Способ получения металлизованного продукта

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 09 (Щ 1 В 13/1 М 59 ГОСУДАРСТВЕННЬЙ КОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(21) 3530717/22-02 . ,суперконцентрата и измельченного(22). 040183 . . губчатого железа, обжиг и последую- (46) 07.92.84. Бюл. Р 5 : щее восстановление окислов, о т л и- (72) Л,З.Ходак, В.М.Машков, ч а ю щ н й с я тем, что, с целью .В;Я.Лядоза, Ю.И.Борисов, Т.Я.Малы-. предотвращения разрушения окускованшева, Л.А.Петров и А,А.Харнтонов ного материала в процессе восстанов: (71) Институт металлургии :. ления посредством формирования в им. Ь.А.Байкова. нем вюститной связки и металличес- (53) 669.181.423(088.8) , кого каркаса на ее основе, а также (56) 1. Патент США Р 2793109, предотвращения, загрязнения готового кл, 75 3 1957. продукта примесями,. обжиг материала2. Патент Польши Р 45779, осуществляют в нейтральной по отнокл. 18 а 1/24, 1962. - . шению к вюститу .атмосфере при 8003. Патент США В 3598569,, 900 фС в течение 20-40 мин, а послекл 75 р 3, 1971. дующее восстановление до железа4, Шейк Г Венцель В Майер Е, осуществляют в водороде при 750фЧерные:металлы, 1970, В. 13, . 850 фС. е . с.:28-35. 2. Способ по и. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что измельченное (54)(57) 1, СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МВТЬЛ". губчатое железо вводят в количест- ЛИЗОВЬННОГО ЙРОДУЕТА, включаюций . . ве 3-10 от веса шихты и оно содер- С, окускование смеси из магнетитового . жит 40-100 фракции мельче 0,05 мм.Изобретение относится к металлур гии черных металлов, в частности к получению окускованных металлиэо-, ванных материалов - агломератов, окатышей, брикетов.Известны способы упрочнения серых окатышей, включающее ввод в состав исходной шихты металлического железа, в том числе крицы, губ чатого железа, опилок, стружки и т.д. совместно с катализаторами кор розии в виде сильных электролитов кислот, щелочных хлоридов, солей и пр. В этом случае упрочнение сырых окатышей, происходит в атмосферных условиях за счет продуктов коррозионного распада, кристаллизуюшихся на стыке рудных частиц в виде солевых мостиков 12 - С 33,Недостатком этих способов является то, что солевые мостики, образующиеся на стадии холодного упрочиения окатышей, в процессе последующего нагрева и восстановления разрушаются. Поэтому упрочненные та,ким способом сырые окатыши подвергают последующему высокотемпературному окислительному обжигу с целью образования в них шлаковой связки, устойчивой к разупрочнению при восстановлении.Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому эффекту является метод получения металлизованных окатышей с использованием железного порошка или губчатого же.леза в составе шихты из магнетитового суперконцентрата, включающий обжиг в атмосфере азота или дымовых газов при 1100 ОС. Окатыши, полученнйе этим методом, при последующем восстановлении смесью из 80 окиси углерода и 20 азота при 1000 ОС упрочняются лишь незначительно 143.Ведение процесса обжига и металлизации в указанном режиме при высо.ких температурах делает известный метод нетехнологичным из-эа возможности слипания окатышей, а применение в качестве восстановителя окиси углерода способствует загрязнению конечного продукта отложениями сажистого углерода.Цель изобретения - предотвращение разрушения окускованного материала в процессе восстановления посредством формирования в нем вюститной связ ки и металлического каркаса на ее основе, а также предотвращение загрязнения готового продукта примесями.ФПоставленная цель достигается тем, что по способу получения металлиэованного продукта, включающему окускование смеси из магнетитового суперконцентрата и измельченного губчатого железа, обжиг и последующее восс ановление окислов, обжигматериала осуществляют в нейтральной по отношению к вюститу атмосфере при 800-900 ф С в течение 20-40 мина последующее восстановление осу-,ществляют в водороде при 750-850 С.Измельченное губчатое железо вводят в .количестве 3-10 от веса шихты и оно содержит 40-100 фракции 10 мельче 0,05 мм.При уменьшении содержания дисперсного (минус 0,05 мм) губчатого железа в смеси ( 40 из-за высокогосодержания более крупных фракций 15 сннжается количество образовавшейся вюститной связки и нарушаетсяравномерность ее распределения посечению окатышей, Последнее препятствует образованию равномерногокаркаса. Одновременно некотораячасть губчатого железа остается неусвоенной.В качестве нейтрального по отношению к вюститу может быть испольр 5 зован газ или смесь газов, которыене окисляют закись железа до,высшихокислов и не восстанавливают ее дометалла, например Не, Аг, И или дымовые газы, в которых парциональноедавление восстановительных компонентов обеспечивает термодинамическуюустойчивость вюстита. В этой атмосфере при указанном режиме термообработкиупроисходит восстановление в твердой фазе магнетита металлическим жеЗ 5 .лезом до вюстита.В процессе последующего восстанов.ления в водороде при 750-850 ОС путемзамены нейтральной атмосферы на восстановительную, беэ или после про межуточного.охлаждения, вюститнаясвязка в первую очередь преобразуетсяв металлическую, в результате чегопрочность получаемого. продукта непрерывно растет, Данные о прочности 45 на раздавливание брикетов размером1010 мм, охлажденных после 40-.