Способ получения металлизованных окатышей

(19) (1 51)5 С 2 С 8/20 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВИДЕТЕЛЬС ВТОРСНО ев Бо е-,иению ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР.металлургии и может быть использовано для науглероживания приметаллизации железорудных окатышей,Цель изобретения - увеличение степени использования природного газа,производительности печи металлизацииРоль твердофазных процессов (химическая реакция, диффузия в твердыхтелах) в окислительно-восстановительных превращениях весьма существенна.Практически для всех условий, начиная со степени превращения 50-603,процессы в твердой фазе являются лимитирующими и скорость определяетсявнутренней диффузией. При протеканиихимических или структурных измененийв твердой фазе происходит перемещение атомов из нормальных узлов решет 2Б ПОЛУЧЕНИЯ ИЕТАЛЛИЗОВАННЫ(57) Изобретение предназначено длянауглероживания металлизованных окатышей. Цель изобретения - увеличениестепени использования природного газа, производительности печи металлизации. Способ включает науглерожива"ние окатышей природным газом, котороеосуществляют в акустическом поле, причем акустические колебания накладывают частотой 4-5 кГц с уровнем звуко"ваго давления 135-150 дБ. 1 з,п. Ф-лы,4 табл,ки в расположенную рядом вакансию, которые существуют в каждом кристал" ле при всех температурах, отличных от абсолютного нуля. Скорость диффузии атомов зависит от концентрации вакансий, Наложение акустического .поля увеличивает количество вакансий в металлизованном окатыше или оксиде металла, увеличивая тем самым скорость диффузии углерода внутрь решетки и количество связанного в карбид железа углерода.Наложение акустических колебаний способствует более полному разложению природного газа (или оксида углерода) на сажистый углерод, что дает большее количество сажистого углерода, оседающего на металлизованнс окатыше, и образованию и раствор1581774 Газ не озвучен ФГаз озвучен Темпетемпе-рату-ра, ССодержание вокатышах, 1 Содержание вокатышах, 4 Выделилось Выделилось ратура, С углероуглеро-,да, мг С 1 С ООЩСВИЬ С 0 Бщ .С се яъ да, мг 9,35 5,78 26,22 42,77 6,31 3,34 12,06 5,33 16,28 6,98 33,00 7,98 43,10 8,97 48,186,7221,5533,77855,0 19,6 61,2 173,0 411,6 834,9 750 800 850 900 950 2,70 .4,886,264,858,18 . 750 800 850 900 950 Таблица 2 Частота Выделиколеба- лось ний, кГц углерода мг Содержание вокатышах, 3 Углерод Углеродобщ. связанный 4,85 7,61 6,96 8,03 7,98 8,25 8,12 7,92 8,15 7,27 26,22 30,18 29,25 30,60 33,00 34,30 34,38 33,05 33,92 30,16 411,6 443,1 512,3 532,5 533,8 538,0 515,8 522,3 525,3 495,0 О 2,5 3,5 4,0 4,6 8,1 12,2 1 з 5 15,0 16,5 Табли ца 3 Содержание вокатышах, 3 Выделилось Уровеньзвукового углерода, мг Углеродобщий Углеродсвязанный давления, дБ 4,85 5,90 6,65 8,22 411,6 460,3 515,0 528,7 26,22 28,30 30,07 32,15 0 120 130карбида железа в металлизованном окатыше. Это способствует при плавке металлизованных окатышей в электропечи лучшему перемешиванию расплава за счет более интенсивного выгорания углерода. Акустические колебания в газовой фазе увеличивают скорость восстановления оксида железа.П р и м е р, Осуществляли науглероживание металлизованных окатышей Природным газом в акустическом поле, Через навеску дробленного окатыша крупностью 0,14-0,65 мм, массой 1,5 г Из табл. 1 видно, цто при наложении акустических колебаний указанныхпараметров количество связанного углерода увеличивается в среднем на23,7 отн,В или 1,15 абс,3.Исследования по влиянию частотыколебаний и уровня звукового давле 35ния на процесс науглероживания металлизованных окатышей природным газомопроведены при 900 С. Частота колебаний изменялась от 0 до 16500 Гц, уровень звукового давления " от 130 до152 дБ.В табл. 2 приведены средние результаты по науглероживанию металлизованных окатышей в зависимости отчастоты колебаний,Наиболее интенсивно науглероживание металлизованных окатышей протекает при наложении акустических колебаний частотой 4-15 кГц,В табл. 3 приведены средние результаты по науглероживанию металлизованных окатышей в зависимости отуровня звукового давления.Наибольшее науглероживание метал 55лизованных окатышей происходит приуров е звукового давления 135-150 дБ,При этом повышается степень использо-,вания природного газа на 137-16,34. пропускали природный газ 974 метана) в количестве 4,8 л/ч, Исследования проводили в интервале температур 750- 950 С, продолжительность опыта 20 мин, Накладываемые звуковые колебания имели частоту 4600 Гц и уровень звуково. го давления 140 дБ, Количество присоединенного углерода определяли весовым методом, химицеским анализом содержание общего и связанного углерода.Результаты опытов приведены в табл. 1.