Способ доменной плавки — SU 1199800 (original) (raw)
191 (1 9 А 5/О ЕТЕНИЯ ТВ ь железорудкатьппей и ановление ю щ и й с я ия произ- ения рас-, . угуна зааемости ллургичеса, Уральс нй инсти но-исслеащения иезных исдят окатымагнетитаХ от масс в А.Пахомов Михалеви 11-18. СССР 20.02.7 СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТ(22) 26. 11. 82(46) 23.12.85. Бюл, 9 47(71) Нижнетагильский метакий комбинат им. В.И.Ленинкий научно-исследовательсктут черных металлов и Научдовательский институт обогмеханической обработки полкопаемых(56) Сталь. 1978, У 1, с.Авторское свидетельствоУ 502941, кл. С 21 В 5/00,(54)(57) СПОСОБ ДОМЕННОЙ включающий загрузку в пе ной шихты из окисленных агломерата, нагрев, восс и плавление, о т л и ч а тем, что, с целью повыше водительности печи и сниж хода кокса на выплавку ч счет повьппения газопрони столба шихты, в шихту вв ши со степенью окисления 25-707 в количестве 25-75 шихты.Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при выплавке чугуна в доменных печах.ФЦель изобретения - повьццение производительности печи .и снижение расхода кокса на выплавку чугуна за счет повьццения газопроницаемости столба шихты.Поставленная цель достигается тем, что в смеси с агломератом используют окатьпци со степенью окисления магнетита 25-70 Е в количестве 25-753 от массы шихты.Сущность изобретения состоит в том, что частично окисленные окатыши, в которых при обжиге магнетит окислен ца 25-707., имеют достаточно высокую прочность при твердофазном восстановлении в условиях доменной печи, хорошую восстановимость и дают первичные шлаки с оптимальным содержанием закиси железа, обеспечивающем хорошую их жидкоподвижность и фильтрацию через коксовую насадку в узком температурном интервале, который совпадает с интервалом Фильтрации агломерата.Введение в шихту частично окисЭ ленных окатышей в.количестве 25-757. обеспечивает достаточную газопроница" емость верхней части столба шихты, где разрушается агломерат. При таком количестве окатыши также не образуют спеков в зонах твердофазного спекания. В результате обеспечивается высокая газопроницаемость столба шихты как в зоне твердофазного, так и в зоне пластично-вязкого состояния, что дает повышение производительности печей и снижение расхода кокса,Химический и минералогический анализ окатьцпей из качканарского концентрата приведен в табл. 1.Как видно из табл, 1, частично окисленные окатыши содержат железо в виде оксидов - гематита и магнетита, Указанное содержание в них РеО не свидетельствует о наличии вюститной фазы, а лишь символизирует присутствие магнетита, который для удобства принято представлять в виде РеО РеО, .В металлизованных окатышах, наоборот, отсутствуют фазы гематита и магнетита и все железо находится в восстановительном состоянии - в виде вюстита и металлического железа. Кроме того, частично окисленныеокатыши принципиально отличаютсятакже и от окисленных окатьццей, вкоторых железосодержащая фаза практи 5 чески полностью состоит только изгематита,Частично окисленные и окисленныеокатыши это два различных вида сырья.757. частично окисленных окатышейО в шихте вносят в доменную печь гематита 75:100 х 45 х 0,85 = 29%, (0,85доля железосодержащей Фазы в составе окатышей) и магнетита 75:100 х 55 хх 0,85 = 347.5 При использовании 757. окисленныхокатышей ими будет вноситься толькогематит в количестве 75:100 х 100 хх 0,85 = б 47.Для восстановления более окислен 20 ной шихты потребуется больший расходкокса, что наряду с более низкимиметаллургическими свойствами окисленных окатышей приводит к ухудшениюпоказателей доменной плавки по срав 25 пению с использованием частично окис- .ленных окатышей.Укаэанные технологические параметры предлагаемого способа обосновываются следующими фактами,З 0 Степень окисления частично окисленных окатышей, как показали исследования, влияет на прочность гранулпри восстановлении и их восстановимость. Показатели приведены в табл.2,З 5 Снижение степени окисления повышает прочность при восстановлении,но снижает восстановимость, особеннов интервале окисления на 25-207,который и определяет минималь-40ную степень окисления. МаксимальнаясТепень окисления определяется прочностью при восстановлении,Для больших доменных печей достаточной прочностью окатьццей при вос 45 становлении является 400-600 Н/окат.,Условия плавки на малых доменных печах удовлетворяют окатыши с прочностью около 200 Н/окат., что соответствует степени их окисления на 70750 В связи с этим приняты пределы окисления магнетита в окатышах 25-70 Е.При таких значениях степени окисления окатыши достигают уровня температуры размягчения, не разрушаясь,55 обеспечивая высокую газопроницаемость столба шихты.