Способ получения губчатого железа

 

О П И С А Н И Е (1И829678

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистическии

Ресиубн н (61) Дополнительное к авт. свил-ву— (22) Заявлено 06. 04. 79 (2I ) 2746560/22-02 (51)М. Кл. с присоединением заявки .%— (23 ) П риоритет—

С 21 В 13/02

Гааударатаанны1 кавнтет

СССР, ао данаи нэабретеннй н атнрытнй (53) УДК 669 .188(088.8) Опубликовано 15.05.8!. Бюллетень М 18

Дата опубликования описания 17.05.81

Ю.Г. Ефименко, Э.Н. Григорьев, М.M. К

10.Л. Добромиров, И, В. Довлядов и Б.M. (72) Авторы изобретения.с;, t

Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени металлургический институт

1 — — --- — —— (7 l ),Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГУБЧАТОГО ЖЕЛЕЗА

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к способам получения губчатого железа.

Известен способ высокотемпературного получения губчатого железа из высококремнеземистой магнетитовой руды с низким содержанием глинозема, предусматривающие предварительное офлюсование для предотвращения образования при восстановлении руды шлака типа FeO 510

Для этого концентрат из такой руды смешивают с флюсом и получают скатыши основностью примерно 1, после чего окатыши обрабатывают в восстановительной атмосфере при 10001300 С 11) .

Недостатком этого способа является ограниченность его применения и использования только для руд укаэанного класса. Кроме того, данный способ не исключает возможность накопления большого количества закиси железа при восстановлении, что приведет к снижению температуры размягчения и слипанию окатышей, а следовательно, к уменьшению производительности агрегатов.

Наиболее близким по технической сушности и достигаемому .результату является способ получения губчато. го железа, по которому окатыши, состоящие из смеси концентрата твердого топлива и флюса, сушат, пропус10 кая нейтральные газы с температурой

150-315 С и нагревают до 538-1093 С, пропуская горячие не вступающие в реакцию газы, содержащие не более

15 вес.Ж кислорода, Далее шихту

l5 п агре в ают до т емпературы не более

1315оС и металлиэируют, пропуская через нее те же газы. Нагрев производят в течение времени, достаточного дпя восстановления 60-.907. химически связанного железа 12).

Недостатками этого способа являются низкая производительность и качество окатышей, поскольку ис- .

8296

1О

20

30

40

55 пользование в качестве восстановителя твердого топлива препятствует получению окатышей высокой прочности, а также вносит с собой золу и вредные примеси, в частности серу.

Цель изобретения — увеличение производительности процесса и улучшение качества окатышей.

Поставленная цель достигается эа счет того, что нагретые окатыши, содержащие 7-14Х твердого углерода, восстанавливают до содержания остаточного углерода 1,4-4,2Х при температуре изотермической выдеро жки в интервале 1120-1220 С, прямо пропорционально изменению основI ности окатышей от 0,2 до 1,5, после чего довосстановление ведут газами при 1250-1350 С, при этом при измео неыии основности с 0,2 до 1,5 температуру изотермической выдержки прямо пропорционально изменяют с

1120 до 1220 С.

При выдержке окатышей, содержащих

7-14Х твердого углерода, в нейтральной по отношению к металлическому железу атмосфере за счет восстановления углеродом образуется жесткий каркас свежевосстановленного.железа, позволяющий вести процесс довосстановления газами, содержащими окись углерода и водород, при 12501350 С без нарушения. структуры слоя, снижения скорости фильтрации газовосстановителя и снижения производительности агрегата по сравнению е теоретической. Температурный режим выбирается в зависимости от изменения основности окатышей и обеспечивает восстановления их твердым углеродом без образования черезмерного количества жидких фаз, что ведет к устранению. слипания окатышей.

При основности окатышей 0,2 наиболее оптимальной температурой является 1120 С, а для основности

1,5-1220 С. Изменение температуры в этом интервале (1120-1220 С) на- . ходится в прямой зависимости от изменения основности в пределах 0,21,5..Количество твердого углерода в окатышах ограничено верхним пределом 14Х из условия сокращения содержания золы и серы в готовом продукте и нижним — 7X из условия степени развития прямого восстановления.

После окончания изотермической выдерж

78 4

1ки восстановление оставшихся окислов о железа ведут газами при 1250-1350 С.

Верхний предел температуры газов о

1350 С ограничсы температурой плавления железного каркаса при науглероживаыии, а нижний (1250 С) снижением скорости восстановления.

Образование жидкой фазы из шлакообразных окислов при этих температурах не приводит к слипанию окатышей в слое, поскольку ее коли ество недостаточно для пропитки всего окатыша. Кроме того, количество шлака уменьшается с развитием процесса восстановления. Смачивание шлаком железного каркаса увеличивает дос.тупную газу-восстановителю поверхность окислов расплава, увеличивая тем самым скорость восстановления.

