Способ получения металлизованного агломерата

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИН Ю И 1 3(59 С 21 В 13 0 АйИСНИЕ ИЭОБРЕтЕния ЕТЕПЬСТВ И АВТОРСКОМУ Р 23 В. Е. Ти Ивянски учно-ис ерной м ов следов таллу и 088. 8)Р 1173497,9.и Р 2197071,974.идетельство СССРВ 13/00, 1979. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Центральный нательский институт чим, И.П.Бардина(54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛИЗОВАННОГО АГЛОМЕРАТА, включающий нагрев зелеэорудных материалов горячимсзатым воздухом с последующим одновременным восстановлением и охлазде.йием восстановительным газом, о т Л йзч а ю щ и й с я тем, что, с цельюувеличения производительности установки и снизения расхода восстановительного газа путем увеличения степени его использования, охлаздениематериала осуществляют со скоростью110-150 С/мин в интервале температур 1350-1050 фС и скоростью 25-30 фС/минпри температурах низе 1050 ФС, - 1Изобретение относится к черной металлургии, а именно к способам получения металлизованного агломерата.Известен способ восстановления окатышей на конвейерной машине при 700-1000 вС смесью водорода и окиси 5 углерода 1 .К недостаткам этого способа относится высокий расход газа для восстановления и низкие скорости восстановления при указанных температурах. 10Известен способ, по которому через слой руды пропускают газовую смесь, содержащую окись углерода и водорода при более высоких температурах (1100-1300 С) 12, 15Однако превышение температур плавления эктевтик на основе эакиси железа приводит к оплавлению слоя материала и, как следствие, к увеличению продолжительности восстановления и расхода газа-восстановителя.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения металлиэованных (степень металлизации 60-80) окатышей, включающий нагрев материала горячим сжатым воздухом с последующим одновременным восстановлением и охлаждением восстановительным газом, по которому нагрев окатышей осуществляют в окислительной среде до 1250-1350 С с последующим. восстановлением и одновременным охлаждением материала со скоростью 35-100 С/мин до температур 900- :800 С 3 Д.35Недостатками известного способа являются невысокая степень металли- зации получаемого продукта и невозможность повышения ее, а также нерациональное использование скоростных 40 воэможностей процесса восстановления при снижении темпеатурьт материала в интервале 1350-800 С из-за постоянной скорости охлаждения.Целью изобретения является увели чение производительности и снижение расхода восстановительного газа путем увеличенчя степени его использования.Указанная цель достигается тем, 50 что согласно способу получения металлизованного агломерата, включающему нагрев железорудного материала горячим сжатым воздухом с последующим одновременным восстановлением и охлаждением восстановительным газом, охлаждение материала осуществляют со скоростью 110-150 С/мттн в интервале температур 13 50- 1050 С и скоростью 25-30 С/мин при температурах ниже 1050 С.60 Верхний интервал скоростей определен исходя иэ наибольшей интенсивности восстановления. При скорости охлажденитт более 150 град/мнн уттеттытта ется время пребывания материала при максимальных температурах, при скорости менее 110 град/мин появляющееся увеличенное количество жидкой фазы тормозит восстановление.Нижний интервал скоростей определяется завершенностью процесса. Охлаждение со скоростью более30 град/мин приводит к получению недовосстановленного продукта, медленное же охлаждение, меньше25 град/мин, неоправданно затягивает процесс.