Железорудные окатьцпи в отличиеот агломерата обладают свойствомСодержаниеокатышейв шпхте, Х 100 75 50 25-28 Падениедавлениягаза вслое,кПа 106 99 95 92 3 1 спекаться в твердом состоянии в доменной печи при 1000-1200 ОС. Образующиеся спеки и конгломераты снижают газопроницаемость слоя шихты, для предотвращения образования которых в шихту вводится агломерат. Последний, разрушаясь при восстановлении в верхней зоне печи на сравнительно крупные кусочки размером 3-10 мм, по мере движения шихты проникает в слой окатышей, препятствуя их спеканию., При этом, как показали исследования, доля окатышей не должна превышать 75 ., так как ,резко повышается их спекаемость и сопротивление слоя шихты движению газа. Так, падение напора газа в нижней части печи при различной доле окатышей в шихте имеет следующие значения: Доля окатышей также не должна быть слишком низкой, поскольку агломерат разрушается и при большом количестве снижает газопроницаемость в зоне твердофазного восстановления,По результатам зондирования доменных печей полная замена агломерата неразрушающимися при восстановлении окатышей снижает падение напора газа в столбе шихты на глубину 14 м с 50,7 до 30,4 кПа. При этом ввод 25-28 . окатышей обеспечивает уже достаточное разрыхление слоя 4,шихты и снижает давление 40,5 кПа, Следовательно, минимальная доля окатьппей, при которой еще будет сохраняться достаточная газопроницаемость зоны твердофазного восстановления, должна составлять 25 ,Основным требованием технологни доменной плавки к высокотемпературным характеристикам железорудного сырья является узкий интервал температур размягчения, плавления и фильтрации продуктов плавки. Эти параметры должны совпадать по значениям у различных материалов, входящих в состав шихты. 199800 4Окисленные окатыши имеют темпера туру размягчения такую же, как у агломерата - 1150-1160 С, однако окатьппи плавятся при нагреве раньше(1360 ОС), а фильтруются хуже (14251490 С) чем агломерат (соответственно1395 и 1405-1435 С).Подвижность первичного шлаковогорасплава, зависит от содержания внем закиси железа (ГеО), Оптимальноесодержание РеО должно составлять7,0-8,5 , что характерно для агломератов. При плавке окисленных окатышей содержание закиси железа ниже исоставляет 5-6 . Частичное окислениеокатышей при обжиге способствуетобразованию в их структуре большегоколичества шлаковой Фазы на основефаялита. В связи с этим при плав"ленин первичный шлак содержит боль+ше закиси железа, что улучшает егоподвижность. Окатьппи со степеньюокисления магнетита 25-70 имеют впервичном шлаке 7,0-7,5 . закиси же-леза и температурный интервал филвтрации (1410-1445 С) примерно такойже, как у агломерата.Таким образом, способ доменнойплавки, при котором в шихте в смесис агломератом используют окатыши состепенью окисления 25-70 в количестве 25-75% от массы шихты, позволяет повысить газопроницаемостьстолба шихты в зоне твердофазного .восстановителя, твердофазного спека 35 ния и первичного шлакообразования,за счет этого существенно улучшитьтехнико-экономические показателидоменной плавки.П р и м е р. На доменной печи40объемом 1513 м , выплавляющей ваназдиевый чугун на агломерате и окатышей при соотношении в шихте 50;50,заменяют обычные окисленные окатышичастично окисленнымиЧастично окисленные окатьппи со- .,держат 16-183 закиси железа (степень окисления 41-33 ) и имеют проч.ность при восстановлении 300 Н/окат.Высота .столба шихты в доменной50печи, где происходиттвердофазноевосстановление, составляет около15 м. В нижней части столба на единичные окатьппи действует раздавливающее усилие около 180 Н/окат55 При осуществлении способа доменной плавки окисленные окатыши,имея прочность при восстановленииоколо 50 Н/окат., начинают интенсив"Окатыши Ре Реиет ГеО овь ческое железо Частичноокисленные 60 45 Нет 15 Нет Нет Металлизованные. 81.71 14 86 12 Нет Нет Окисленные 59 Нет 100 0,5 Нет Нет Нет Таблица 2 Свойства окатышей Показатели прн степени окисления, % 35 4550 20 70 Минимальная прочность при восста"новлении, Н/окат. 330 190 990 910 690 440 Восстановимость,"О /мин 0 52 0 87 1 09 1 23 1 25 1 26 1,32 ВНЙИПИ Заказ 7796/30 Тираж 552 ПодписноеФилиал ППП "Патент", г,ужгород, ул.Проектная, 4 3 11 но разрушаться в печи на расстоянии около 5 м от уровня засыпи. Разрушаясь, они дают не менее 80% фракции - 5 мм. Следовательно, нижележащая часть шихты высотой 10 м содержит 40% мелочи окатьппей, которая затрудняет равномерную фильтрацию газа через спой, обусловливает большие потери напора и низкую эффективность использованиягаза.При использовании йредлагаемого способа доменной плавки окатыши . не разрушаются в зоне твердофазного восстановления, так как их прочность вьппе, чем максимальные раз,давливающие усилия в столбе шихты. Столб шихты имеет высокую газопроницаемость, что увеличивает использование газа и тем самым повьппает 1 99800 6 производительность печи и снижает удельный расход кокса на выплавку чугуна. 1 В сравнении с известным способомдоменной плавки предлагаемый обеспечивает вывод из шихты 40% мелочи.При этом вывод из шихты 1% мелочи,загружаемой в печь, дает прирост 1 О производства чугуна и снижение расхода кокса на 0,3%. Поскольку вэтом случае мелочь выводится толькона 2/3 части высоты столба шихты,то коэффициент влияния мелочи сос тавляет 0,2%. Следовательно, применение предлагаемого способа вместоизвестного обеспечит прирост производства чугуна и снижение распадакокса на 40 х 0,2 = 8%.Таблица 1 Состав железосодержащей фазы, % Гематит Магнетит Вюстит Металли