Способ восстановления железа из окислов в жидкой шлаковой ванне

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН а 9)ЯО(в 16082 В 13/ОО ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНПРИ ГКНТ СССР ТИЯМ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ стали и анюковй, Д,ИА.Д. Вас скоксов Металлу ство С1980. Изобретение относ я к чер нкретно оее металлургии, а собам производ леродистого ме пользовано при мым восстановл зоугдкого жели можетнии метал ть исла пряалла,получе ем железорудн ырья, Известен спосо получения металруд при восстлеродом в слоеодогреве распллектроэнергии иэ железосодержащиновлении окислов укового расплава и помощью подвода Однако при это роцесс пол точно полн ожным и недос я отходящих газовим к изобретению пользуется энер Наиболее бли ущности и достигаемояется способ восстапо техническоиму результату я(54) СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗА ИЗОКИСЛОВ В ЖИДКОЙ ШЛАКОВОЙ ВАННЕ(57) Изобретение относится к чернойметаллургии, а именно к производствужидкого железоуглеродистого металла,Целью изобретения является повышениестепени восстановления железа, Способвключает подачу железорудного концентрата (аглоруды), Флюсов и угля, сжигание угля в слое шлака подачей кислородсодержащего газа, дожигание выделяющейся окиси углерода и непрерывный выпуск жидких продуктов плавки,Интенсивность подачи угля поддерживают в пределах 0,2-5,0 т/ч на 1 мплощади расплава, 8-50% угля сжигаюткислородом дутья. 3 табл,новления окислов цветных и черных металлов в жидкой ванне, включающий подачу железорудного концентрата или аглоруды, Флюсов и угля, сжигание угля в слое шлака подачей кислородсодержащего газа, дожигание выделяющейся окиси углерода и непрерывный выпуск жидких продуктов плавки 12,При этом способе продукты плавки разделяются на слой плавления, слой отстаивания и слой, где происходит накопление металла, Барботаж ванны проводят кислородсодержащим газом, за счет которого окисляется часть угля, подаваемого в качестве восстановителя в шихту, при этом интенсивность барботажа составляет 200 - 400 нм /ч и на 1 м горизонтального3 16 сечения ванны, Для снижения расход угля, отходящие из ванны газы дожигают, обеспечивая возврат тепла в ванну, где оно расходуется на эцдотермические реакции восстановителя,Однако при известном техническом решении недостаточно высокая (80%) степень восстановления железа из 08226Как видно из табл, 1, остаточное содержание железа в шлаке цри подаче угля с различной интенсивностью ц интервале 0,2-5 т/ч ца 1 м сечения вацгны не превьшает 1 мас,%,Таблица 1Остаточное содержание подачи угля,т/чмшлака,нсмг железа в шлаке, мас,% 1513. 1,00,80,750,73,551 0,5 0,5 0,5 0,7 0,9 1,3 10,1 15,0 0,1 0,15 0,2 1,0 2,5 5,0 Э у ) 6,0 15 2 6 8 15 25 50 55 60 8 6,5 1,0 0,9 0,7 1,1 4,0 10,0 окислов.Целью изобретения является повышение степени восстановления железа,Поставленная цель достигается тем, что при способе восстановления железа из окислов в жидкой шлаковой ванне, включающем подачу железорудного концентрата или аглоруды, флю -сов и угля, сжигание угля в слоешлака подачей кислородсодержащегогаза дожигание выделяющейся окисиуглерода и непрерывный выпуск жидкихпродуктов плавки, интенсивность подачи угля поддерживают в пределах 0,25,0 т/ч на 1 м площади расплава,при этом кислородом дутья сжигают8-50% угля.11 ри предлагаемом способе реализуется прямое восстановление железа иряда примесей, содержащихся в железорудном концентрате, из окислов приконтакте угля со шлаком и науглероживание металла до требуемого предела.Для увеличения скорости иассообмена в ванну подается кислородсодержащеедутье, за счет которого сжигается 35часть угля, Протекание реакции образования СО обеспечивает, кроме того,дополнительную генерацию тепла в ваннеИнтенсивность подачи угля в шлаковую ванну поддерживают в пределах0,2-5,0 т/ч на 1 м площади сеченияванны, При интенсивности подачи угляменее 0,2 т/ч на 1 м скорость реакций восстановления оказывается недостаточной вследствие малой поверхности угля, контактирующей со шлаком.