижение температуры смеси до 750 — 850 С (в среднем до 800 С), перемешивают их с охлажденными окатышами механическим способом, после чего осуществляют продувку слоя атмосферным воздухом. После охлаждения частично восстановленные с

55 остаточным углеродом окатыши поступают на тракт готовой продукции.

Пример. Способ был проверен в полупромышленных условиях на обжиговой установке типа чаши.

20 охлаждение в!II стадии атмосферным воз1721105 о

Температура, С

Количест" во обожженных окатышей,кг

Степень восстановления, При" температура после эндотермического охлаждения, Ñ

Количество твердого хладагента для охлаж" дения, кг

Количество остаточного углерода в окатышах, Ж мер доба вля емого твердого хладагента смешанных окатышей

4о

700 23,5

750 42,6

800 50,5 а50 40,1

900 17,2

1,51 г,ог

2,7о

1,97

1 ° 37

Из 93,0% железорудного концентрата

Сев ГО К, 6% коксика и 1% бентонита на чашевом грануляторе получали окатыши диаметром 12 — 15 мм, Затем сырые окатыши в количестве 33,5 кг загружали в чашу диаметром 0,3 мм и высотой 0,4 м на слой постели из обожженных окатышей толщиной 0,1 м, Высота слоя обрабатываемых окатышей составляла 0,3 м. После сушки. подогрева и обжига с коэффициентом расхода воздуха

0,9-1 осуществляли выдержку слоя без подачи хладагента до 960 С, для чего перекрывали вакуум-камеру. При этой температуре практически прекращалось выделение оксида углерода над слоем и тогда в чашу засыпали окатыши с температурой 20 С в количестве 6,87 кг, перемешивали их механически с горячими окатышами, после чего температура слоя достигла 800 C. На последней ступени охлаждения слой охлаждали продувом снизу атмосферным воздухом.

В результате были получены готовые окатыши со степенью восстановления 45,9% при количестве остаточного углерода в них

2,5%.

Авторами были проведены сравнительные испытания предлагаемого и известного способов. Результаты испытаний приведены в табл.2.

Как видно из табл.2, при одинаковом количестве вводимого в окатыши и вдувае. мого в слой твердого топлива предлагаемый способ позволяет получить окатыши со степенью восстановления 33% и остаточным углеродом 0,8% а в известном способе сте1 33,5 960 13, 19

2 33,5 960 10,95

3 33,5 960 7,00

4 33,5 960 4,66

5 33,5 960 2,33. пень восстановления составляет 26% при полном отсутствии остаточного углерода.

Таким образом, применение предложенного технического решения позволит

5 на существующих конвейерных машинах с незначительными переделками получить частично восстановленные с остаточным углеродом (2,7%) окатыши, что при дальнейшем переделе в доменной печи приведет к уве10 личению производительности на 16,820,4% и экономии кокса на 18 — 21,6%.

Формула изобретения

1. Способ получения частично восстановленных окатышей на конвейерных обжи15 говых машинах, включающий ввод в шихту окатышей твердого углеродсодержаще го восстановителя, обжиг окатышей и ступенчатое охлаждение в две ступени подачей на последующей ступени в качестве хладаген20 та атмосферного воздуха, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью улучшения качества продукта за счет повышения степени его восстановления и содержания остаточного углерода, углеродсодержащий восстанови25 тель вводят в шихту в количестве 5 — 7% от ее массы, а после обжига окатыши дополнительно выдерживают до прекращения выделения окиси углерода, после чего производят ступенчатое охлаждение, при

30 этом на первой ступени охлаждения в слой окатышей вводят твердый хладагент до достижения температуры 750 — 850 С.

2, Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве твердого хладагента ис35 пользуют холодные окатыши.

Таблица 1

1721105

Таблица 2

Составитель В.Морякин

Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор Т.Малец

Редактор Т,Курков

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

Заказ 929 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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