Способ производства железного порошка
Патент 651033
Авторы
Классы МПК
Способ производства железного порошка
Иллюстрации
Реферат
viii чфСМ%, и -irека МЬЙ
Союз Советских
Социалистических
Республик й1ОЗЗ
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕ Н ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22.09.77 (21) 2526801/22-02 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—
Опубликовано05.03.79.Бюллетень № 9
Дата опубликования описания 07.03.79 (51) М. Кл.
С 21 В 13/00
Государственный ноюпет
СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 669.173, .23 (088.8) (72) Авторы изобретения
Е. С. Калинников и A. А. Вертман
Московский ордена Трудового Красного Знамени институт управления им. Серго Орджоникидзе (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ?КЕЛЕЗНОГО ПОРОЦ(КА
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам прямого восстановления рудш> х материалов.
Кроме черной металлургии изобретение может оыть эффективно использовано также в атомной энергетике как средство утилизации тепла теплоносителя, охлаждающего атомный реактор.
Н1иболее близким к изобретению llo технической сущности является способ восстановления рудно-топливных окомкованных материалов, содержаьцих руду и восстановитель в стехиометрическом соотношении.
Г1роцесс осуществляется при нагреве материалов до 1340 — 1500 С (1).
Недостатком этого способа является окисление образующего материала при охлаж- 15 ленин на воздухе, а также необходимость работы при температуре 1300 — 1500 для обеспечения требуемой производительности.
Работа прп такой высокой температуре приводит к усложнению оборудования и удо20 рожанию процесса в связи с необходимостью использования охлаждения в инертном газе, а также пламенных печей, так как существукгщие (наиболее простые) открытые печи сопротивления не позволяют длительное время поддерживать температуру более 1100—
1200 . Кроме того, работа при температуре выше 1100 приводит к получению слипшихся комков железа, размол которых, например, для магнитного отделения пустой породы (шлака) затруднен и требует значительного расхода энергии (до 4000 квт-час/т).
Известный способ не может быть использован и в процессах атомной энергетики, где температура теплоносителя на выходе из реактора не превышает пока 800 из-за низкой стойкости материалов в условиях интенсивного облучения и активации теплоносителя.
Целью изобретения является увеличение стойкости оборудования и обеспечение возможности полезного использования вторичных тепловых ресурсов.
Для достижения поставленной цели предлагается способ, включающий окомкование и нагрев стехиометрической смеси рудных материалов (концентратов) и углеродсодержащего восстановителя, например полукокса бурых углей, с последующей переработкой продукта известными способами, соглас651033
Формула изобретения
Составитель Л. Панникова
Ре LBKTop Ж. Рожкова Техред О. Луговая Корректор М. Ряшко
Заказ 73%28 Тираж 552 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
I 3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Г!роектная, 4 но которому восстановление смеси проводят в вакууме под давлением О,! — 10 мм рт. ст. при температуре 700 — 100 . а охлаждение продуктов до температуры 500 — 600 — в безокислительной среде.
Это позволяет увеличить ресурс оборудования, так как снижение раоочей температуры с 1340 — 1500 до 800 — 1100 увеличивает устойчивость материалов к окислению в 5 — 10 раз.
Кроме того, указанная температура легко достигается в печах сопротивления. Прп температуре 1100 еще не происходит слипания частиц железа в крицу, в связи с чем облегчается размол продуктов восстановления в порошок для магнитной или иной сепарации пустой породы. !5
Предлагаемый способ позволяет также использовать огромные вторичные тепловые ресурсы ядерных реакторов, охлаждаемых гелием.
Пример. Рудно-топливные окатыши, содержащие 80 83% концентрата (68% Fe, остальное — восстановитель в виде молотого полукокса), непрерывно загружаются в теплообменник, нагреваемый теплоносителем, циркулирующим по змеевику, укрепленному на внешней стороне кожуха теплообменника. Температура теплоносителя на входе в теплообменник 900, на выходе — 400—
500 .
При нагреве окатышей протекает реакция:
F@ Оз!г> + ЗСег/ — + 2Ге(г) + ЗСО!г! — Q 30
В соответствии с принципом Ле-Шательс непрерывное удаление продукта реакции СО сдвигает реакцию вправо, в связи с чем восстановление начинается при температуре 600 — 700 . Экспертименты, выполненные на примере окислов хрома, подтвердили положение теории. Развитию реакции с высокой скоростью при более низкой температуре способствует и изменение механизма восстановления, а также введение катализаторов, например хлористого натрия. 40
Окатыши, загруженные в теплообменник, последовательно нагреваются при непрерывной откачке выделяюгцейся окиси углерода вакуумными насосами. Окись углерода, выбрасываемая насосом, может собираться и использоваться как энергоноситель. При Восстановлении 1 т окатышей выделяется
500 мз СО с теплотворной способностью 3000 ккал/м з.
Одновременно в теплообменнике в зависимости от его типа может находиться !—
100 т материала. Шихта нагревается в течение 60 мин.
Охлаждение материала до 400 — 600 осугцествляется в необогреваемой части теплообменника. Материал без нарушения вакуума (0,1 — 10 мм. рт. ст.) непрерывно выбрасывается из теплообменника в атмосферу и направляется в вибромельницу непрерывного действия, а оттуда — на установку для отделения немагнитной фракции. Конечным продуктом является железный порошок, который перерабатывается известными способами порошковой металлургии. Выход железа составляет около 50 /< от веса окатышей. Помимо теплообменника процесс может осуществляться в электрических печах.
Способ производства железного порошка, включающий окомкование стехиометрической смеси рудных материалов с восстановителем, ее восстановление, охлаждение, дробление и магнитную сепарацию, отличающийся тем, что, с целью увеличения стойкости оборудования и обеспечения возможности полезного использования вторичных тепловых ресурсов, восстановление смеси проводят в вакууме под давлением 0,1—
10 мм, рт. ст. при температуре 700 — 1100 С, а охлаждение продуктов до температуры
500 — 600 С производят в безокислительной среде.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
i. Кожевников И. Ю., Бескоксовая металлургия железа. М., «Металлургия», 1970, с. 210 — 214.