Способ производства окатышей

Способ производства окатышей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Ж I @1 и ° сФ ° мъ14 kI 1i» ° @ай

6иелиотьиа МБА

=г * ц794 85

Сова „Советских

Социалистических

Республик

°... АНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ. СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 30.03;79 (21) 2743738/22-02 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.01.81. Бюллетень № 1 (45) Дата опубликования описания 07.01.81 (51) М. Кле

С 22В 1/14

Госудерстеенный комитет

СССР по делам изобретеийВ и открытий (53) УДК 669.1:622.782 .42 (088.8) (72) Автор изобретения (71) Заявитель

Е. Ф. Вегман

Московский ордена Трудового Красного Знамени институт стали и сплавов (54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ОКАТЫШЕИ

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано на фабриках окатышей.

Известен способ получения гематитовых окатышей, включающий в себя сушку сы- 6 рых окатышей, их нагрев и обжиг (температура обжига 1200 †13 С), предварительное охлаждение обожженных окатышей до температуры 800 — 900 С воздухом в зоне рекуперации тепла, окончательное ох- 10 лаждение окатышей воздухом (1).

Недостатком такого способа является то, что обжиг окатышей ведется пламенем природного газа или мазута, сжигаемых над слоем окатышей с большим избытком воз- 15 духа. В этих условиях основная масса окатышей окисляется до гематита, что резко снижает прочность обожженных окатышей при их восстановлении в доменной печи.

Полному окислению окатышей способствует и охлаждение их от температуры обжига до 800 — 900 С воздухом в зоне рекуперации тепла.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ производства магнетитовых окатышей, при котором в зоне обжига к продуктам горения природного газа или мазута добавляют 5 —, 30с (по объему) конвертированного при-. родного газа (Не и СО) (2). Способ позволяет получить магнетитовые обожженные окатыши, обладающие высокой прочностью при восстановлении, Недостаток этого способа заключается в необходимости сооружения и эксплуатации крупной дорогостоящей установки для конвертирования природного газа, во взрывоопасности способа, связанной с соприкосновением конвертированного природного газа с воздухом, неизбежно проникающим через уплотнения. Эта опасность возникает также в газовых коллекторах под машиной, где остатки конвертированного газа смешиваются с кислородсодержащими дымовыми газами. Другим недостатком прототипа является возможность вторичного окисления магнетитовых обожженных окатышей при их охлаждении воздухом до

700 — 800 С в зоне рекуперации тепла.

Цель изобретения — удешевление производства магнетитовых окатышей, улучшение их качества и повышение взрывобезопасности процесса обжига окатышей.

Поставленная цель достигается тем, что природный, коксовый газы или мазут сжигают в зоне высокотемпературного обжига с коэффициентом избытка воздуха 0,95—

1,00, добавляя к продуктам горения водяной пар или газообразный азот в количествах, обеспечивающих заданную температу794085

= 2020 С.

8500

0,4 10,52

65 ру обжига, а предварительное охлаждение окатышей в зоне рекуперации ведут путем продува слоя окатышей азотом или водяным паром.

При сжигании природного газа, коксового газа или мазута над слоем обжигаемых окатышей при коэффициенте избытка воздуха 0,95 — 1,00 продукты горения состоят из СО, Н О и N и содержат лишь следы

СО и Н, т. е. являются абсолютно взрывобезопасными. Вместе с тем эти продукты горения являются восстановителями для гематита, что полностью превращает возможность окисления магнетита в ходе обжига.

По реакции

3Fe,О, (тв) + СО = 2Fe,O, (тв) + СО, величина Кр может быть вычислена из уравнения Ig Кр — + 2,144, Абсолют2726

Т ная величина 1g Кр при 1000, 1250, 1500 С составляет соответственно 4,30; 3,93; 3,72.

Значения эти настолько велики, что гематит восстанавливается в чистом углекислом газе за счет СО его термической диссоциации (степени диссоциации СО при 1500 С и 1000 С равны соответственно 2,05 и

0,05О/о). Как известно, этот факт находит свое выражение в том, что на равновесной диаграмме состояния системы FezO>—

Fe O4 — FeO — Fe — СΠ— CO> нет поля устойчивости гематита, которое сливается с осью абсцисс. Однако обжиг окатышей, который осуществляется обычно при температурах не выше 1400 С, не может быть проведен при коэффициенте избытка воздуха 0,95 — 1,00, так как при сжигании природного газа, коксового газа или мазута температура в этом случае достигает соответственно 2000, 2100 и 2100 С. В практических условиях резко увеличивают расход воздуха (я до 1,5), чем снижают температуру до 1200 — 1400 С и, имея в продуктах горения 10 — 12 /о О, получают окисленные гематитовые окатыши с низкой горячей стойкостью.

