Способ получения металлизованного продукта из концентратов

(504 С 21 ТВ л,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ НИЕ ИЗОБР АВТОРСКОМУ СВИДЕТ(7) Донецкий ордена Трудового Краного Знамени политехнический киститут(54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЕТАЛЛИЗОВАННОГО ПРОДУКТА ИЗ КОНЦЕНТРАТОВ, включающий смешивание порошкового рудного концентрата с углеродистмч восстановителем, окомкование, нанесенное на окомкованный материал оболочки иэ твердого углеродистого восстановителя фракции +1 мм, сушку, восстановительный нагрев до 1100- 1200 С, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снюкения энергоемкости процесса металлиэации, восстановительный нагрев до 1100-1200 С осуществляют постадийно, причем нагрев до температуры 600-700 С проводят в окислительной атмосфере в ино1 тервале 700-900 С - в восстановительной атмосфере, а последующий нагрев до 1100-1200 С - в окислительной атмосфере.12344Изобретение относится к способампроизводства губчатого железа из концентратов или других материалов, содержащих окислы железа, и может бытьиспользовано в черной металлургии 5для получения высококачественногосырья для электросталеплавильных печей и электрошлакового переплава,Целью изобретения является снижение энергоемкости процесса металли- Озации,Сущность предлагаемого способазаключается в том, что нагрев смесиконцентрата со стехиометрически необходимым количеством углеродистого 5овосстановителя до 100-1200 С обеспечивает восстановление концентратадо степени металлизации 95-977., Выполняется данное условие в случаеизоляции фронта восстановительных 20реакций от средства окислительноговоздействия, При применении органических топлив окислительный потенциал атмосферы понижают путем значительного надежного энергоносителя, 25что влечет за собой его повышенныйрасход. Предложенный способ позволитсущественно сократить удельный расход топлива, так как недожог предусматривается только в диапазоне 700- ЗОо900 С, а протекание восстановительных реакций обеспечивается независимо от наличия в рабочей атмосферекислорода, не допуская при этом вторичного окисления железа. Это становится возможным эа счет наличия вокруг каждого брикета микроатмосферыиэ СО, создаваемой путем взаимодействия углерода защитной оболочки сатмосферой печи. 40Дополнительно к указанной микроатмосфере, предохраняющей его верхние слои от окисления, внутри брикетасоздается избыточное давление газовойфазы, состоящей иэ СО, образующейся ,в результате восстановительных реакций,Причем, если для эффективного восстановления оксидов необходима болеереакционноспособная мелкая фракциявосстановителя, то защитная атмосфераобеспечивается, главным образом,крупной фракцией, которая расходуется медленнее, чем и обуславливаетсяее воздействие до заключительной55стадии восстановления,Механизм взаимодействия углеродазащитной оболочки по стадиям нагрева. 8 1При нагреве брикетов ниже 600 о,00 С углерод с кислородом реагируетеше очень слабо, поэтому даже прикоэффициенте сжигания газа сс =1,1углерод защитной оболочки практическине расходуется, предохраняя в то же время частички уже в некоторой мере восстановленных оксидов от вторичного окисления, Такой режим работы позволяет полностью испольэовать энергетический потенциал теплоносителя, что способствует его экономии, Поддержание окислительной атмосферы вьпдео700 С приводит к холостому расходууглерода оболочки, что влечет нарушение одностороннего протекания восстановительных реакций на заключительной стадии,оВ диапазоне температур 700-900 Сскорость восстановления оксидов углеродом существенно ниже, чем скорость окисления углерода кислородом,Поэтому, с целью сохранения защитного слоя до наступления основнойфазы восстановительного процессафазы интенсивного развития восстано-вительных реакций в указанном температурном интервале целесообразно.поддерживать восстановительную атмосферу. Так как продолжительность этой стадии нагрева составляет всего 10- 157 от полного времени процесса, тонедожег газа на этом этапе полностьюкомпенсируется на заключительном этапе восстановления, Расширение данного температурного интервала как в ту, так и в другую сторону увеличиваетрасход теплоносителя, Заключительныйэтап - этап максимальной интенсивности восстановительных реакций как по продолжительности, так и по энергопотреблению в единицу времени - является основным в технологическом процессе, Таким образом, сохранениезащитных функций углеродистой оболочки до момента, когда она дает максимальный эффект также является средством экономии энергоресурсов,При нагреве свыше 900 С, т,едоо о1100 - 1200 С скорость восстановления оксидов железа углеродом и скорость взаимодействия углерода с кислородом и СО соизмеримы и при наличии кислорода в атмосфере углерод расходуется так же быстро, как и восстанавливаются оксиды, Однако, в связи с тем, что компенсация теплового эффекта реакций восстановления требует боль2344 Составитель В, ГребенннковРедактор Н, Слабодяник Техред В.Кадар Корректор С, Черни Заказ 2955/31 Тираж 552 ПодписноеВНИИПИ Государствнного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д,4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ших затрат энергии, чем физический нагрев брикетов, именно на этом этапе целесообразно использование полного теплового потенциала энергоносителя. Наличие углеродистой оболочки, защищающей железо от окисления, дает возможность сжигать топливо прн=1,1, чем достигается его значительная экономия, Сохранение оболочки до окончания процесса восстановления О обеспечивается применением для формирования защитного слоя углерода крупных фракций -10+1 мм. Этим самым существенно снижается его реакцион ная способность по сравнению с угле родом, выполняющим функции восстановителя фракция - 0,074 + О ммТаким образом, наряду с экономией энергоносителя достигается стабилизация технологического процесса, 20Способ иллюстрируется следующими примерами его осуществления,П р и м е р 1, Лебединский концентрат с содержанием Ге= 697 смешали в пропорции 5:1 с антрацитовым штыбом фракции - 1,25+0 мм, Полученную смесь сформировали в брикеты диаметром 100 мм, высотой 300 мм и покрыли слоем антрацитового штыба фракции -1 25 + 1 мм, Брикеты просуошивали при 150-300 С и загружали в туннельную печь восстановления, где во течение 2 ч нагревали до 700 С в окислительной атмосфере при коэффициенте сжигания газа М =1,1, Затем брикеты переместили в зону с восстанови 38тельной атмосферой, которая обеспечивалась путем сжигания газа прис, = 0,65, Здесь в течение часа брикеоты нагрели до 900 С и переместили взону, где нагрев осуществляли приоес = 1, от 900 до 200 С в течение3 ч. Восстановленные брикеты охладилив камере охлаждения за счет рециркулирующего восстановительного газа доо150-200 С и подали на разгрузку. Степень металлизации полученного продукта составила 98,27, расход природногогаза - 200 м /т, расход антрацитовогоЭштыба - 250 кг/т, количество остаточного углерода - 1,12,П р и м е р 2, В условиях примера 1 брикеты покрыли слоем антрацитового штыба фракции - 5,65 + 5 мм.Степень металлизации полученного продукта составила 93,17., количествоостаточного углерода - 1,67, расходприродного газа - 200 м /т, расходЭантрацитового штыба - 258 кг/т.П р и м е р 3. В условиях примера 1 брикеты покрыли слоем антрацита фракции - 12,5 + 10 мм, Степеньметаллизации полученного продуктасоставила 94,97, расход природногогаза - 200 м /г, расход антрацита265 кг/т, количество остаточного углерода - 1,9 У.Предложенный способ получения ме-.таллизованного продукта из концентратов позволяет повысить эффективностьпроизводства путем снижения энергоемкости процесса на 10-15 Х,