минутного нагрева в гелии, приведенав табл. 1.Прочность брикетов растет с увеличением содержания губчатого железа и температуры.Приемлемые показатели прочностидостигаются при содержании 3-10губчатого железа в шихте, Дальнейшее увеличение количества железав шихте нерационально, так как частьего,. особенно частицы крупнее 0,05 ммостается неусвоенной и приводит кснижению прочности брикетов, чтоотчетливо проявляется с повышением 60 температуры. При содержании губчатого железа менее 3 количество Обра"эовавшейся в брикетах вюститной связки недостаточно для сохранения ихпрочности при последующем восстанов ленни..Температура обжига в нейтральнойатмосфере равная. 800 ЬС, обеспвчива".ет прочность брикетов окатышей)на раэдавливание не менее 12 кг/бр.,которая достаточна для загрузки ихв тепловой восстановительный агрегат и проведения металлизации, Вслучае большого числа пвргруэокпрочность материалов может быть.повышена эа счет увеличения темпера;атмосфере. Подъем температуры обжига выше 900 С нецелесообразен эко,номически иэ-эа возрастания энергозатрат, а также технологически иэ+ .эа возможного слипания (прилипаниядруг к другу) окатышей,Изменение прочности магнетитовыхбрикетов (не .содержащих добавокгубчатого.железа) и брикетов с вюс-.титной,связкой (при 10 губчатого 20железа ) в процессе их восстаиовле-ния в водороде происходит по разному.В.табл. 2 приведены данные о прочнбсти брикетов после различной прОдолжительности восстановления, нопри одинаковом предварительном нагреве в гелии в течение 40 мин при.850 С.Восстановление магнетитовцх бри- Зпкетов в течение первых 3 мин сопровождается снижейием прочности на раэдавливание с 15 до б кг/бр выз+ванным фаэовым переходом магнетита;:.-в вюстит. С увеличением продолжитель- З 5ности восстановления прочность брикетов возрастает за счет сваривания,новообразований металлического железа и эа 20 мин достигает 40 кг/бр,Восстановление брикетов с вюститнойсвязкой, в отличие от магнетитовых,: 4 ппроисходит с неуклонным нарастанием .:прочности, вызванным преобразованием,:за те же 20 мий прочность брйкетовс вюститнойсвязкой достигает .45106 кг/бр,Абсолютные значения прочности .при 10-минутном восстановлении брикетов на вюститной связке в водородезначительйо выше, чем магнетитовых 5при всех исследованных температурахвосстановления табл, 3)Восстановление при 900 С сопровождается некоторым слипанием брикетов,в связи с чем ведение процесса метал 55лизации целесообразнее осуществлятьпри болев низких температурах, а именно в диапазоне 750-850 С. Придальнейшем восстановлении, т,е. приувеличении времени выдержки в атмосфере Нг прочность еще более возрастает и при полной металлизации достигает значений свыше 100 кг/бр. П р и м е р. Сырые окатыши среднегодиаметра 14,3 мм,изготовленные на тарельчатом грануляторе диаметром 0,5 м из шихты, состоящей на 90 из магнетитового суперконцентрата Оленегорс-.кого ГОКа содержание компонентов,.Рещ 72 р 22 РеО 30,97, фракций менее 0,05 мм - 93,7) и 10 губчатого железа (содержание компонентов, :Ре: 96,06 .Рен 83,22; РеО 16,52 фракций класса. 0,.05-0,2 мм -:60,06, .класса минус 0,05 мм - 38,3) имеют прочность на раздавливание 1,5 кг/ок и прочность на сбрасывание на плиту с высоты 0,5 .м - 6,3 сбр, После суш-. ки прочность окатышей на раздавливание составляет 5,4 кг/ок при общей пористости около 31.Обжиг высушенных окатышей в печи шахтного типа в атмосфере аргона при 800, 850 и 900 С в течение 20 мин обеспечивает получение связки иэ сросшихся зерен вюстита и прочность соответствечно 46,6, 74,8 и 104,6 кг/ок.Тан,например, обожжен-ные при 850 С окатыши .содержат, : Ре 73,80; Ре 0,05; РеО 52,21. Восстановление в водороде этих окатышей при 850 ф С в течение 90 мин позволя ет получить металлизованные окатыши, имеющие состав,Ре 99,30; Ре,. 98,29; РеО 1,30. Прочность их составляет более 300 кг/ок, они практически не подвергаются разрушвнию. Таким образом, в результате приме нения предлагаемого способа появляется возможность получения принципиально нового вида металлизованного продукта, отличающегося высокой чистотой по содержаиию вредных и посторонних примесей и .пригодного .для непосредственного предела в желез- .ный порошок., для выплавки сталей соспециальными свойствами или в качестве высокочистой добавки к рядовому скрапу. Кроме того, этот способ позволит обеспечить равномерную работушахтных восстановительных агрегатов, специализирующихся на производстве высококачественного продукта со стабильно высокой степенью металлиэации.1071642 Таблица 1 Содержание компонентов, Фе е ев Губчатоежелезо Вюстит Р е.Исходные брикеты ф 0 3 5 10 15 20 Иагнетитовые 15 6 8 22 38 40 С вюститной связкой 25 30 58 90 93 106 Таблица 3 Исходные брикетыввв вщ ва150 / 800850 / УОО. Магнетитовые 22 30 20 44 90 100 Редактор НЕгороваев т е е е Заказ 69/21 Тираж 540 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Иосква, 1-35, Раув 1 ская наб., д, 4/5 Филиал ППП фПатент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 На вюститной связке ПрОчность брикетов,нгlбр., после нагрева до температуры рС ь 15 28 . 43 19 . 2557 21 30 52 Прочность брикетов на раздавливание, кг/бр., при продол-. жительности восстановления,мин Прочность на раздавливание брикетов, кг/бр.,при температуре восстановления, фС