Способ получения восстановленного продукта

Способ получения восстановленного продукта

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение ртносится к черной металлургии и может быть использовано при получении металлизованных материалов . Цель изобретения - повышение производительности процесса восстановления . Указанная цель достигается тем, что скорость фильтрации кислородсодержащего газа прямо пропорциойально изменяют от 0,23 до 0,68 м/с при изменении отношения толщины углеродсодержащего слоя к диаметру ядра окатыша от 0,01 до 0,05. 3 табл,

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

4 А1 (19) (11) (51) 4 С 22 В 1/24

ВСЕС()-)", т;,.:. „Ц g е .:-:

1 кядр ;.

3с.!) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4092324/31-02 (22) 15.05.86 (46) 15.04.88. Бюл. В 14 (71) Днепропетровский металлургический институт им. Л.И.Брежнева (72) IO.Л.Добромиров, А.В.Сидорский, Т.А.Андриенко, В.JI.Äîáðoìèðîa и О.Л.Костелов (53) 669.046.41(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 415303, кл. С 21 В 1/10, 1972.

Экспресс-информация ЦНИИ и ТЭИЧМ, картотека 15а, 9 74, 1973. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОССТАНОВЛЕННОГО ПРОДУКТА (57) Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при получении металлизованных материалов. Цель изобретения — повышение производительности процесса восстановления. Указанная цель достигается тем, что скорость фильтрации кислородсодержащего газа прямо пропорционально изменяют от 0,23 до

0,68 м/с при изменении отношения толщины углеродсодержащего слоя к диаметру ядра окатыша от 0,01 до 0,05.

3 табл, \.

1388446

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при получении металлизованных материалов.

Цель изобретения — повышение производительности процесса восстановления.

Согласно предлагаемому способу получают окатыши, содержащие ядро, по крайней мере один углеродсодержащий слой, укладывают их на колосниковую решетку, сушат, нагревают и осуществляют спекание при фильтрации кислородсодержащего газа, причем ско- 1g рость фильтрации кислородсодержащего газа прямо пропорционально изменяют от 0,23 до 0,68 м/с при изменении отношения толщины углеродсодержащего слоя к диаметру ядра окатыша от 0,01 20 до 0 05.

Предлагаемый способ позволяет разделить процессы горения топлива и восстановления с участием жидкой оксидной фазы в объеме окатыша при оптимальном соотношении стоков тепла в объеме окатыша и источников тепла в его наружном слое.

Предложенная зависимость скорости фильтрации кислородсодержащего газа 30 от отношения толщины топливосодержащего слоя к диаметру окатыша обуславливает интенсификацию нагрева окатыша и восстановления с участием жид-. кой фазы, при этом предотвращается заплавление слоя, а также не происходит торможение спекания и восстановления.

При фильтрации кислородсодержащего газа .после разогрева окатышей горе" 49 ние углерода в наружном слое окатыша обеспечивает достаточное количество тепла для прогрева центральной части до температур, обеспечивающих восстановление металла углеродом с участием жидкой оксидной фазы. Процесс восстановления B центральной части окатыша завершается в момент прекращения горения углерода. Фильтрация кислородсодержащего газа не приводит к существенному окислению железа по двум причинам: железо восстановлено углеродом из расплава, по-. этому его частицы не имеют пор, восстановленное железо з процессе восстановления смачивается расплавом ядра, который в конечном итоге образует пленку, предохраняющую восстановленный металл от окисления. Образование расплава в период восстановления железа в объеме центральной части не

4 сопровождается оплавлением окатьппа, так как количество тепла, выделяемо го в наружном слое при горении углерода, соответствует оптимальному, т.е. не превышает величину, необходимую для развития жидкофазного восстановления и спекания. Предложенное решение приемлемо как для имеющих углеродсодержащий наружный слой, так и для трехслойных окатьппей, содержащих рудоугольное ядро и флюсосодержащий средний слой. Однако использование трехслойных окатышей обеспечивает более высокую производительность процесса восстановления, так как флюсосодержащий слой препятствует жидкофазному спеканию окатышей между собой. 1(роме того, в результате его взаимодействия с расплавом ядра образуется шлаковая пленка на поверхности окатыша, затрудняющая окисление металла фильтруемым газом.

