Способ получения металлизованных окатышей

 

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 010778 (21) 2639238/22 02 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 230980.Бюллетень ¹ 35 (51) и, кл.з

С 22 В 1/14

Государственный комитет

СССР

IIo делам нюбретений н открытий (53) УДК бб9. 1: 622. ,782 (088.8) Дата опубликования описания 230980 (72) Авторы изобретения

Н.Ф.Пашков, Ю.С.Юсфин, Е.Ф.Вегман, B.В. Даньшин, Т.Н.Базилевич, Ю.A.Ëèòâÿíåíêo, В.Р.Гребенкиков и В.A.Ïèòàòåëåâ

Московский ордена Трудового Красного Знамени институт стали и сплавов (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛИЗОВЛННЫХ OKATb11iJEA

Изобретение относится к получению металлизованного железорудного материала.

Известен способ получения металлизованных окатышей. Недостатком этого способа является неполная защита металлизованных окатышей от вторичного окисления и их низкая прочность (1).

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ производства металлизованных окатышей, получивший название Мидрекс-процесс, включающий окомкование, сушку, окислительный обжиг, восстановление, охлаждение и пассивацию (2).

По этому способу окисленные окатыши восстанавливают при 800 С газом, о полученным путем каталитической конверсии углеводородов в шахтной печи.

В печи окатыши проходят зону нагрева и восстановления, где находятся в течение 4-6 ч при общем времени пребывания в печи 8-12 ч, после чего поступают в зону охлаждения, где охлаждаются до 40-50 С.

Затем окатыши подвергаются пассивации в специальных силосах газом (с содержанием кислорода менее 1Ъ) 2 в течение 32 ч, в результате чего каждый кусок или окатыш покрывается тонкой окисной пленкой. Образовавшаяся пленка препятствует дальнейше5 му окислению, она прочная и не разрушается при длительном хранении и транспортировке с перегрузками. При этом степень металлиэации снижается на О,ЗЪ.

10 Недостатками этого способа являются необходимость создания специальных бункеров или силосов для проведения пассивации и поддержания в них контролируемой газовой атмосфе15 ры, а также необходимость охлаждать окатыши перед пассивацией до 4050 С. Это приводит к тому, что 50Ъ объема шахтной печи,.где проводится восстановление, занято зоной охлажде20 ния, причем окатыши находятся в этой . зоне 4-6 ч, что составляет 50% общего времени пребывания окатышей в печи. Кроме того, окатыши, полученные данным способом, имеют низкую проч25 ность 130 кг/ок. большую пористость и низкий насыпной вес 1,5-1,8 т/м ) Ъ что отрицательно влияет на производительность электропечей при дальнейшей проплавке окатышей. Для хранения

30 окатышей, полученных данным способом, 765382 необходимы специальные укрытия от осадков, что вызывает дополнительные затраты.

Целью изобретения является уменьшение вторичного окисления металлического железа, упрочнение окатышей, повышение их плотности и интенсификация производства.

Это достигается тем, что после восстановления окатыши подвергают нагреву до 900-1450 С в нейтральной или слабовосстановительной атмосферах с выдержкой от 5 мин до 6 ч.

Сущность предлагаемого способа заключается в том, что при нагреве окатышей - при температурах выше, чем температура спекания железа (900 С), и ниже,.чем температура плавления окатышей 1500 С, свежевосстановленное железо интенсивно спекается и окатыши при этом интенсивно уплотняются

Выдержка от 5 мин до б ч обусловлена тем, что при выдержке менее

5 мин процесс спекания не успевает пройти, а выдержка свыше б ч не при..водит к дальнейшему изменению структуры и свойств окатышей.

3а счет указанных отличительных признаков можно добиться уменьшения удельной поверхности и снижения пористости, которые и определяют степень вторичного окисления. Каждому времени выдержки соответствует определенная температура, при которой окисление будет минимальным.

Были изготовлены окатыши из концентрата ЛебГОКа (Feosk= 71,4%, SiO 0,34%), их подвергали окислительному обжигу при температуре

1300 С в течение 20 мин и дальнейшему восстановлению Н> н течение

1 ч. Затем беэ охлаждения окатыши помещали в зону печи, в которой поддерживалась восстановительная или нейтральная атмосфера и температура

900-1450 С. Время выдержки при этих температурах составляло от 5 мин до б ч. Охлаждение окатышей до комнатной температуры осуществлялось на воздухе, в воде, в слабоокислительной, нейтральной или слабовосстановительной атмосферах.

