Способ получения металлизованных окатышей

Способ получения металлизованных окатышей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение предназначено для науглероживания металлизованных окатышей. Целью изобретения является увеличение степени использования природного газа, производительности печи металлизации. Способ включает науглероживание окатышей природным газом, которое осуществляют в акустическом поле, причем акустические колебания накладывают частотой 4-15 кГц с уровнем звукового давления 135-150 дБ. 1 з.п. ф-лы, 4 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)5 С 2 С 8/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTGPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4466817/31-02 (22) 16,05.88 (46) 30.07.90. Бюл. М 28 (71) Казахский политехнический институт ии.В.И.Ленина и Оскольский электрометаллургический комбинат (72) Ю.П.Романтеев, А.A.Þðòàåâ, Г.А.Юров, А.M.Åðåìåòoâ, Н.О.Джабаев, Г,С.Кырыкбаева, С.A.Ï÷åëêèí, Ю.Я.БоФ рисов, И.A.ÎíàåB, С.Е,Лазуткин, Н.Н.Остроух и Е.Б.Хренов (53) 622.788.34/36 (088.8) (56) Юсфин Ю.С., Даньшин В.В., Пашков Н.Ф., Питателев В.А. Теория металлизации железорудного сырья. М.:

Металлургия, 1982, с.160-162.

Изобретение относится к черной .металлургии и может быть использовано для науглероживания при металлизации железорудных окатышей.

Цель изобретения - увеличение степени использования природного газа, производительности печи металлизации.

Роль твердофазных процессов (химическая реакция, диффузия в твердых телах) в окислительно-восстановительных превращениях весьма существенна.

Практически для всех условий, начиная со степени превращения 50-603, процессы в твердой фазе являются лимитирующими и скорость определяется внутренней диффузией. При протекании химических или структурных изменений в твердой фазе происходит перемещение атомов из нормальных узлов решет2 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЕТАЛЛИЗОВАННЫХ

ОКАТЫШЕЙ (57) Изобретение предназначено для науглероживания металлизованных окатышей. Цель изобретения - увеличение степени использования природного газа, производительности печи металлизации. Способ включает науглероживание окатышей природным газом, которое осуществляют в акустическом поле, причем акустические колебания накладывают частотой 4-1 5 кГц с уровнем звуко" ваго давления 135-150 дБ. 1 з ° и. ф-лы, 4 табл. ки в расположенную рядом вакансию, которые существуют в каждом кристалле при всех температурах, отличных от абсолютного нуля. Скорость диффузии атомов зависит от концентрации вакансий. Наложение акустического поля увеличивает количество вакансий в металлизованном окатыше или оксиде металла, увеличивая тем самым скорость диффузии углерода внутрь решет1 ки и количество связанного в карбид железа углерода.

Наложение акустических колебаний способствует более полному разложению природного газа (или оксида углерода) на сажистый углерод, что дает большее количество сажистого углерода, оседающего на металлизованнсм окатыше, и образованию и растворению

1581774

Газ не озвучен

Газ озвучен

Темпе- темпе- рату- ра, С !

Содержание в окатышах, Содержание в окатышах, Выделилось

Выделилось ратура, С углероуглеро-, да, мг

С 1 С

Об@ с8яъ

0gh I .0 c>> >>

«> да, мг

",77

9,35 !

5,78

26,22

42,77

6,31 3,34

12,06 5,33

16,28 6,98

33,00 7,98

43,10 8,97

48,1

86,7

221,5

533,77

855,0

19,6

61,2

173,0

411,6

834,9

950

2,70 .

4,88

6,26

4,85

8,18 .

950

Таблица 2

Частота Выделиколеба- лось ний, кГц углерода, мг

Содержание в окатышах, 3

Углерод Углерод общ. связанный

4,85

7,61

6,96

8,03

7,98

8,25

8,12

7,92

8,15

7,27

26,22

30,18

29,25

30,60

33,00

34,30

34,38

33,05

33,92

30,16

411,6

443,1

512,3

532,5

533,8

538,0

515,8

522,3

525,3

495,0

О

2,5

3,5

4,0

4,6

8,!

12,2

14,5

15,0

16,5

Табли ца 3

Содержание в окатышах, 3

Выделилось

Уровень звукового углерода, мг

Углерод общий

Углерод связанный давления, дБ

4,85

5,90

6,65

8,22

411,6

460,3

515,0

528,7

26,22

28,30

30,07

32,15

120

130!

35 карбида железа в металлизованном окатыше. Это способствует при плавке металлизованных окатышей в электропечи лучшему перемешиванию расплава за счет более интенсивного выгорания углерода. Акустические колебания в газовой фазе увеличивают скорость восстановления оксида железа.

Пример. Осуществляли науглероживание металлизованных окатышей

Природным газом в акустическом поле, Через навеску дробленного окатыша крупностью 0,14-0,65 мм, массой 1,5 r

Из табл. 1 видно, что при наложении акустических колебаний указанных параметров количество связанного углерода увеличивается в среднем на

23,7 отн.В или 1,15 абс,/.

Исследования по влиянию частоты колебаний и уровня звукового давле35 ния на процесс науглероживания металлизованных окатышей природным газом о проведены при 900 С. Частота колебаний изменялась от 0 до 16500 Гц, уровень звукового давления " от 130 до

152 дБ.

В табл. 2 приведены средние результаты по науглероживанию металлизованных окатышей в зависимости от частоты колебаний, Наиболее интенсивно науглероживание металлизованных окатышей протекает при наложении акустических колебаний частотой 4-15 кГц.

В табл. 3 приведены средние результаты по науглероживанию металлизованных окатышей в зависимости от уровня звукового давления.

