Способ получения губчатого железа

пц 499305 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 01.03,72 (21) 175568522-2 с присоединением заявкиГосударственный кемите Совета Министров СССР по делам изобретенийи открытий: 622.7 (088.8 оллетеньисания 08.04.7 2) Авторы изобретения В. И. Кармазин, Л. П. Брусов, Н. И. Красавцев,Н. А. Малецкий и В. Г. Бельченко Донецкий научно-исследовательский институт черной металлургии и Днепропетровский горный институтЗаявител СОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГУБЧАТОГО ЖЕ Изобретение относится к прямому получению железа из концентратов или других материалов, содержащих окислы железа, путем восстановительного процесса.Известен способ прямого получения губчатого железа во взвешенно-,кипящем слое из тонкоизмельченных концентратов и руд. Однако он характеризуется ограничением получения губчатого железа со степенью металлизации не выше 90%, при большей (свыше 90%) степени металлизации экономичность его резко снижается из-за необходимости выполнения установки большей высоты (свыше 30 м) и повышенного расхода газа.Для,повышения степени металлизации и производительности установки предлагается частично восстановленный материал подвергать уплотнению в восстановительной атмосфере и затем одновременно по зонам производить индукционный нагрев и науглероживание наружной корки при 950 в 10"С.Сущность способа заключается в том, что полное восстановление губчатого железа из окислов осуществляют в индукционной электрической печи за счет сажистого углерода, осажденного на частичках металлического железа при крекинге газа, подаваемого во взвешенно-кипящий слой наряду с газом-восстановителем, при непрерывном поступлении из реакторов металлизации со взвешенно-кипящим слоем нагретого до 850 - 900 С и частично металлизованного (на 80 - 90%) концентрата и вытяжки спеченного, полностью восстановленного (свыше 98%) губчатого желе за в виде заготовки из тигля индукционнойпечи посредством затравки и вытяжных валков. Природный газ, поступающий в тигель, разлагается на поверхности, а сажа служит смазкой при протяжке губчатого железа 10 через тигель и обеспечивает восстановительную атмосферу в нем.Поверхностная корка, образующаяся нагубчатом железе, выдаваемом из индукционной печи, представляет собой плотную, сплав ленную, науглероженную сталь, а середина -мягкое губчатое железо. Такая структура заготовки обуславливает экономичность дальнейшего ее передела в сталь при электрошлаковом переплаве и прокатке. Поверхностный слой достаточно пассивирован за счет образовавшегося цементита и высокой температуры (1050 С), создаваемых на поверхности заготовки в индукционных печах. Этот слой предохраняет губчатое железо от вторичного окисления и исключает необходимость специальной операции по пассивации губчатого железа, получаемого при сравнительно низкой температуре восстановления (850 С), Водород и окись углерода, образующиеся в результате 30 крекинга природного газа и восстановленияокислов сажистым углеродом в тиглепоступают нагретыми до 950 С и выше в установку частичной металлизации во взвешенно-кипящем слое, обогащая газ-восстановитель, и полностью используются в восстановительных процессах,На чертеже представлена технологическая схема процесса.Подсушенный концентрат посредством тарельчатого питателя 1 подают в поток газа с температурой 700 - 800 С, отходящего из реактора металлизации во взвешенно-кипящем слое, и транспортируют этим газом по газовому лифту 2 через поворотный циклон 3 в реактор металлизации 4. В процессе транспортирования концентрат окончательно сушат, нагревают и частично восстанавливают. В реакторе 4 концентрат перемещается в потоке газа, проходя газовый затвор 5 и нисходящий трубопровод 6, Газ-восстановитель подают в нисходящий трубопровод через байпасное устройство газового затвора 5 и диафрагму, расположенную в нижней части камеры 7. В камере 7 материал движется в верхнюю часть реактора и поступает в классификатор, где, нагреваясь до 800 в 8 С, восстанавливается до закиси железа. В классификаторе материал классифицируется по газодинамическим свойствам (скоростям витания) по противоточным камерам 8, 9 и 10. В противо- точных реакторах материал металлизируется во взвешенно-кипящем слое газом-восстановителем с температурой 700 - 800 С, поступающим через фурменные устройства 11, расположенные в нижней части противоточных камер 8, 9 и 10. Отработанный газ-восстановитель из,противоточных камер и камеры 7 поступает через классификатор в нисходящую камеру 12 и осадительные камеры 13, откуда коллектор и трубопровод 14 отходящего газа направляют его в питатель 1, Полностью отработанный газ из поворотного циклона 3 постувает на газоочистку. Металлизованный на 80 - -90 концентрат, имеющий температуру 830 - 900 С из приемников 15 противоточных и осадительных камер, поступает в формирующее заготовку валковое устройство 16 индук ционной электропечи. Этим же устройствомзаготовку направляют в тигель 17 первого индуктора 18, в котором ее нагревают до образования на поверхности спекшейся корки.Через фурменное устройство 19 на опекшуюся 10 корку губчатого железа подают природныйгаз, предварительно нагретый в охладителе 20 заготовки и в охлаждаемой рубашке тигля 21. Природный газ, попадая на губчатое железо с температурой свыше 950 С, подвергается 15 крекингу по реакции:СН -+ пС+ - тН, - ф. Выделившийся сажистый углерод является 20 дополнительным активным восстановителем исмазкой, позволяющей осуществлять свободную протяжку заготовки через тигель индуктора 18 или 22. Реакция крекинга природного газа - эндотермична, поэтому при подаче 25 природного газа на губчатое железо несколько снижается температура корки заготовки.Благодаря этому и выделению сажистого углерода исключается,приваривание корки губчатого железа к тиглю и валкам.ЗОФормула изобретенияСпособ получения губчатого железа из тонкоизмельченных материалов, включающий их 35 предварительное уплотнение и термообработку газообразным восстановителем, о тл и ч а- и щи й с я тем, что, с целью повышения степени металлизации и производительности установки, частично восстановленный материал 40 подвергают уплотнению в восстановительнойатмосфере и затем одновременно по зонам производят индукционный нагрев и науглероживание наружной корки при 950 - 1050 С.4993 О 5 д.1015арственного ко о делая изобр 35, Москва, Ж каз 504 дписное Тир митета Совет етенпй и откр 35, Раушская ЦНИ ос ипография, пр. Сапуно 0 щрийпаиниу гз едактор Л. Тюр ставптель А Техред Е. П аритоно урушин екторы: Л Брахи и А. Галах