Способ получения восстановленного продукта

(50 4 С 22 В 1/24 ВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ГОСУДА ПО ДЕЛ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ургичеса орскии С97и ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Днепропетровский металкий институт им. Л.И.Брежне(56) Авторское свидетельствУ 415303, кл. С 21 В 1/10,Экспресс-информация ЦНИИкартотека 15 а, В 74, 1973,(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОССТАНОВЛЕННОГО ПРОДУКТА(57) Изобретение дтносится к чернойметаллургии и может быть использовано при получении металлизованных материалов, Цель изобретения - повышение производительности процесса восстановления. Указанная цель достигается тем, что скорость фильтрациикислородсодержащего газа прямо пропорционально изменяют от 0,23 до0,68 м/с при измененииотношения толщины углеродсодержащего слоя к диаметру ядра окатыша от 0,01 до 0,05.3 табл,Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при получении металлизованных материалов.Цель изобретения - повышение производительности процесса восстановления.Согласно предлагаемому способу получают окатыши, содержащие ядро, 10 по крайней мере один углеродсодержащий слой, укладывают их на колосниковую решетку, сушат, нагревают и осуществляют спекание при Фильтрации кислородсодержащего газа, причем ско рость фильтрации кислородсодержащего газа прямо пропорционально изменяют от О,23 до 0,68 м/с при изменении отношения толщины углеродсодержащего слоя к диаметру ядра окатыша от 0,01 20 до 0,05,Предлагаемый способ позволяет разделить процессы горения топлива и восстановления с участием жидкой оксидной Фазы в объеме окатыша при оптимальном соотношении стоков тепла в объеме окатьппа и источников тепла вего наружном слое.Предложенная зависимость скорости фильтрации кислородсодержащего газа ЗО от отношения толщины топливосодержащего слоя к диаметру окатыша обуславливает интенсификацию нагрева окатыша и восстановления с участием жидкой фазы, при этом предотвращается заплавление слоя, а также не происходит торможение спекания и восстановления.При Фильтрации кислородсодержащего газа .после разогрева окатышей горе" 40 ние углерода в наружном слое окатыша обеспечивает достаточное количество тепла для прогрева центральной части до температур, обеспечивающих восстановление металла углеродом с 45 участием жидкой оксидной Фазы. Процесс восстановления в центральной части окатыша завершается в момент прекращения горения углерода, Фильтрация кислородсодержащего газа не приводит к существенному окислению железа по двум причинам: железо восстановлено углеродом иэ расплава, поэтому его частицы не имеют пор, восстановленное железо в процессе восстановления смачивается расплавом ядра, который в конечном итоге образует пленку, предохраняющую восстановленный металл от окисления. Образование расплава в период восстановления железа в объеме центральной части не сопровождается оплавлением окатьппа, так как количество тепла, выделяемого в наружном слое при горении углерода, соответствует оптимальному, т.е, не превышает величину, необходимую для развития жидкофазного восстановления и спекания. Предложенное решение приемлемо как для имеющих углеродсодержащий наружный слой, так и для трехслойных окатьппей, содержащих рудоугольное ядро и флюсосодержащий средний слой, Однако использование трехслойных окатышей обеспечивает более высокую производительность процесса восстановления, так как флюсосодержащий слой препятствует жидкофазному спеканию окатышей между собой. 1(роме того, в результате его взаимодействия с расплавом ядра образуется шлаковая пленка на поверхности окатыша, затрудняющая окисление металла Фильтруемым газом.Регламентирование отношения толщины топливосодержащего слоя к диаметру окатыша (0,015-0,030) связано с тем, что при отношении толщины тоzливосодержащего слоя к диаметру окатыша менее 0,015 количества тепла, выделяемого при горении углерода, недостаточно для компенсации теплозатрат на жидкофазные процессы в центральной части окатыша, температурный уровень, необходимый для развития восстановления и упрочнения, не достигается, окатыши не восстанавливаются и не, упрочняются, а при отношении более 0,03 - превышает эти затраты, что приводит к оплавлению окатышей и снижению газопроницаемости .слоя. Результирующим является снижение производительности процесса восстановления за счет сни" жения скорости процесса восстановления. Пределы изменения скорости фильтрации обусловлены температурно-тепловым состоянием слоя и диффузионной проницаемостью окатышей в процессе металлиэации, 11 ри скорости фильтрации менее 0,23 м/с количества тепла, выделяемого в наружном слое, недостаточно для развития процессов восстановления и упрочнения, Увеличение скорости фильтрации сверх 0,68 м/с приводит к снижению температурного уровня процесса восстановления железа в окатыше и диффузии кислорода сквозь окатыш после сгорания топливанаружного слоя. В результате совместного действия этих факторов также наблюдается снижение производитель-. ности процесса восстановления за счет5 снижения скорости восстановления.11 рямо пропорциональное изменение скорости Аильтрации газа от 0,23 до 0,68 м/с при изменении отношения толщины топливосодержащего слоя к диаметру окатыша от 0,01 до 0,05 обусловлено тем, что при нарушении этой зависимости количества тепла, выделяемое при горении топлива в наружном слое, не соответствует количеству тепла, необходимого для развития жидкоЬазных процессов восстановления и упрочнения в объеме окатыша, вследствие чего процесс восстановления затормаживается либо при недостаточном температурном уровне, либо при перегреве рудоугольной смеси из-за оплавления окатышей в слое.11 о этой причине отклонение от указанной прямо пропорциональной зависимос ти сопровождается снижением производительности процесса восстановления.