Подача в ванну угля с интенсивностьюболее 5 т/ч на 1 м площади ее сечения приводит к возрастанию вязкости 50шлака вследствие увеличения содержания в нем дисперсной фазы угля, чтоприводит к ухудшению условий восстановления и возрастанию остаточногосодержания железа,В табл. 1 привсдецы данные остаточного содержания железа в шлаке приПодаче угля с различной интенсивностью,Интенсивность Вязкость Обеспечение оптимальных условий восстановления достигается тем, что в ванну шлака подается кислородсодержащее дутье, которое окисляет 8-50% от общего количества угля, подаваемого в ванну, Уменьшение доли угля, сжигаемого за счет кислорода дутья, ниже 8% ухудшает условия коалесценции металлической взвеси и растворения флюсов в шлаке вследствие ухудшения массообмена, При этом возрастает остаточное содержание железа в шлаке, Увеличение доли угля, сжигаемой за счет кислорода дутья, приводит к росту вторичного окисления капель металла в струе. При этом содержание железа в шлаке возрастает,В табл, 2 показана зависимость содержания железа в шлаке от доли угля,сжигаемого за счет кислорода дутья,Таблица 2 Доля угля, сжигае- Остаточное содермого за счет кис- жание железа влорода дутья, % шлаке, мас,%1608226 Та блица 3 10 ккал/т Расход,Реакция восстановления 0,8 Диссоация известнякаЭнтальпия Тепло шлакообраэо 10,5 28,3 0,3 вания 18,6 6,9 Тепло сго 9,0 3,3 металлаЭнтальпия ракия газов после 4,0 1,5 шлака Энтальпиявосстановления 58,2 21,6 35,8 13,3 газов Экстремальная зависимость остаточного содержания железа в шлаке от доли угля, сжигаемого за счет кислорода дутья, хорошо согласуется с изменениями содержания окислов железа вшлаках кислородно-конвертерного процесса.Способ осуществляют следующим образом 10В печь заливают доменный шлак, после чего начинают подачу железорудного концентрата, извести и угля, одновременно барботируя ванну техническимкислородом. Над ванной производитсядожигание выделяющихся газов, для чего в шахту печи подается техническийкислород. При восстановлении окисловжелеза образуются шлак и металлический полупродукт, 20П р и м е р 1, В жидкую шлаковуюванну подается железорудный концентрат состава, %: Ре 0 65,8; ГеО20 8; МпО 0 05; 810 9 2; А 1 О 0 18;СаО 0,78; МВО 0,72 окислы титана, 25натрия, калия, марганца остальное,известь с 92 Х СаО, а также уголь с74 Х С; 3,3% Н; 3,7% О; 0,8% И и 0,4% Б,В ванну подается технический кислород, содержащий 95% 0, а над ванной 30производится дожигание окиси углеродаза счет подачи в шахту печи 450 мм /чтехнического кислорода, Количествоподаваемого углерода угля составляет0,2 т/ч на 1 м площади ванны, причемй8% его сжигается в ванне, Степеньвосстановления железа 96,5%,П р и м е р 2. Условия плавки отличаются от изложенного в примере 1тем, что количество окисляемого угле Орода кислородом дутья составляет 50%,Степень восстановления железа в металлический расплав 96,0%,1 Приход, 10 ккал/т % 11 р и м е р 3. Условия планки отличаются от излР 7 енных В примере 1 темчто количество подаваемого углеродав шлаковую ванну составляет 5 т/ч на1 и ее площади, Степень восстановле 2ния ж пеэа в металлический расплав97%.Пример материального и топливногобаланса плавки концентрата состава,мас,%: Ре 62; 80 3,46; А 1 О 1,2;МеО 0,4; СаО 0,4; влага 5, В качестве восстановителя используетсяуголь состава, мас,%: С 74; Н 3,3;К 5,0; 1 6690 ккал/кг,Плавка ведется на полупродукт ссодержанием углерода 2%, Мп 0,5 Х,Б 0,5% и остальное железо, в качестве болюса для получения шлака сСаО/БЮ = 1 используется известняк.Загрузка концентрата составляет2 т/мч, угля 0,85 т/мч, известня 2ка 0,3 т/м.ч, В ванне печи сжигается за счет подаваемого в ванну кислородсодержащего дутья (95% О) 33% отобщего количества угля, подаваемогованну, Выход шпака 310 кг/т полупродуктаПолупродукт и шпак покидаютоплавильную зону с температурой 1650 С,газы после дожигания имеют температуру 1800 С. Расход угля на восстановление составляет 460 кг/т полупродукта (технологический уголь), 220 кг/т вводитсяв печь для компенсации тепловых затрат (энергетический уголь), Выходящиеиз ванны газы дожигаются, а выделяющееся при этом тепло возвращается вванну,В табл. 3 приведен тепловой балансплавки на 1 т полупродукта,1608226 Продолжение табл. 3 Теплопотеричерез кессоны41,0Невязка 37,1 100 Всего Тепло сгорания энергетического угля 15,2 3,4 1,25 0,35 0,937,1 100 Всего Технико-экономическая эффективность предложенного способа заключа- ется в увеличении степени восстановления железа в металлический расплав на 10-15%. Техред Л.Олийнык Корректор О, Кравцова Редактор О:, Юрковецкая Заказ 3596 Тираж 501 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 Остаточное содержание железа в шпа 15ке 0,8 мас,% (табл. 1 и 3).1 ф о р м у л а и э о б р е т е н и я25Способ восстановления железа изокислов в жидкой шлаковой ванне,включающий подачу железорудного концентрата или аглоруды, флюсов и угля,сжигание угля в слое шлака подачейкислородсодержащего газа, дожиганиевыделяющейся окиси углерода и непрерывный выпуск жидких продуктов плавки,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения степени восстановления железа, интенсивность подачи угля поддерживают в пределах 2,0 -5,0 т/ч на 1 м плошади расплава,йпри этом кислородо дутья сжигают8-50% угля,