Пример 1. Шихту основыостью

0,2, состоящую из 81Х концентрата

СевГОКа,.l2Х углерода и 7Х возврата металлизованных окатышей, смешивают в, течение 3 мин, окомковывают до достижения окатышами размера 8-14 мм.и загружают на колосники конвейерной машины высотою 250 мм. Затем окатыши сушат при 350 С путем просасывао ния продуктов сгорания природного газа через слой окатышей. Скорость фильтрации газа составляет 1,2 м /мыс.

Время сушки 5 мин. Поступающие в зону подогрева окатыши ыагревают до 1120оС дымовыми газами, не со-. держащими свободного кислорода, скорость фильтрации которых составляет О, 7 м /м с. Время нагрева IO мин.

В зоне восстановления производят изотермическую выдержку в нейтральной по отношению к металлическому железу атмосфере, создаваемую путем просасывания через слой окатышей продуктов горения природного газа при коэффициенте избытка воздуха с1.=0,7. Температура выдержки 1120 С, O скорость фильтрации 0,5 м /м.с, вре2 мя выдержки Iб мин, степень металлизации окатышей 60Х. В зоне довосстановления окатьппи восстанавливают продуктами конверсии природного газа, содержащими 53 Х Н и 3I X СО при 1 350 С.

Время восстановления 7 мин. Расход газа 0,5 м /м-с. Конечная стеЪ пень металлиэации 90Х. Затем окатыши охлаждают в токе смеси азота и охлажденных дымовых газов до 100 С, О Скорость фильтрации составляет

2,0 м /м с, время охлаждения 10 мин.

Пример 2. При производстве окатышей основностью I 5 в шихту дополнительно добавляют известняк.

Порядок операций и газотемпературные режимы по,длине конвейерной машины остаются такими же, как и по примеру 11 за исключением изотермической выдержки. При основиости окатышей 1,5 оптимальная температура изотермической выдержки

1220 С.. Увеличение температуры о выдержки от 1120 С при основности окатьппей 0,2 до !220 С при основности I 5 позволяет интенсифицировать процесс восстановления окислов железа твердым углеродом, что сокращает время выдержки до 8 мин при снижении расхода газа на 40 ..

Качественные характеристики выходного продукта в обоих примерах одинаковы. Отсюда вытекает целесообразность использования окатышей основностью 1,5 с дальнейшим переделом их в сталеплавильной промьппленности, нуждающейся в высокоосновном сырье с низким содержанием вредных примесей.

Предлагаемый способ не требует значительных капитальных затрат и может быть легко осуществлен в промышленных условиях.

Использование способа получения губчатого железа по данной технологии за счет увеличения производительности агрегатов позволяет получить экономию в сумме 171500 р. в год (без учета эффекта от применения окатышей повышенного качества в сталеплавильном производстве1 Введение процесса довосстановления газами при

1350 С позволяет сократить время о процесса с 30 до 15 мин. С учетом времени, необходимого на сушку (15), 15

Формула изобретения

Способ получения губчатого железа, включающий сушку, нагрев, вос20 становление и охлаждение углеродсодержащих офлюсованных окатышей газами, содержащими окись углерода и водород, отличающийся тем, что, с целью увеличения проиэ25 водительности процесса и улучшения качества окатышей за счет предотвра.щения нарушения структуры слоя и снижения содержания серы в них, восстановление окатышей, содержащих

30 7-14 углерода осуществляют до содержания углерода 1,4-4,2 . при

1120-1220 С, а затем довосстанавлио вают при 1250-1350 С, при этом при изменении основности окатьппей от

0,2 до 1,5 прямо пропорционально изменяют температуру при восстановлении с 1120 до 1220 С.

Источники информации, 40 принятые во внимание при экспертизе

1. Патент CIIIA N- 3910786, кл. 75- .

34, 1975.

2. Патент США Il 3264091, кл. 75-34, 1966.

829678 6 подогрев (10) и охлаждение (15) окатьппей, весь цикл займет 40 мин.

При обычной технологии, т.е. вос становлении окислов железа только твердым углеродом при 1100 С (температура, при которой отсутствуют расплавы) весь цикл занимает 53 мин, таким образом, увеличение производительности составит 24,5 . В случае восстановления на конвейерной машине условно-постоянная расхода составит 0,7 р. на 1 т губчатого железа.

Составитель А. Савельев

Редактор А. Долинич Техред.Л.Пекарь Корректор М. Демчук

Заказ 3181/45 Тираж 618 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035д Москвад Ж-35 Раушская наб.д д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная„ 4