Эксперименты показали, что при предлагаемом режиме восстановления и обжига .значительно уменьшается пористость окатышей и практически полностью закрываются внутренние поры. Поэтому при охлаждении окатышей окисление идет не по всему объему, а лишь по поверхности. Это позволяет проводить пассивацию даже .на воздухе или в воде в отличие от Иидрекс-процесса, который требует контролируемой атмосферы с содержанием кислорода менее 1%.

Эксперименты показали, что при выдержке 15 мин при 1350 С окисление будет минимальным. Значительного раэличия при охлаждении н воде и ha воздухе не обнаружено.

Пример 1. Проводят эксперимент, в котором окатыши изготавливают из концентрата ЛебГОКа (Fe

71,4%, SiOg - 0,34%), подвергают окислительному обжигу при 1300 С в течение 20 мин и дальнейшему восстановлению водородом при 800 С в течение 1 ч. Затем беэ охлаждения окатыши помещают в зону печи, в которой поддерживают атмосферу 95% N< + 5% Н и температуру 900 С и выдерживают в течение б ч. Получают окатыши с толщиной слоя окисла MKN 10-15, прочность 500 кг/ок, усадкой 40%.

t5 Пример 2. Окатыши, изгoToBленные, окисленные и восстановленные аналогично примеру 1, без охлаждения помещают в зону печи, в которой поддерживают атмосферу 95% М2 + 5% Н О и температуру 1450 С и выдерживают в течение 15 мин. Охлаждение проводят на воздухе и в воде. Получают окатыши со следующими свойствами: толщина слоя окисла 10 мкм, прочность

450 мг/ок, усадка 30%.

Пример 3. Окатыши выдерживают 5 мин, охлаждают на воздухе и в воде. Получают окатыши со следующими свойствами: толщина слоя окисла 10-15 мкм, прочность 500 кг/см, ЗО усадка 35%.

Пример 4. Для выбора оптимальной температуры нагрева берут окатыши, изготовленные и восстанонленные как в примерах 1-3 без охлаж35 дения, помещают в зону печи, в которой поддерживают атмосферу 95% N +

+ 5% Н и температуру 1100, 1250, 1300, 1350, 1400 С и выдерживают в течение 15 мин. Охлаждение проводят

4О на воздухе и в воде.

Зависимость свойств окатышей от температуры выдержки приведена в табл. 1 при времени выдержки 15 мин атмосфере 95% N2 + 5% Н и охлаждении на воздухе

45 Предложенный способ дает возможность совместить охлаждение и пассивацию, эа счет чего ликвидируется эона охлаждения в шахтной печи и при сохранении того же объема ее проиэ5() водительность может быть увеличена более, чем на 100%, отпадает необходимость в создании специальных силосов для пассивации, поддержания н них атмосферы с содержанием кислоро55 да менее 1%, устраняется необходимость в специальных крытых складах для хранения окатышей, так как после предложенной обработки их можно хранить на воздухе без защиты.

Показатели предлагаемого способа (восстанонление при нагреве до

1350 С и выдержке 15 мин в атмосфере 95% N< + 5% Н с последующим охлаждением на воздухе) по сравнению с известными (Мидрекс-процесс) предстанлены.в табл. 2.

765382

Таблица

Толщина слоя окисла, мкм

65 40

20 10

Прочность кг/ок

150 250 400 450 500

Усадка, В

10 . 15 20 30

Таблица 2

Снижение степени металлизации, Ъ

Не более Не более

0,3 0,2

130

Прочность, кг/ок

450

Насыпной вес, т/м

1,5-2,0 2,5-3,0

Составитель Л.Панникова

ТехредЙ. Рейвес Корректор B.Áóòÿãà

Редактор Е.Полионова

Заказ 6452/28 Тираж 69 4 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

Способ получения металлизованных окатышей,включающий окомкование,сушку, окислительный обжиг, восстановление и охлаждение, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью уменьшения вторичного окисления металлическсго железа, повышения их плотности и интенсификации производства, после восстановления окатыши подвергают нагреву до 900-1450 С в слабовосста35 новительной или нейтральной атмосфе-. рах с выдержкой от 5 мин до 6 ч.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

40 9468957, кл. С 22 B 1/02, 1972.

2. Патент США.9 4049440, кЛ. 75/35 С 21 B 13/00, опублик.

19 75.