Регламентирование отношения толщины топливосодержащего слоя к диаметру окатыша (0,015-0,030) связано с тем, что при отношении толщины топливосодержащего слоя к диаметру окатыша менее 0,015 количества тепла, выделяемого при горении углерода, недостаточно для компенсации теплозатрат на жидкофазные процессы в центральной части окатыша, температурный уровень, необходимый для развития восстановления и упрочнения, не достигается, окатыши не восстанавливаются и не, упрочняются, а при отношении более 0,03— превышает эти затраты, что приводит к оплавлению окатышей и снижению га1 зопроницаемости .слоя. Результирующим является снижение производительности процесса восстановления за счет снижения скорости процесса восстановления. Пределы изменения скорости фильтрации обусловлены температурно-тепловым состоянием слоя и диффузионной проницаемостью окатышей в процессе металлизации. При скорости фильтрации менее 0,23 м/с количества тепла, выделяемого в наружном слое, недостаточно для развития процессов восстановления и упрочнения. Увеличение скорости фильтрации сверх 0,68 м/с приводит к снижению температурного уровня процесса восстановления железа в окатыше и диффузии кислорода сквозь окатыш после сгорания топлива

1388446 наружного слоя. В результате совместного действия этих факторов также наблюдается снижение производитель-. ности процесса восстановления за счет

5 снижения скорости восстановления.

Прямо пропорциональное изменение скорости фильтрации газа от 0,23 до 0,68 м/с при изменении отношения толщины топливосодержащего слоя к диаметру окатыша от 0,01 до 0 05 обусловлено тем, что при нарушении этой зависимости количества тепла, выделяемое при горении топлива в наружном слое, не соответствует количеству тепла, необходимого для развития жидкофазных процессов восстановления и упрочнения в обьеме окатыша, вследствие чего процесс восстановления затормаживается либо при недостаточном температурном уровне, либо при перегреве рудоугольной смеси из-за оплавления окатышей в слое.

1Io этой причине отклонение от указанной прямо пропорциональной зависимос- 25 ти сопровождается снижением производительности процесса восстановления.

В идентичных условиях был проведен сопоставительный анализ технико-экономических показателей процесса восстановления при обжиге рудоугольных окатышей согласно предлагаемому способу и способу-прототипу.

Для изготовления окатышей использовались концентрат СнвГОКа; известняк Еленовского месторождения и агломерационный коксик, химический состав которых приведен в табл. 1.

Подготовка шихтовых материалов, методика получения окатышей и их об40 жиг проводились также в идентичных условиях и включали следующие общие операции: измельчение, дозировку, смешивание, окомкование на тарельчатом грануляторе, включая накатывание

45 топливосодержащего слоя на известковое ядро — в прототипе, рудоугольное — для двух- и трехслойного с промежуточным флюсосодержащим слоем окатыша, затем укладку их на колосни— ковую решетку слоем высотой 200 мм, сушку и подогрев с последующим спеканием при сжигании природного газа с коэффициентом избытка воздуха 1,25 и обжиг при фильтрации кислородсодержащего газа, например воздуха в слое. 55

Исследование влияния пределов параметров предлагаемого способа получения восстановленного продукта на показатели процесса восстановления проводилось в 2 этапа.

В табл. 2 и 3 приведены полученные на первом и втором этапах значения контролируемых параметров при варьировании значений скорости фильтрации кислородсодержащего газа и отношения толщины углеродсодержащего слоя к диаметру ядра как в указанных в формуле изобретения пределах, так и вне их при среднем значении отноше.ния (равном 0,03) и скорости (0,455 м/с) на каждом этапе соответственно.

