Способ получения металлизованного продукта

Способ получения металлизованного продукта

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ %0ПУБЛИН

69) OD

3(5В С 21 В 13/14

ГОСУДАРСТВЕЙНЬй КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬЕИЙ.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

K ABTopcRoMY свидиткпьству (21 ) 3530717/22-02, (22) 04..01..83 (46) 07.92.84 ° Бюл. Р 5

{72) Л,З.Ходак, В.М.Машков, .В;Я.Лядова,. Ю.Й.Борисов, Т.Я.Малы-: шева, Л.A.Йетров и A.A. Õàðèòîíîâ (7i) Институт металлургии им. A.А.Байкова (53) 669.181.423(088.8) (56) 1, Патент США Р 2793109, .кл. 75 3 1957.

2. Патент Польши 9 45779, кл. 18 а 1/24, 1962 °

3. Патент США В 3598569 кл..75 р3, 1971..

4, Шейк Г., Венцель В,, Майер K.

"Черные.:металлы", 1970, В 13, . с. 28-35. (54) (57) 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛ

: ЛИЗОВЬННОГО. ЙРОДУ1."ТА, включавший окускование смеси из магнетитового

I суперконцентрата и измельченного губчатого железа, обжиг и послЕдующее восстановление окислов, о т л ич а ю щ н и с я тем, что, с целью предотвращения разрушения окускованного материала в процессе восстанов: ления посредством Формирования в . нем BtocTHTBofll связки и металлического каркаса на ее основе, а также предотвращения .загрязнения готового продукта примесями,. обжиг материала . осуществляют в нейтральной по отношению к вюститу .атмосфере при 800900 С в течение 20-40 мин, а после дующее восстановление до железа осуществляют в водороде при 750 »

850 С. е

2. Способ по и. 1, о т л и ч аю щ,и и с я тем, что измельченное губчатое железо вводят в количестве 3-10% от веса шихты и оно содер- C жит 40-1003 фракции мельче 0,05 мм.

1071642

Изобретение относится к металлур гии черных металлов, в частности к получению окускованных металлиэо-, ванных материалов - агломератов, окатышей, брикетов.

Известны способы упрочнения серых окатышей, включающее ввод в состав исходной шихты металлического железа, в том числе крицы, губ чатого железа, опилок, стружки и т.д. совместно с катализаторами кор. розии в виде сильных электролитов кислот, щелочных хлоридов, солей и пр. В этом случае упрочнение сырых окатышей, происходит в атмосферных условиях за счет продуктов коррозионного распада, кристаллизуюшихся на стыке рудных частиц в виде солевых мостиков (11 — L.31, Недостатком этих способов является то, что солевые мостики, образующиеся на стадии холодного упрочиения окатышей в процессе последующего нагрева и восстановления разрушаются. Поэтому упрочненные та.ким способом сырые окатыши подвергают последующему. высокотемпературному окислительному обжигу с целью образования в- них шлаковой связки, устойчивой к разупрочнению при восстановлении.

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому эффекту является метод получения металлизованных окатышей с использованием железного порошка или губчатого же.леза в составе шихты из магнетитового суперконцентрата, включающий обжиг в атмосфере азота или дымовых газов при 1100 C.. Окатыши, полученнйе этим методом, при последующем восстановлении смесью из 80% окиси углерода и 20% азота при 10000С упрочняются лишь незначительно 541.

Ведение процесса обжига и металлизации в указанном режиме при высо ких температурах делает известный метод нетехнологичным из-эа возможности слипания окатышей, а применение в качестве восстановителя окиси углерода способствует загрязнению конечного продукта отложениями сажистого углерода.

Цель изобретения — предотвращение разрушения окускованного материала в процессе восстановления посредством формирования в нем вюститной связ ки и металлического каркаса на ее основе, а также предотвращение загрязнения готового продукта примесями.

