Способ прямого восстановления железорудных материалов в реторте

(19) 5 С 21 В 13/О ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР 3 ИС 008 ЩУОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Институт высоких температур АН СССР и Череповецкий металлургический комбинат(56) Юсфин Ю.СДаньшин В,В., Пашков Н, Ф. и др. Теория металлизации железоруд. ного сырья, М,:Металлургия, 1982, с, 160 - 162.Вегман Е,Ф. Новые процессы выплавки металла и контроля, М.; Минск, 1979, с. 30,Изобретение относится к металлургии,в частности к способам прямого получениянизкоуглеродистого губчатого железа.Цель изобретения - получение губчатого железа с содержанием углерода менее0,2%,На чертеже приведен график, поясняющая предлагаемый способ.Экспериментально было определеноминимальное время восстановления окатышей при разных температурах восстановительного газа (кривая АС на чертеже), Притемпературе восстановительного газа менее 880 С (точка А) содержание углерода впродуктах восстановления оказывается, больше 0,20, даже если материал восстановлен за минимально возможное время. Ж 1677065 А(54) СПОСОБ ПРЯМОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗОРУДНЫХ МАТЕРИАЛОВ В РЕТОРТЕ(57) Изобретение относится к металлургии, в частности к способам прямого получения низкоуглеродистого губчатого железа. Цель изобретения - получения губчатого железа с содержанием углерода менее 0,2 , Сущность способа прямого восстановления железорудных материалов в реторте состоит в том, что на восстанавливаемый материал при 800 - 1100 С действуют восстановительным газом в течение отрезка времени, равного 0,5+(Т)110 ч, а затем охлаждают инертным газом или водородом. Использование изобретения позволяет получать губчатое железо с содержанием углерода до 0,2;4, 1 ил. Представленная на чертеже заштрихованная область параметров проведения восста- ф новления т - Т соответствует условиям, при О которых металлизованный продукт содержит менее 0,2 о, углерода. Температуры восстановления ограничены сверху С значением 1100 С (ВС), время восстановления снизу ограничено минимально воз- ц можнцм т мин (АС), Максимальное время восстановления, т.е. время восстановления, при котором продукт содержит 0,2; углерода, определено в проведенных опытах для разных температур восстановительного газа (АВ). Условие на максимально допустимое время восстановления при температуре восстановительного газа 880-1100 С может быть записано в следующем виде;Т - 880где Т - температура восстановительного газа,С,Для каждой температуры восстановительного газа существует некоторый удельный (на 1 кг исходных материалов) расход,Авосстановительного газа 6, при котором время восстановления слоя материалов будет макс . Величина 6 зависит от состава восстановительного газа и свойств восстанавливаемого материала, поэтому она должна быть определена в каждом конкретчом случае отдельно. Условие гт, эквивалентно условию 68т,е, обеспечению достаточно большего расхода восстановительного газа,Стадия охлаждения металлизованного продукта должна быть проведена либо инертным газом, либо водородом, во избежание науглероживания материала за счет содержащихся в газе С 0 или СН 1.Способ осуществляют следу:ощим образом,Предварительно нагревают исходный загруженный в реторту железорудный материал до температуры в предлагаемом интервале, затем производят прооувку реторты восстановительным газом с температурой 880-1100 С, полученным в результате конверсии природного газа, с расходом, обеспечивающем восстановление всего материала за время, удовлетворяющее предлагаемому условию, заем охлаждают восстановленный материал инертным газом или водородом.Способ осуществлен на экспериментальной установке, включающей в себя высокотемпературный регенеративный нагреватель ВТРН), соединенный трубопроводом с ретортой, В ВТРН осуществляют высокотемпературную паровую конверсию природного газа при стехиометрическом соотношении компонентов. В.результате получают горячий восстановительный газ с составом, близким к восстановительному газу, используемому по способам Мидрекс и Хил, Продукты конверсии после ВТРН охлаждают до 750 - 1100 С и подают в реторту, загруженную железорудным материалом, предварительно разогреть 1 м до 700 - 1100 С. Предварительный разогрев материала в реторте производят продуктами сгорания с помощью отдельной камеры сгорания ипи различными горячими газами, поступающими иэ ВТРН, Кинетику восстановления и науглероживания исследовали с помощью специальных пробоотборников, помещенных в слой железорудного материала, Восстанавливаемым материалом являлись 5 10 15 20 25 30 35 40 50 55 различные окатыши. Масса загрузки окатышей 20 кг. Исследованные режимы восстановления различались расходами восстановительного газа и температурой восстановления, Расход восстановительного газа изменялся в пределах 10 - 100 нормальных л/с. Восстановление прекращали при достижении степени металлизации окатышей 92-95, Металлизованный продукт охлаждали азотом,П р и м е р. Разогрев слоя окатышей в реторте производят до температуры в сечении, куда будет подан восстановительный газ, 820 С, Температура восстановительного газа, поступающего в реторту, 900 С, Расход восстановительного газа 0,58 нормальных л/с на 1 кг исходных окатышей. Время восстановления 50 мин. Содержание углерода в губчатом железе 0,22 - 0,25.При расходе 1,33 нормальных л/с время восстановления 30 мин, а содержание углерода 0,15 - 0,18 ОНа рафике приведены данные по содержанию углерода для различных температур и расходов и указано время восстановления.Выполнение способа восстановления железорудных материалов согласно изобретению позволяет получать чистое губчатое железо с низким, менее 0,2 0, содержанием углерода. Такое губчатое железо не может быть получено известными способами прямого восстановления, Технико-зкономическая эффективность способа определяется реэульгатами дальнейшего использования металлизованного продукта, Уникальные свойства такого продукта позволяют использовать его для получения различных специфических видов металлургической продукции,Формула изобретения Способ прямого восстановления железорудных материалов в реторте, включающий разогрев исходного материала, восстановление его путем продувки горячим восстановительным газом, полученным конверсией природного газа, охлаждение металлиэованного продукта, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью получения губчатого железа с содержанием углерода менее 0,2, нагрев исходного материала в месте подачи восстановительного газа производят до 800 в 11 С, восстановлениеТ - 880 проводятвтечениевремени 0,5+ 110 ч где Т - температура восстановительного газа, "С, а охлаждение металлизованного продукта осуществляйт инертным газом или водородом,1677065 юо т фс оставитель А.Сэвельехред М.Моргентал Редак Корректор А.Осауленко Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 Заказ 3083 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раущская наб., 4/5