Восстановление железорудного сырья газами при указанных температурных режимах позволяет достигнуть максимальных скоростей реакции. По мере развития восстановления образуются значительные количества закиси железа, на основе которой образуются звтектики с температурой плавления ниже указанных температур. Это приводит к образованию больших количеств жидкой фазы, скорость восстановления и восстановимость которых значительно ниже твердофаэных окислов железа. Если восстановление отдельных ионов железа не представляет особого труда, восстановление анионных комплексов, содержащих окиси железа, весьма затруднено. С другой стороны, у окислов железа, находящихся в твердомсостоянии, реакционная поверхность в зависимости от пористости на несколько порядкт;тв выше, чем у жидкой фазы, а при газовом восстановлении этот фактор является решающим при прочих равных условиях. Поэтому присутствие жидкой фазы в количествах более 10 всегда является своеобразным тормозом процесса восстановления. Покрывает ли такая фаза зерна кристаллов или закрывает доступ восстановителя через поры к реакционной поверхности, результат один - снижается скорость восстановления. Охлаждение материала с постоянными скоростями не учитывает всех кинетических характеристик процесса. Из-за этого обычно степени восстановления не превышают 70-80, т.е. материал оказывается невосстановленным, а газ-восстановитель - перерасходуется.По предлагаемому способу охлаждение материала ведут с переменной скоростью одновременно с его восстановлением. Изменяющийся минералогический состав материала в процессе восстановления эа счет увеличения доли вюстита, иэ которого затем восстанавливается металлическое железо, влияет на температуру размягчения материала, снижая ее. Поэтому высокие скорости восстановления должны сопровождаться ьысокими скоростями охлаждения (110-150 С/мин),. так какмет. Примечание 1,20 100 72,8 1,85 Дальнейшеевосстановлениепри скоростиохлаждения25 С/мин 1350-1050 110 95,0 1,61 1,90 130 95, 0 1,96 89,3 2,01 1,57 160 85,0 76 1,54 2,02 35 68,0 30 77,2 25 95,0 20 96,0 1,31 Предварительное охлаждение со скоростью130 С/мин 1050-800 66 2,27 1,50 1,96 82 1,61 1,26 1,53 ВНИИПИ Заказ 4322/22 Тираж 540 Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 большие содержания появляющегося первичного вюстита создают условия для образования расплава. А при температурах ниже 1050 С, когда исключено образование жидкой Фазы, материал охлаждают с низкими скоростями 5 25-30 С/мин. Это позволяет обеспе- чить необходимое время пребывания материала при высоких температурах и тем самым дает воэможность получить материал с максимальной степенью 0 восстановления, Ведение процесса восстановления с переменной скоростью охлаждения при максимально возможной температуре с минимальным содержанием жидкой Фазы позволяет достигнуть 15 лучших технико-экономических показа" телей (производительность, расход газа) процесса.Предел температур после нагрева и окускования 1300-1350 С обуславли вается температурой начала размягчения железорудных магериалов. Конечная температура процесса 800 С определя.ется практическим прекращением восстановления и зависит от типа железорудного материала.П р и м е р. Способ опробован в лабораторных условиях в реакторе с площадью колосниковой решетки 0,1 м Шихту, состоящую из 98 суперконцент рата Леб 10 Ка и 2 коксовой мелочи, смешивают и окомксвывают в течение 5 мин. Затем шихта укладывается на колосниковую решетку реактора, высота слоя составляет 400 мм. Реактор герметично соединяют с газонагрева- телем, после чего в него нагнетается. сжатый воздух, который, проходя через корундовую насадку, нагревается до 1100-1200 ОС. Такие температуры дуТья обеспечивают зажигание твердого топлива шихты и ее агломерацию. Давление воздуха над слоем поддерживают в пределах 3-4 ати. Время спекания шихты 3 мин. После окончания процесса спекания температура спека равна 1300-1350 С. Затем после удаления свободного кислорода в системе (путем продувки газонагревателя и реактора нейтральным газом) в нее подают водородВостановление и одновременное охлаждение материала проводят в раэ" личных режимах. Результаты опытов представлены в таблице,Технико-экономические показатели предлагаемого способа: удельная производительность установки 1,96 т/и ч, степень металлизации продукта 93-95, расход природного газа 400 м /т. По известному способу при получении продукта с более низкой степенью металлиэации (70) удельная производительность составляет 0,56 т/м чг при расходе природного газа 583,9 м /г.3Таким образом, удельная производительность предлагаемого способа в 3,5 раза выше, а расход природного газа на тонну продукта ниже на 180 м .