Ф

Поставленная цель достигается тем, что по способу получения металлиэованного продукта, включающему окускование смеси из магнетитового суперконцентрата и измельченного губчатого железа, обжиг и последую щее восс ановление окислов, обжиг материала осуществляют в нейтральной по отношению к вюститу атмосфере при 8 00-90 0 С в течение 20-4 О мин; а последующее восстановление осу-. ществляют в водороде при 750-850 С.

Измельченное губчатое железо вводят в .количестве 3-10% от веса шихты и оно содержит 40-1ООЪ фракции мельче 0,05 мм.

При уменьшении содержания дисперсного (минус 0,05 мм) губчатого железа в смеси (40% из-за высокого содержания более крупных фракций

15 сннжается количество образовавшейся вюститной связки и нарушается равномерность ее распределения по сечению окатышей. Последнее препятствует образованию равномерного каркаса.. Одновременно некоторая часть губчатого железа остается неусвоенной.

В качестве нейтрального по отношению к вюститу может быть испольд зован газ или смесь газов, которые не окисляют закись железа до,высших окислов и не восстанавливают ее до металла, например Не, Ar, N> или дымовые газы, в которых парциональное давление восстановительных компонентов обеспечивает термодинамическую устойчивость вюстита. В этой атмосфере при указанном режиме термообработкиупроисходит восстановление в твердой фазе магнетита металлическим жеЗ5 .лезом до вюстита.

В процессе последующего восстановления в водороде при 750-850 С путем замены нейтральной атмосферы на восстановительную, беэ или после про40 межуточного.охлаждения, вюститная связка в первую очередь преобразуется в металлическую, в результате чего прочность получаемого продукта непрерывно растет. Данные о прочности

45 на раздавливание брикетов размером

10 10 мм, охлажденных после 40-.минутного нагрева в гелии, приведена в табл. 1.

Прочность брикетов растет с увеличением содержания губчатого железа и температуры.

Приемлемые показатели прочности достигаются при содержании 3-10% губчатого железа в шихте. Дальнейшее увеличение количества железа в шихте нерационально, так как часть его,. особенно частицы крупнее 0,05 мм остается неусвоенной.и приводит к снижению прочности брикетов, что отчетливо проявляется с повышением

60 температуры. При содержании губчатого железа менее ЗЪ количество Образовавшейся в брикетах вюститной связ ки недостаточно для сохранения их прочности при последующем восстанов65 ленни. 1071642.Температура обжига в нейтральной атмосфере равная 800 С, обеспечива-. ет прочность брикетов (окатышей) на раэдавливание не менее 12 кг/бр., которая достаточна для загрузки их в тепловой восстановительный arpe гат и проведения металлизации. В случае большого числа пвр груэок прочность материалов может быть .повышена эа счет увеличения темпера . ,,-туры обжига s той же нейтральной ;атмосфере. Подъем температуры обжига выше 900 С нецелесообразен эко.номически иэ-эа возрастания энергозатрат, а также технологически иэ+ . эа возможного слипания (прилипания . друг к другу) окатышей.

Изменение прочности магнетитбвых брикетов (не содержащих добавок губчатого.железа) и брикетов с вюс-. титной.связкой (при 10% губчатого 30 железа ) в процессе их восстаиовле- ния в водороде происходит по разному.

В .табл. 2 приведены данные о прочности брикетов после различной про- 25 должительности восстановления, но при одинаковом предварительном нагре ве в гелии в течение 40 мин при . . 850. С..

Восстановление магнетитовых бри- 0 кетов в течение первых 3 мин сопровождается снижейием прочности на раэ давливание с 15. до б кг/бр., выэ+ ванным фаэовым переходом магнетита в вюстит. С увеличением продолжитель- З ности восстановления прочность брикетов возрастает за счет сваривания, .. новообразований металлического железа и эа 20 мин достигает 40 кг/бр.

