Способ обжига железорудных окатышей

Способ обжига железорудных окатышей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсиик

Социалистичесиик

Реслублии (ii) 834165 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 02.10.79 (21) 2825680/22-02 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М.К .

С 22 В 1/14

Гасударственные квмлтвт (53) УДК 669.1:

:622.782.42 (088.8) Опубликовано 30.05.81. Бюллетень №20 лв делам лзввретенлй и вткрытий

Дата опубликования описания 05.05.81

В. И. Клейн, P Ф. Кузнецов, В. М. Абзалов, Ю. Г. Яуощенко, В. А. Тверитин, В. П. Трофимов, Ю. С. Юсфин,, Т. Н. БазйййВЯДЯ

С. В. Шаврин, А. М. Дюльдин и В. 9. -Дегб4я".;:"-.;-;...., 1 (72) Авторы изобретения

Всесоюзный научно-исследовательский институт металлургической теплотехники (71) Заявитель (54) СПОСОБА ОБЖИГА ЖЕЛЕЗОРУДНЫХ ОКАТЫШЕЛ

Изобретение относится к подготовке.металлургического сырья в черной металлургии, в частности к производству железорудных окатышей.

Известен способ обжига железорудных окатышей, включающий сушку, подогрев, высокотемпературный обжиг при, 1200—

1300 С и содержании кислорода в газовой фазе до 18% и охлаждение. По этому способу предусматривается максимально возможное окисление магнетита и получение окатышей преимущественно с гематитовой структурой (1) .

Недостатки указанного способа состоят в получении окатышей с недостаточно высокой прочностью, при восстановлении, что приводит к их разрушению в доменной печи, повышенном расходе тепла на процесс, вследствие отсутствия оптимизации его температурного режима, а также в отсутствии возможности получения окатышей с повышенным содержанием в них FeO.

Наиболее близким к предлагаемому rio технической сущности является способ обжига железорудных окатышей, включающий сушку, подогрев, высокотемпературный обжиг при 1300 — 1380 С и содержанием кис2 лорода в газовой фазе 6 — 8% и охлаждение, при этом обжиг окатышей при 1300 — 1380 С осуществляется в течение 1 — 3 мин,: а последующая выдержка слоя — в течение 3—

7 мин при меньших температурах (2).

Недостатки известного способа заключаются в том, что получение окатышей с низким содержанием FeO (порядка 1,5—

3,0%) существенно понижает их прочность при восстановлении, черезмерно высокая продолжительность (2 — 3 мин) выдержки слоя окатышей при высоких температурах увеличивает расход тепла на процесс; выдержка слоя окатышей при температурах

1150 †12 С приводит к дальнейшему снижению содержания FeO в готовой продукции и, следовательно, к снижению ее ка15 чества. Кроме того, невозможно протекание диссоциации гематита в процесса обжига.

Цель изобретения — диссоциация гематита до 30 — 60% (абс.) на глубину 1/3—

1/2 радиуса окатыша и улучшение качества готовой продукции.

Поставленная цель достигается тем, что тепловую обработку при максимальных температурах ведут в течение 0,8 — 1,2 мин, 834165

4 шем увеличении температуры (более чем на 35 С) степень диссоциации уже не возрастает, а расход топлива на процесс увеличивается.

Сущность изобретения заключается в оптимизации температурно-временного режима обжига окатышей для конкретного химсостава газового теплоносителя, просасываемого через слой в зоне термообработки

Пример. Сырые железорудные окатыши загружают на обжиговую машину и после о довательно подвергают сушке, подогреву и высокотемпературному обжигу. В качестве газового теплоносителя в зоне обжига с максимальными температурами используют рециркулируемые из остальных технологичес15 ких зон отходящие газы. Посредством отбора пробы рециркулируемого газа и его последующего анализа устанавливают содержание кислорода в газе. Например, при содержании кислорода в газе-теплоносителе

5P/p максимальная температура составляет

//00 /220 + 20 35 (5 2)

2 2

25 зо причем при содержании кислорода в газовой фазе 2 /p максимальную температуру обжига устанавливают равной 1180 — 1220, " при увеличении содержания кислорода в газовой фазе на каждый последующий процент максимальную температуру обжига увеличивают на 20 — 35" С.