В связи с этим предлагается при сжигании природного газа, коксового газа, мазута с n = 0,95 — 4,00 вводить в продукты горения водяной пар или газообразный азот в количествах, обеспечивающих снижение температуры продуктов горения с 1900—

2100 С до требуемого по условиям технологии уровня 1200 †14 С. Водяной пар взрывобезопасен и, разбавляя продукты горения, полностью устраняет опасность взрыва. По реакции

2Fe,О, (тв) + Н, = 2Fe,О, (тв) +

+ (Н,Q) (газ) величина Кр может быть вычислена из

131 уравнения 1g Кр —— — — + 4,42. Реальные

Т значения 1д Кр при 1000, 1200, 1400 С со4 ставляют соответственно 4,289; 4,311; 4,327.

Эти значения столь велики, что гематит восстанавливается чистым водяным паром за счет водорода частичной его термической диссоциации (степень диссоциации Н О при

1500 и 1000 С составляют 0,58 и 0,02 ), На равновесной диаграмме состояния системы Ре Оз — Рез04 — FeO — Fe — Нр—

НрО также отсутствует поле устойчивости гематита.

Таким образом, добавка пара к продуктам горения метана, коксового газа или мазута, понижая температуру продуктов горения до необходимого уровня, не изменит восстановительного характера газовой фазы по отношению к гематиту. Это позволяет полностью предотвратить окисление магнетита в ходе обжига. Равным образом и добавки газообразного азота, сбрасываемого сейчас на кислородных фабриках в атмосферу, понижают температуру пламени горелок или форсунок до нужного уровня.

Пример. После сушки и подогрева окатышей из магнетитового концентрата, осуществляемых в головной части обжиговой ленты, ведут обжиг их пламенем природного газа при а = 1 на холодном воздухе:

CHi + 20, + 2 3,76N + СО, +

+ 2Н,О + 2 3,76N,.

На 1 м сожженного СН4 образуется продуктов горения: 1 м СО>, 2 м Н О, 7,52 м

N„а всего 10,52 м . При теплотворной способности природного газа 8500 ккал/м, теплоемкости продуктов горения

0,4 ккал/м"С, температура пламени составит

По условиям технологии необходима температура обжига 1300 С. С учетом собственного теплосодержания пара (200 С, теплоемкость 0,375 ккал/м К) такая температура может быть получена при добавке 7,9 м водяного пара на каждый кубический метр сжигаемого метана

1300 8500+ х0,375 200 — 7 9 мэ

0,38 (10,52+х) Далее следует предварительное охлаждение окатышей до 700 — 800 С паром или азотом, исключающее их вторичное окисление, и наконец, их окончательное охлаждение воздухом. В этих условиях получают высококачественные магнетитовые окатыши с высокой горячей прочностью. Весь процесс обжига является полностью взрывобезопасным.

Использование предлагаемой технологии

s промышленности позволит полностью устранить опасность взрыва и получить высококачественные магнетитовые окатыши, при --Х -,- 794085

Формула изобретения

Составитель Л. Савицкая

Техред Л. Куклина

Корректор Р. Беркович

Редактор T. Зубкова

Заказ 203/3 Изд. № 150 Тираж 694 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2

5 работе на которых значительно улучшаются технико-экономические показатели работы доменных печей. Полностью сохраняется конструкция обжиговых лент, необходимы лишь подвод пара с ТЭЦ (отработанный пар после турбин) или азота с кислородной станции (в настоящее время сбрасывается в атмосферу). Оба эти газа в больших количествах и по низкой цене имеются на каждом металлургическом заводе.

Фабрики окатышей, расположенные вдали от металлургических заводов, могут использовать отработанный пар ТЭЦ, пар котлов-утилизаторов. Отпадает необходимость строительства дорогостоящей установки для конверсии природного газа.

Способ производства окатышей, включающий сушку окатышей, их нагрев, высокотемпературный обжиг газовым пламенем, предварительное охлаждение до 700 †8 С в зоне рекуперации тепла не обжиговой ленте, окончательное охлаждение их воздухом, отличающийся тем, что, с целью удешевления производства магнетитовых окатышей, улучшения их качества и повышения взрывобезопасности процесса обжига окатышей, газы или мазут сжигают в зоне высокотемпературного обжига с коэффициентом избытка воздуха 0,95 — 1,00, 10 добавляя к продуктам горения водяной пар или газообразный азот в количествах, обеспечивающих заданную температуру обжига, а предварительное охлаждение окатышей в зоне рекуперации осуществляют

15 путем продува слоя окатышей азотом или водяным паром.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

20, 1. Вегман Е. Ф. и др. Металлургия чугуна. М., 1978, с. 118 — 132.

2. Авторское свидетельство СССР № 539970, кл. С 22В 1/14, 1973.