Восстановление брикетов с вюститной связкой, в отличие от магнетитовых,: 4О происходит с неуклонным нарастанием прочности, вызванным преобразованием, н.ститноГ связки B металлическую, :за те же 20 мин прочность брйкетов с вюститной ..связкой достигает . 45

106 кг/бр

Абсолютные значения прочности . при 10-минутном восстановлении брикетов на вюститной связке в водороде значительйо выше, чем магнетитовых 5О при всех исследованных температурах восстановления (табл. 3)

Восстановление при 900 С сопровождается некоторым слипанием брикетов, в связи с чем ведение процесса метал.55 лизации целесообразнее осуществлять при болев низких температурах, а именно в диапазоне 750-850 С. При дальнейшем восстановлении, т,е. при увеличении времени выдержки в атмосфере Н прочность еще более возрастает и при полной .металлизации достигает значений свыше 100 кг/бр.

Пример. Сырые окатыши среднего диаметра 14,3 мм,изготовленные на тарельчатом грануляторе диаметром О, 5 м из шихты, состоящей на 90% из магнетитового суперконцентрата Оленегорс-. кого ГОКа (содержание компонентов,%.

Ре, 72,22; FeO 30,97, фракций ме» нее 0,05 мм - 93,7) и 10% губчатого . железа (содержание компонентов, %:

Fe : 96,06 .Ре„ 83,22; FeO 16,52 фракций класса. 0,.05-0,2 мм -:б0,06, .класса минус 0,05 мм - 38,3) имеют прочность на раздавливание 1,5 кг/ок и прочность на сбрасывание на плиту с высоты 0,5 .м - 6,3 сбр. После суш-.. ки прочность окатышей на раздавливание составляет 5,4 Kl /ок при общей пористости около 31%.

Обжиг высушенных окатышей в печи шахтного типа в атмосфере аргона при 800, 85Q и 900 С в течение 20 мин обеспечивает получение связки иэ сросшихся зерен вюстита и прочность соответствечно 46,6, 74,8 и

104,6 кг/ок.Тан,например, обожжен- ные при 850 С окатыши .содержат, %:

Ре 73 80; Fe 0 05; FeO 52,21. Восстановление в водороде этих окатышей при 850 С в течение 90 мин позволя ет получить металлизованные окатыши, имеющие состав, %| Fe 99,30; Ре„,„. 98,29; РеО 1,30. Прочность их составляет более 300 кг/ок, они практически не подвергаются разрушвнию.

Таким образом, в результате приме. нения предлагаемого способа появляется возможность получения принципиально нового вида металлизованного продукта, отличающегося высокой чистотой по содержаиию вредных и посторонних примесей и .пригодного .для непосредственного предела в желез- . ный порошок., для выплавки сталей со специальными свойствами или в качестве высокочистой добавки к рядовому скрапу. Кроме того, этот способ позволит обеспечить равномерную работу шахтных восстановительных агрегатов, специализирующихся на производстве высококачественного продукта со стабильно высокой степенью металлиэации.

1071642

Таблица 1

Содержание компонентою, Ф

° В ° Ь ВЬ

Губчатое железо

Вюстит F е О (расч.) »»»»»»» »В

800 850 . 900

» » ВВ ° В »

12 23 42 .

31

15

1.Исходные брикеты

0 3 5 10 15 20

Иагнетитовые

15 6 8 22 38 40

С вюститной связкой 25 30 58 90 93 106

Таблица 3

Исходные брикеты т

ФОО j 800 J 880 j 800.

Магнетитовые

22 30

20 44 90 100

°

Составитель ВВЧижикова

Техред .С.Легеэа Корректор И.Шароши

Редактор НВЕгорова

» В т

Заказ 69/21 Тираж 540 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Рауыская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

На вюститной связ« ке

ПрОчность брикетов, нгlбр., после нагрева до температурыО C8

15 28 . 43 19 . 25 57

21 30 52

»Ь В»

Таблица 2

Ф

Прочность брикетов на раздавливание, кг/бр., при продол-. жительности восстановления, мин

Прочность на раздавливание брикетов, кг/бр., при температуре восстановления, С