Наибольшее науглероживание метал55 лизованных окатышей происходит при уров> е звукового давления 135-150 дБ °

При этом повышается степень использо-, вания природного газа на 13„7-16,3 ь . пропускали природный газ (974 метана) в количестве 4,8 л/ч. Исследования проводили в интервале температур 750ыт

Накладываемые звуковые колебания имели частоту 4600 Гц и уровень звукового давления 140 дБ. Количество присоединенного углерода определяли весовым методом, химическим анализом содержание общего и связанного углерода.

Результаты опытов приведены в табл. 1.

Таблица 1

1581774

Продолжение табл. 3 !

Содержание в окатышах, 4 5

Выделилосьь

Уровень звукового углерода, мг

Углерод Углерод общий связанный давления, дБ

152

533,8

538,6

551,1

542,2

33,00 7,98

34,20 7,87

34,16 8,30

33,85 8,28!

Способ науглероживания металлизованных окатышей озвученным природным газом промышленно испытан на шахтной печи металлиэации. Озвученный природный гаэ подавался в промежуточную зону шахтной печи. Озвучивание природ- 20 ного газа проводилось расположенными по периметру печи тремя поочередно работающими (по 1 или 3 мин) акустическими стержнеструйными излучателями, рассчитанными на расход природного 25 газа до 1000 мэ/ч и создающими уровень звукового давления 140-152 дБ в зависимости от количества подаваемого природного газа на них.

Установка акустических излучателей в трубе под углом 25-30 в промежуточной зоне шахтного реактора необходима для реализации предлагаемого способа направлением звуковой волны, генерируемой излучателями, на все

35 сечение столба металлизованных окатышей, находящихся в шахтном реакторе, и предотвращения таким образом

"мертвых" зон в центре печи.

Такое расположение акустических излучателей обеспечивает также равномерное распределение в печи науглероживающего газа.

Угол наклона акустических излучателей 25-30 предотвращает попадание окатышей в трубу, где установлены излучатели, во время работы и остановки реактора, так как угол естественного откоса металлизованных окатышей составляет 27, а также торможение трубами схода слоя материала в реакторе. .При установке трубы с акустическими излучателями под углом 23-24 поо следняя забивалась окатышами и содер- жание углерода в металлизованном материале снизилось до 1,6ь, при установке трубы с акустическими излучателями под углом 31-32 также наблюПроизводительРасход газа на изСодержание углерода, 4

Длитель ность работы газоизлучате-! ля, мин !

---""-г----лучатель, мз /ч ност ь печи, т/ч газ газ озву- не чен озву,чен

J А. 58

62

62

500

3.3

2,51

2,25

2,24

2,28 далось снижение углерода в металлизованных окатышах до 1,973 за счет плохого науглероживания в средней части реактора ° Установка акустических изо лучателей под углом более 25 и менее

30 обеспечивает стабильное среднее содержание углерода в металлизованных окатышах 2,25ь (табл. 4). При переработке железорудных окатышей одинакового состава достигнуто в среднем (табл. 4) увеличение обшего углерода в металлизованных окатышах на 0,344 (относительно на 17,83).

Количество связанного углерода в металлизованных окатышах возросло на

17,2i. Производительность печи в среднем увеличилась на 1,4i (с 60,67 до 61,5 т/ч).

Полученные в печи металлиэации металлизованные окатыши в последующем подвергались плавке в электропечи, где происходит довосстановление оксидов железа эа счет подаваемого в печь восстановителя в виде кокса и углерода (в большей степени связанного), содержащегося в металлиэованных окатышах. За счет увеличения содержания углерода в металлизованном продукте на 5-74 снижается расход кокса.

Присутствующий в металлизованных окатышах связанный углерод активнее (как восстановитель) углерода кокса.

Процесс восстановления протекает по всему объему ванны, причем выделяющийся газообразный оксид углерода способствует лучшему перемешиванию ("кипению") ванны, способствуя более быстрому завершению реакций и сокращению длительности плавки. Практически установлено, что увеличение на

0,14 связанного углерода в металлизованных окатышах сокращает длительность плавки на 1 мин.

Т а б л и ц а 4

Э

1581774

Продолжение табл.4

Продолжение табл.4

ПроизСодержание углерода, Длительность работы газоизРасход

5 газа

Содержание углерода, 4

ПроизводительДлительность работы газоиэлучате-. ля, мин

Расход газа водительна изна изгаз газ лучатель, мз/ч

10 ность газ гаэ ность печи, т/ч лучатель, мз/ч лучателя мин озвучен не печи, т/ч озвучен не озвучен озвучен

500 58

500 61

2,5

2,3

Среднее

2,25 1,91

3

3, 3

1

l

Формула изобретения

2,09

1,97

2,04

2,11

1,97

2,01

1,81

2,03

1,59

1,91

Составитель А.Истомин

Редактор Т.Лазоренко Техред п.плнйнык Корректор И.Муска

Заказ 2068 Тираж 825 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, 8-35, Раушская наб., д. 4/5

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

600 63

600 60

600 64

600 66

600 62

600 64

700 63

700 55

700 56

700 56

700 58

700 58

57

1000 65

1000, 66

67

700 66

700 68

57

2,28

2,12

2,25

2,10

2,18

2,12

2,40

2,24

2,38

2,45

2,48

2,43

1 ° Способ получения металлиэован20 ных окатышей, включающий науглероживание их природным газом, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью, увеличения степени использования природного газа, производительность печи металлизации и эффективности дальнейшего переплава металла путем увеличения количества связанного углерода., науглероживание проводят в акустическом поле.

2. Способ по п,l, отличаюшийся тем, что акустические колебания накладывают частотой 4-15 кГц с уровнем звукового давления 135150 дБ °