Способ получения губчатого железа

(и)829628 Союз СоветскикСоциалистическииРеснубнии ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(72) Авторы изобретения Днепропетровский ордена Трудового Крйсного Знамени. металлургический институт(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГУБЧАТОГО ЖЕЛЕЗА Изобретение относится к черной металлургии, а именно к способам получения губчатого железа.Известен способ высокотемпературного получения губчатого железа из высококремнеземистой магнетитовой руды с низким содержанием глинозема, предусматривающие предварительное офлюсование для предотвращения образования при восстановлении руды шлака типа ГеО 10 Для этого концентрат из такой руды смешивают с флюсом и получают скатыши основностью примерно 1, после чего окатыши обрабатывают в восстановительной атмосфере при 1000- 300 С Г 13 .Недостатком этого способа является ограниченность его применения и использования только для руд укаэанного класса, Кроме того, данный способ не исключает возможность накопления большого количества закиси железа при восстановлении, что приведет к снижению температуры размягчения и слипанию окатышей, а следовательно, к уменьшению производительности агрегатов.Наиболее близким по техническойсушности и достигаемому .результатуявляется способ получения губчато. го железа, по которому окатыши,состоящие из смеси концентрата твердого топлива и флюса, сушат, пропуская нейтральные газы с температурой150-35 С и нагревают до 538-093 С,пропуская горячие не вступающие вреакцию газы, содержащие не более5 вес.7 кислорода, Далее шихту Юнагревают до температуры не более1315 оС и металлиэируют, пропуская через нее те же газы. Нагрев производятв течение времени, достаточного дпявосстановления 60-.907. химическисвязанного железа 121.Недостатками этого способа являются низкая производительность икачество окатышей, поскольку ис8296 О 15 20 25 30 35 40 50 55 пользование в качестве восстановителя твердого топлива препятствует получению окатышей высокой прочности,а также вносит с собой золу и вредные примеси, в частности серу,Цель изобретения - увчцчениепроизводительности процесса и улучшение качества окатышей.Поставленная цель достигаетсяэа счет того, что нагретые окатыши, содержащие 7-147. твердого углерода, восстанавливают до содержания остаточного углерода 1,4-4,27при температуре изотермической выдерожки в интервале 1120-1220 С, прямо пропорционально изменению основности окатышей от 0,2 до 1,5, послечего довосстановление ведут газамипри 1250-1350 С, при этом при измеонеыии основности с 0,2 до 1,5 температуру изотермической выдержкипрямо пропорционально изменяют с1120 до 1220 С. При выдержке окатышей, содержащих 7-147 твердого углерода, в нейтральной по отношению к металлическому железу атмосфере за счет восстановления углеродом образуется жесткий каркас свежевосстановленного.железа, позволяющий вести процесс довосстановления газами, содержащими окись углерода и водород, при 1250- 1350 С без нарушения. структуры слоя, снижения скорости фильтрации газо- восстановителя и снижения производительности агрегата по сравнению с теоретической. Температурный режим выбирается в зависимости от изменения основности окатышей и обеспечивает восстановления их твердым углеродом без образования чрезмерного количества жидких фаз, что ведет к устранению слипания окатышей. При основности окатышей 0,2 наиболее оптимальной температурой является 1120 С, а для основности 1,5-1220 С. Изменение температуры в этом интервале (1120-1220 С) на- . ходится в прямой зависимости от из- менения основности в пределах 0,2- 1,5 Количество твердого углерода в окатышах ограничено верхним пределом 147 из условия сокращения содержания золы и серы в готовом продукте и нижним - 77. из условия степени развития прямого восстановления. После окончания изотермической выдерж 78 41 ки восстановление оставшихся окислово железа ведут газами при 1250-1350 С.Верхний предел температуры газово1350 С ограничсы температурой плавления железного каркаса при науглероживаыии, а нижний (1250 С) снижением скорости восстановления.Образование жидкой фазы из шлакообразных окислов при этих температурах не приводит к слипанию окатышей в слое, поскольку ее количество недостаточно для пропитки всего окатыша. Кроме того, количество шлака уменьшается с развитием процесса восстановления. Смачцвание шлаком железного каркаса увеличивает дос.