В идентичных условиях был проведен сопоставительный анализ технико-экономических показателей процесса восстановления при обжиге рудоугольных окатышей согласно предлагаемому способу и способу-прототипу.Для изготовления окатышей использовались концентрат СнвГОКа; известняк Еленовского месторождения и агломерационный коксик, химический состав которых приведен в табл. 1.Нодготовка шихтовых материалов, методика получения окатышей и их об 40 жиг проводились также в идентичных условиях и включали следующие общие операции; измельчение, дозировку, смешивание, окомкование на тарельчатом грануляторе, включая накатывание45 топливосодержащего слоя на известковое ядро - в прототипе, рудоугольное - для двух- и трехслойного с промежуточным Алюсосодержащим слоем окатыша, затем укладку их на колосни - ковую решетку слоем высотой 200 мм, 50 сушку и подогрев с последующим спеканием при сжигании природного газа с коэКициентом избытка воздуха 1,25 и обжиг при фильтрации кислородсодержащего газа, например воздуха в слое. 551Исследование влияния пределов параметров предлагаемого способа получения восстановленного продукта на показатели процесса восстановления проводилось в 2 этапа.В табл. 2 и 3 приведены полученные на первом и втором этапах значения контролируемых параметров при варьировании значений скорости фильтрации кислородсодержащего газа и отношения толщины углеродсодержащего слоя к диаметру ядра как в указанных в Формуле изобретения пределах, так и вне их при среднем значении отношения (равном 0,03) и скорости (0,455 м/с) на каждом этапе соответственно.Для прототипа (опыт 6) в табл . 2 использованы средние значения скорости Фильтрации (0,25) и отношения тол-. щины углеродо- и рудосодержащего наружного слоя (при известковом ядре) и диаметру окатыша (принятого равным 7,0 мм). 11 ри этом в колонках 3-8 строки 6 (табл. 2) приведены значения величин скорости восстановления и производительности при среднем значейииЧ=0,25.Из данных табл. 2 и 3 следует, что отклонение величин граничных значений заявляемых параметров как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения приводит к ухудшению показателей процесса восстановления - его скорости и производительности.ИСпользование изобретения обеспечивает повышение производительности на ЗЗОХ, увеличение скорости восстановления в 3,6 раз.Формула изобретенияСпособ получения восстановленного продукта,. включающий получение окатышей, содержащих ядро и по крайней мере один углеродсодержащий слой, укладку их на колосниковую решетку, сушку, нагрев и последующее спекание при Фильтрации кислородсодержащеггаза, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности процесса восстановления, скорость ориентации кислородсодержащего газа прямо пропорционально изменяют от 0,23 до 0,68 м/с при изменении отношения толщины углеродсодержащего слоя к диаметру ядра окатыша от 0,01 до 0,05.138844 с Т а б л и ц а 1 Содержание компонентов, % Материал Рец ГеО СаО М 80 ЯО А 1 Оз Зола С Л.В. 65,44 21,48 0,15 0,09 8,40 0,20 Коксик 0,3 - 0,50 0,884,85 1,65 13,40 79,30 6,7 Известняк 0,25 - 54,02 1,40 1,28 О, 11 -- 42,4 Т а б л и ц а 2 Влияние скорости Фильтрации на показатели процесса восстановления окатышей в слое (при величине отношения слоя кокатыша = 0,03) Показатели процесса восстановления Опыт СкоростьФильтрациигаза м/с Скорость восстановления , 7 мин Производительность по восстановленному продукту, т/м,ч Двухслойный окаТрехслойныйвухслой- Трехслойый ока- ный окаыш с уг- тыш ружн слое О,0,4,9 Концентрат СевГОКа Двухслойныи окатыш (прототип) тыш с углеродсодержащимнаружнымслоем окатыш с углерод- содержащим на ружным слоем Двухслой ный окатыш (про тотип) ерододержаим на 0,58 О,бб леродсодержащимнаружнымслоем 0,74 0,561388446 Т а б л и ц а 3 Влияние отношения толщины углеродсодержащего слоя к диаметру ядра окатыша на показатели восстановления окатышей в слое (при величине скорости фильтрации 0,455) Показатели процесса восстановления Отношение Опыт Скорость восстановления, Хмин Производительность по восстановленному продукту, т/м ч ядру окатыша Двухслой ный окавухсл ый ок рехслойый слой ойный ппс уг тыш (про- тыш с угтотип) леродсодержащим наружным слоем 0 9 0,2 3,8 0,008, 019 ототСоставитель Н.ТуминРедактор Н,Киштулинец Техред Л.Олийнык Корректор Л.Пилипе з 1551,/29, Тираж 59 ВНИИПИ Государстве по делам изобрет 113035, Москва, Жодписно ного комитета СССРний и открытийРаушская наб д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгоро Проектная, 4 толщиныуглеродсодержащего слоя к Трехслой ный окатыш с уг еродсоержащимаружнымлоем ный окатыш (прототип) еродсоержащиаружнымслоем еродсоержащимаружнымлоем