Проплавка железорудных окатышей в доменной печи оказывается наиболее эффективной при диссоциации гематита окатышей в поверхностной слое. В этом случае существенно уменьшается вынос пыли с колошниковыми газами и снижается расход кокса -на процесс. Особенно эффективной является проплавка окатышей при диссо— циации в них гематита до 30 — 60 /р (абс) на глубину 1/3 — 1/2 их радиуса. Такие окатыши при восстановлении практически не разрушаются и обеспечивают минимальные потери металла в процессе доменного передела. Однако получение таких окатышей по существующей в настоящее время технологии не представляется возможным, так как длительная выдержка окатышей при температурах 900 †12 С приводит к их глубокому окислению (содержание FeO в окатышах минимально).

Для осуществления диссоциирующего обжига окатышей температурный режим обжига следует задавать в зависимости от содержания кислорода в газе теплоносителя.

При этом обработку окатышей при максимальных температурах (температурах диссоциации гематита) следует производить в течение 0,8 — 1,2 мин. При меньшем времени обжига (менее 0,8 мин) механическая прочность обожженных окатышей является недостаточной и они разрушаются при транспортировке и последующем переделе. Большее время обжига (более 1,2 мин) также нежелательно, так как не улучшая качества готовой продукции, это приводит к увеличению удельного расхода топлива.

При содержании кислорода в газовой фазе зоны обжига 2 /р максимальную температуру обжига следует устанавливать в пределах 1180 — 1220 С. При меньшей температуре (менее 1180 C) обожженные окатыши имеют недостаточную механическую прочность. При большей температуре (более 1220 С) качество готовой продукции не улучшается, а расход топлива на процесс увеличивается. При увеличении содержания кислорода в газовой фазе температуру обжига следует увеличивать для осуществления эффективного процесса диссоциации гематита. Причем на каждый последующий процент приращения содержания кислорода в газовой фазе (начиная с 2Р/p) максимальную температуру обжига следует увеличивать на 20 — 35 С. При меньшем увеличении температуры (менее чем на 20 С) снижается содержание FeO в готовой продукции и качество окатышей ухудшается. При боль35

Эту температуру устанавливают в зоне обжига посредством регулировки соотношения газ-воздух и контролируют по стацио- нарной термопаре. Время нахождения окатышей при такой температуре устанавливают равным 1 мин посредством регулировки скорости движения обжиговых тележек и контролируют по стационарному прибору — датчику скорости движения обжиговой машины. При изменении содержания кислорода в газовой фазе (например, уменьшение на 1 /p) температуру в горне уменьшают на 20—

35 С.

После высокотемпературного обжига окатыши охлаждают и отправляют на склад готовой продукции.

Проведены опыты на лабораторных стендах Всесоюзного НИИ металлургической теплотехники. Неизотермический обжиг (со скоростью 80 С/мин) проводят на установке, предназначенной для нагрева навески окатышей (30 — 35 шт,) с периодическим контролем процесса окисления химическим анализом. Атмосферу среды регулируют путем изменения расходов кислорода, воздуха, аргона и углекислоты и устанавливают ее по содержанию кислорода, равному 0; 2,5; 7,5;

l5,0; 21 и 40Р/р. После нагрева навески до заданных температур и выдержки при них в течение 1 мин ее охлаждают в атмосфере аргона со скоростью 40 — 60 С/мин. Скорость фильтрации газа во всех опытах составляет не менеЪ 0,10 м/с.

Исследуют окатыши размером 12 — 14 мм изготовленные из Качканарского и Лебединского концентратов.

Результаты исследований по диссоциирующему обжигу железнорудных окатышей представлены в таблице.