тупную газу-восстановителю поверхность окислов расплава, увеличивая тем самым скорость восстановления,П р и м е р 1. Шихту основыостью 0,2, состоящую из 87. концентрата СевГОКа, 127. углерода и 77, возврата металлизованных окатышей, смешивают в, течение 3 мин, окомковывают до достижения окатышами размера 8-14 мм.и загружают на колосники конвейерной машины высотою 250 мм. Затем окатыши сушат при 350 С путем просасываония продуктов сгорания природного газа через слой окатышей. Скоростьфильтрации газа составляет 1,2 м /м.с. Время сушки 5 мин, Поступающие в зону подогрева окатыши ыагревают до 1120 оС дымовыми газами, не содержащими свободного кислорода, скорость фильтрации которых составляет О,7 м/мс. Время нагрева 10 мин. В зоне восстановления производят изотермическую выдержку в нейтральной по отношению к металлическому железу атмосфере, создаваемую путем просасывания через слой окатышей продуктов горения природного газа при коэффициенте избытка воздуха с=0,7. Температура выдержки 120 С,й скорость фильтрации 0,5 м/м с, вре 2 мя выдержки 16 мин, степень металлизации окатышей 607. В зоне довосстановления окатьппи восстанавливают продуктами конверсии природногогаза, содержащими 537 Н и 317. СОпри 350 С,Время восстановлениямин. Расход газа 0,5 м/м с. Конечная сте"Ъ 2пень металлиэации 907. Затем окатышиохлаждают в токе смеси азота и охлажденных дымовых газов до 100 С,О Скорость фильтрации составляет52,0 м /мс, время охлаждения 10 мин.П р и м е р 2. При производствеокатышей основностью 1,5 в шихтудополнительно добавляют известняк.Порядок операций и газотемпературные режимы по,длине конвейерноймашины остаются такими же, как ипо примеру 1 за исключением изотермической выдержки. При основиости окатышей 1,5 оптимальная температура изотермической выдержки1220 С. Увеличение температурыовыдержки от 1120 С при основностиокатьппей 0,2 до 220 С при основности 1,5 позволяет интенсифицировать процесс восстановления окислов железа твердым углеродом, чтосокращает время выдержки до 8 минпри снижении расхода газа на 40%,Качественные характеристики выходного продукта в обоих примерах одинаковы. Отсюда вытекает целесообразность использования окатышейосновностью 1,5 с дальнейшим переделом их в сталеплавильной промьппленности, нуждающейся в высокоосновном сырье с низким содержаниемвредных примесей.Предлагаемый способ не требуетзначительных капитальных затрат иможет быть легко осуществленвпромышленных условиях,Использование способа получениягубчатого железа по данной технологии за счет увеличения производительности агрегатов позволяет получить экономию в сумме 171500 р. в год(без учета эффекта от примененияокатышей повышенного качества в сталеплавильном производстве Введениепроцесса довосстановления газами при1350 С позволяет сократить времяопроцесса с 30 до 5 мин. С учетомвремени, необходимого на сушку (15), Формула изобретения Способ получения губчатого железа, включающий сушку, нагрев, вос становление и охлаждение углеродсодержащих офлюсованных окатышейгазами, содержащими окись. углеродаи водород, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью увеличения проиэ водительности процесса и улучшениякачества окатышей за счет предотвра,щения нарушения структуры слояи снижения содержания серы в них,восстановление окатышей, содержащих 30 7-14% углерода осуществляют досодержания углерода 1,4-4,2% при1120-1220 С, а затем довосстанавлиовают при 1250-1350 С, при этом приизменении основности окатьппей от0,2 до 1,5 прямо пропорционально изменяют температуру при восстановлении с 1120 до 1220 С. 35 Источники информации,40 принятые во внимание при экспертизе1. Патент США ф 390786, кл. 75- .34, 1975,2. Патент США Ф 3264091,кл. 75-34, 1966. 829678оподогрев (10) и охлаждение (15)окатьппей, весь цикл займет 40 мин.При обычной технологии, т.е. восстановлении окислов железа толькотвердым углеродом при 1100 С (температура, при которой отсутствуютрасплавы) весь цикл занимает 53 мин,таким образом, увеличение производительности составит 24,5%. В случаеО восстановления на конвейерной машине условно-постоянная расхода составит 0,7 р. на 1 т губчатого железа.Составитель А. СавельевРедактор А. Долинич Техреду Л.Пекарь Корректор И. ДемчукЗаказ 3181/45 Тираж 618 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035 д Москва ЖРаушская наб.д д. 4/5филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная 4