Способ обжига железорудных окатышей — SU 834165 (original) (raw)
ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическикРеслублик и 11834165Опубликовано 30,05.81. 53) УДК 669 1 :622,782.42 (088 етеньлв делам лзввретени вткрытий а опубликования описания 05.05.81 В. М. Абзалов, Ю. Г в, Ю. С. ЮсфинТ. Н Дюльдин и В. Я. Д Яроще о, БазйййВМЯ гбЮй.".; -т:;,И. Клейн, Р. Ф. КузнецА. Тверитин, В. П. Троф С. В. Шаврин, А. М) Авт изобр ии Всес ыи научно-исследовательскии инститметаллургической теплотехники дл 1) Заивител А ЖЕЛЕЗОРУДНЫХ ОКАТЫШЕЛ(54) СПОСОБА О 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 - 5 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, вслед ствие отсутствия оптимизации его температурного режима, а также в отсутствии возможности получения окатышей с повышенным содержанием в них ГеО.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ об О жига железорудных окатышей, включающий сушку, подогрев, высокотемпературный обжиг при 1300 - 1380 С и содержанием кислорода 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 ГеО (порядка 1,5 - 3,0%) существенно понижает их прочность при восстановлении, чрезмерно высокая продолжительность (2 - 3 мин) выдержки слоя окатышей при высоких температурах увеличивает расход тепла на процесс; выдержка слоя окатышей при температурах 1150 в 12 С приводит к дальнейшему снижению содержания ГеО в готовой продукции и, следовательно, к снижению ее качества. 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 4шем увеличении температуры (более чем на 35 С) степень диссоциации уже не возрастает, а расход топлива на процесс увеличивается.Сущность изобретения заключается воптимизации температурно-временного режима обжига окатышей для конкретного химсостава газового теплоносителя, просасываемого через слой в зоне термообработкиПример. Сырые железорудные окатышизагружают на обжиговую машину и после довательно подвергают сушке, подогреву ивысокотемпературному обжигу. В качестве газового теплоносителя в зоне обжига с мак.симальными температурами используют рециркулируемые из остальных технологических зон отходящие газы. Посредством отбора пробы рециркулируемого газа и его последующего анализа устанавливают содержание кислорода в газе. Например, при содержании кислорода в газе-теплоносителе 5/о максимальная температура составляет 20НЯ 3220 + 2035 (5 2)2 2 25 30 35 40 45 50 55 матита, Причем на каждый последующий пропричем при содержании кислорода в газовой фазе 2/о 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/о (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 в 12 С приводит к их глубокому окислению (содержание ГеО 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/о максимальную температуру обжига следует устанавливать в пределах 1180 - 1220 С. При меньшей температуре (менее 1180 О 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 гецент приращения содержания кислорода в газовой фазе (начиная с 20/О) максимальную температуру обжига следует увеличивать на 20 - 35 С. При меньшем увеличении температуры (менее чем на 20 С) снижается содержание ГеО в готовой продукции и качество окатышей ухудшается. При больЭту 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 в датчику скорости движения обжиговой машины. При изменении содержания кислорода в газовой фазе (например, уменьшение на 1%) 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, ар. гона и углекислоты и устанавливают ее по содержанию кислорода, равному 0; 2,5; 7,5;15,0; 21 и 40 О/О. 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 кисСте- пень Прочность после вос становления,кг/ок Содержание ракции 50 мм Температура начала диссоциации гематита, с Температурный интервал диссоСте- пень Содержа.ниефракции-0,5 мм Прочность после вос Содержание кисдиссоциации,7 становлелородав газовой фазе,7 диссоциации,7 лородав газовой фазе, Х циации гематита,С ния,кг/ок 103 65 1,5 1060-1210 35 2,5 2,1 2,5 1110 40 96 1,3 1140-1290 7,5 49 1180 33 30 2,4 1,65 7,5 18 2,3 1160-1310 20 15,0 58 3,4 21,0 1200 12 1180-1330 21,0 40,0 1 О 10 3,7 1220 31.2,6 Нижний предел температурного интервала относится к началу диссоциации, а верхний - к температуре обжига. 20 5 30 Формула изобретения Тираж 68 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, образованиеоднокальц 4 евого феррита (СаО ГеаОл) ведет к снижению температуры диссоциации ГеаОз 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 40и с 10 до 35%, 40Металлургическая 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 30% обеспечивается при содержании кислорода в теплоносителе 2 - 8%, среднем температурном интервале обжига 1180 в 12 С и продолжительности обработки окатышей около 0,8 - 1,2 мин.Диссоциированный гематит образует в обожженных окатышах оболочку, размер ко торой определяется перечисленными вышеВНИИПИ Заказ 4011149Филиал 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 в 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 - 8,о и охлаждение, отличаюи 4 ийся тем, что, с целью диссоциации гематита до 30 - 60% (абс.) на глубину 1/3- 1/2 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 - 1220 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 СССР486047, кл. С 22 В 1/24, 1973.