834165

Качканарские окатыши

Лебединские окатыши

Содержание кисСтепень

Прочность после вос становления,кг/ок

Содержание ракции

50 мм

Температура начала диссоциации гематита, Ос

Температурный интервал диссоСтепень

Содержание фракции

-0,5 мм

Прочность после вос

Содержание кисдиссоциации,х становлелорода в газовой фазе,X диссоциации, 7. лорода в газовой фазе, Ж циации гематита, Ñ

HKI кг/ок

103

1,5

1060-1210 35

2,5

2,1

2,5 1110 40 96

l,3

)140-)290

7,5

1180

30

2,4

7) 1,65

7,5

2,3

-1160-)310 20

15,0

3,4

21,0

1200

)180-1330

21 0

40,0

l0

3,7

1220

31.2,6

Нижний предел температурного интервала относится к началу диссоциации, а верхний — к температуре обжига.

Формула изобретения

Тираж 681 Подписное

Ужгород, ул. Проектная, 4

Из данных таблицы видно, что диссоциация гематита наступает в зависимости от содержания кислорода в газовой фазе в диапазоне температур 1050 — 1300 С. Это несколько ниже уровня по сравнению с данными термодинамического анализа, что может быть объяснено различием форм гематита с другими веществами. Очевидно, образование однокальц)4евого феррита (СаО РеаОл) ведет к снижению температуры диссоциации FeqOq по сравнению с чистым гематитом.

Кроме того, в зависимости от содержания кислорода в теплоносителе изменяется нижний предел температурного интервала диссоциации гематита и, соответственно, при одинаковом времени обработки степень диссоциации определяется содержанием кислорода в теплоносителе. Так, при увеличеНии содержания кислорода в теплоносителе с 2,5 до 21% температурный интервал диссоциации гематита изменяется для окатышей Лебединского ГОК от 1100 — 1250 .до

1200 — 1320 С, а степень диссоциации при этом изменяется соответственно с 3 до 40 и с 10 до 35%. 40

Металлургическая оценка окатышей по прочности и истираемости после восстановительно-тепловой обработки показывает, что эти показатели улучшаются по мере увеличения степени диссоциации. Наиболее значительное улучшение отмечено при степени 45 диссоциации более 30%. Снижение степени диссоциации менее 30% сопровождается ухудшением как прочности, так и истираемости. Уровень диссоциации более ЗОО/б обеспечивается при содержании кислорода в теплоносителе 2 — 8%, среднем температурном интервале обжига 1180 — 1220 С и продолжительности обработки окатышей около

0,8 — 1,2 мин.

Диссоциированный гематит образует в обожженных окатышах оболочку, размер ко- 55 торой определяется перечисленными выше

ВНИИПИ Заказ 4011/49

Филиал ППП «Патент», г. параметрами. Так, структурный и фазовый анализ обожженных окатышей показал, что при степени диссоциации более 30% размер оболочки диссоциированного гематита составляет 0,3 — 0,5 радиуса окатыша.

Применение предлагаемого способа позволяет повысить качество обожженных окатышей. Так, содержание мелочи класса—

0,05 мм (при испытании на истирание окатышей в барабане) снижается в 3 — 5 раз, прочность окатышей при восстановлении увеличивается на 10 25%. Проплавка окатышей с улучшенной внутренней структурой обесПечивает увеличение производительности доменных печей на 2 — 4% Экономический эффект при этом составляет более

40 тыс. руб. на 1 млн. т чугуна.

Способ обжига железорудных окатышей, включающий сушку, подогрев, обжиг при

1200 1400 С и содержании кислорода в газовой фазе 2 — 8О/О и охлаждение, отличаюи4ийся тем, что, с целью диссоциации гематита до 30 — 60% (абс.) на глубину 1/31/2 радиуса окатыша и улучшения качества готовой продукции, тепловую обработку при максимальных температурах ведут в течение 0,8 — 1,2 мин, причем при содержании кислорода в газовой фазе 2% максимальную температуру обжига устанавливают равной 1180 †12 С, при увеличении содержания кислорода в газовой фазе на каждый последующий процент максимальную температуру обжига увеличивают на 20 — 35 С.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Бережной Н. Н. и др. Производство железорудных окатышей. М., 1977.

2. Авторское свидетельство СССР № 486047, кл. С 22 В 1/24, 1973.