Таблица 11581774 Выделилось Уровеньзвукового углерода, иг Углерод Углеродобщий связанный давления, дБ 33,00 7,98 34,20 7,87 34,16 8,30 33,85 8,28 140 145 150 152 533,8 538,6 551,1 542,2 О Длитель ность работы газоиз- лучателя, минПроизводительРасходгазана изСодержание углерода, 4 щ ф г фф газ газозву- нечен озву,ченлуча- тель, из/ч ност ьпечи,т/ч 58 62 62 62 700 500 500 500 2,51 2,25 2,24 2,28 Продолжение табл. 3Содержание вокатышах, ь 5 Способ науглероживания металлизованиых окатышей озвученным природнымгазом промышленно испытан на шахтнойпечи иеталлиэации, Озвученный природный гаэ подавался в промежуточнуюзону шахтной печи. Озвучивание природного газа проводилось расположеннымипо периметру печи тремя поочередноработающими (по 1 или 3 мин) акустическиии стержнеструйными излучателями,рассчитанными на расход природного 25газа до 1000 мэ/ч и создающими уровень звукового давления 140-152 дБв зависимости от количества подаваемого природного газа на них,Установка акустических излучателейв трубе под углом 25-30 в промежуточной зоне шахтного реактора необходима для реализации предлагаемогоспособа направлением звуковой волны,генерируемой излучателями, на все35сечение столба металлизованных окатышей, находящихся в шахтном реакторе, и предотвращения таким образом"мертвых" зон в центре печи,Такое расположение акустическихизлучателей обеспечивает также равномерное распределение в печи науглероживающего газа.Угол наклона акустических излучателей 25-30 предотвращает попаданиеокатышей в трубу, где установлены излучатели, во время работы и остановки реактора, так как угол естественного откоса металлизованных окатышейсоставляет 27 , а также торможениетрубами схода слоя материала в реакторе,.При установке трубы с акустическими излучателями под углом 23-24 пооследняя забивалась окатышами и содержание углерода в металлизованном материале снизилось до 1,63, при установке трубы с акустическими излучателями под углом 31-32 также наблюдалось снижение углерода в металлизо-. ванных окатышах до 1,973 за счет плохого науглероживания в средней части реактора. Установка акустических изолучателей под углом более 25 и менее 30 обеспечивает стабильное среднее содержание углерода в металлизованных окатышах 2,253 (табл. 4), При переработке железорудных окатышейодинакового состава достигнуто всреднем (табл. 4) увеличение обшегоуглерода в металлизованных окатышахна 0,3 М (относительно на 17,83),Количество связанного углерода в металлизованных окатышах возросло на17,2 Ф. Производительность печи всреднем увеличилась на 1,4 (с 60,67до 61,5 т/ч).Полученные в печи металлиэацииметаллизованные окатыши в последующем подвергались плавке в электропечи, где происходит довосстановлениеоксидов железа эа счет подаваемогов печь восстановителя в виде коксаи углерода (в большей степени связанного), содержащегося в металлиэованных окатышах. За счет увеличениясодержания углерода в металлизованномпродукте на 5-7 Ф снижается расходкокса.Присутствующий в металлизованныхокатышах связанный углерод активнее(как восстановитель) углерода кокса,Процесс восстановления протекает повсему объему ванны, причем выделяющийся газообразный оксид углеродаспособствует лучшему перемешиванию("кипению") ванны, способствуя болеебыстрому завершению реакций и сокращению длительности плавки. Практичес"ки установлено, что увеличение на0,1 связанного углерода в металлизованных окатышах сокращает длитель"ность плавки на 1 мин,Т а б л и ц а1581774Продолжение табл.4 Продолжение табл.4 ПроизСодержание углерода,ДлительностьработыгазоизРасход5 газа Содержание углерода, Ф ПроизводительДлительностьработыгазоиэлуцателя, мин Расходгаза води- тельна изна изгаз газ лучатель,мэ/ц10 ност ь газ гаэ ностьпечи,т/ч лучатель,мз/ц лучателя, мин озвучен не печи,т/ч озвучен не озвучен озвучен 500 58 500 61 2,52,3Среднее2,25 1,91 3 3 3 3, 3 3 1 1 1 15 формула изобретения 2,09 1,97 2,04 2,111 1,972,01 1,81 2,03 1,59 1) 91 Составитель А,ИстоминРедактор Т,Лазоренко Техред п,Олийнык Корректор И.Муска Заказ 2068 Тираж 825 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, 8-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 600 63 600 60 600 64 600 бб 600 62 600 64 700 63 700 55 700 56 700 56 700 58 700 5857 60 1000 65 1000 , 66б 5 67 700 66 700 6857 58 2,28 2,12 2,25 2,10 2,18 2,12 2,40 2,24 2,38 2,45 2,48 2,43 1Способ полуцения металлиэован ных окатышей, вклюцающий науглероживание их природным газом, о т л иц а ю щ и й с я тем, цто, с целью,увеличения степени использованияприродного газа, производительностьпечи металлизации и эффективностидальнейшего переплава металла путемувеличения количества связанногоуглерода, науглероживание проводятв акустическом поле.2. Способ по п,1, о т л и ч а ющ и й с я тем, цтоакустические колебания накладывают частотой 4-15 кГцс уровнем звукового давления 135150 дБ