Для прототипа (опыт 6) в табл. 2 использованы средние значения скорости фильтрации (0,25) и отношения тол-. щины углеродо- и рудосодержащего наружного слоя (при известковом ядре) и диаметру окатыша (принятого равным

7,0 мм). При этом в колонках 3-8 строки 6 (табл. 2) приведены значения величин скорости восстановления и производительности при среднем значейии

V =0,25. !

Из данных табл. 2 и 3 следует, что отклонение величин граничных значений заявляемых параметров как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения приводит к ухудшению показателей процесса восстановления — его скорости и производительности.

ИСпользование изобретения обеспечивает повышение производительности на 330/, увеличение скорости восстановления в 3,6 раз. формула изобретения

Способ получения восстановленного продукта, включающий получение окатышей, содержащих ядро и по крайней мере один углеродсодержащий слой, укладку их на колосниковую решетку, сушку, нагрев и последующее спекание при фильтрации кислородсодержащег газа, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности процесса восстановления, скорость ориентации кислородсодержащего газа прямо пропорционально изменяют от 0,23 до 0,68 м/с при изменении отношения толщины углеродсодержащего слоя к диаметру ядра окатыша от

0,01 до 0,05.

138844

Т а б л и ц а 1

Содержание компонентов, %

Материал

FeÄ Fe0 СаО М80 Я О А1 Оз Зола С Л.В.

Концентрат СевГОКа

65 44 21 48 0 15 0 09 8 40 0 20

Коксик 0,3 — 0 50 0,88 4,85 1 65 13 40 79,30 6,7

Известняк 0 25 — 54 02 1,40 1,28 О, 11 — — 42,4

Т а б л и ц а 2

Влияние скорости фильтрации на показатели процесса восстановления окатышей в слое (при величине отношения слоя к окатыша = 0,03) Показатели процесса восстановления

Скорость фильтрации газа м/с

Опыт

Скорость восстановления, % мин

Производительность по восстановленному продукту, т/м,ч

Двухслой ный окатыш (про тотип) Двухслойный окаТрехслойный

Трехслойный окавухслойый окаДвухслойный окаTbIIIl (прототип) ыш с угокатыш с леродсодержащим наружным слоем

0,54

0,45

0,22

4,0

2,0

0,71

0,58

0,33

5,7

4,8

2,6

0,86

О,бб

0,42

5,5

0,74

0,31

0,57

5,6

2,6

0,56

0,48

0,23

4,9

4,1

2,1 б Прототип (О, 25) 0,20

0,52

0,45

4,2

3,5

1,9

1 0,210

2 0,230

3 0,455

0,680

5 0,700 тыш с углеродсодержащим наружным слоем углеродсодержащим наружным слоем тыш с углеродсодержащим наружным слоем

1388446

Таблица3

Влияние отношения толщины углеродсодержащего слоя к диаметру ядра окатыша на показатели восстановления окатышей в слое (при величине скорости фильтрации 0,455) Показатели процесса восстановленияОпыт Отношение

Скорость восстановления, Х мин

Производительность по восстановленному продукту, т/м .ч ядру окатыша рехслойый окаТрехслойный окавухслойый ока0,51

0,39

0,21

4,3

1 О 008 1 5

2 0,010 2,3

0,79

0,50

0,29

5,7

4,3

3 О 003 3 1

0,86

0,66

0,42

6,8

5,5

0,28

0,58

0,50

5„8 4,8

4 0,050 2,7, 5 О 052 1 9 6 Прототип 0,8

3,9..0,40

0,49

0,21

4,8

0,019

Составитель Н.Тумин

Техред Л.Олийнык Корректор Л.Пилипенко

Редактор Н.Киштулинец

Заказ 155.1,/.29, ираж 594 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 толщины углеродсодержащего слоя к

Двухслойный окатыш (прототип) тыш с углеродсодержащим наружным слоем тыш с углеродсодержащим. наружным слоем

Двухслой ный окатыш (про тотип) Двухсло ный ока тыш с у леродсо держащи наружным слоем тыш с углеродсодержащим наружным слоем