Способ получения окатышей

ОП ИСАНИЕИЗОВРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик и 988887(53)М, Кл,с присоединением заявки М -С 22 В 1/14 Гесуаарстамвана камятат ФВь-Зф яв лакам кзабратаякя и етхвытий(23) ПриоритетОпубликовано 15,01.83. бюллетень М 2 Дата опубликования описания 15.01.83) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОКАТЫ 11 Е Изобретение относится к подготовкесырья к металлургическому переделу,Известен способ получения агломерата, включающий смешивание, окомкование и спекание шихты, отличающийся . тем, что, с целью создания в зо 5не спекания жидких Фаз однокальциерого Феррита,. в шихту, например вколичестве 10 вес.3, вводят порошковатую смесь извести и железосодержа- ощего материала, взятых в стехиометрическом соотношении, отвечающемФормуле однокальциевого Феррита1 .Недостатком этого способа является Формирование при спекании Феррит"ной связки, отличающейся большей восстановимостью по сравнению с желеэосиликатной связкой,К недостаткам данной шихты относятся высокая температура плавленияупрочняющих добавок ( выше 1350 фС,т, требующая значительного повышения температуры обжига окатышей, а также . снижение восстановимости окатышейв 1,6-2,8 раза.Наиболее близким к предлагаемомуявляется способ производства офлюсованного сырья, включающий смешивание, скомкование и обжиг, отличающийся тем, что, с целью повышенияпрочности обожженных окатышей при ихвосстановлении, смесь известь- и железосодержащих материалов вводят вшихту в количестве до 50 вес.ь. Них"та содержит железорудный концентрат,связующее и смесь известь- и железосодержащих материалов, причем содер Ожание извести в смеси составляет неболее 203. В качестве железосодержащего материала используют гематитсодержащие материалы: гематитовый кон Известна шихт для полученияшей, .содержащнтрат, связующвку (,сварочны н офлюсова железору и упрочн или окал ных окатный концющую добну)12 1,и шл Московский ордена Октябрьской РеволюцииТрудового Красного Знамениинститут сталцентрат гематитовая руда, возврати т.д. 31,Недостатком этого способа является то, что при обжиге в окатышах формируется легко восстановимая связка, %содержащая ферриты кальция, так какв качестве железосодержащего материала используются гематитсодержащие материалы. В результате степень разупрочнения окатышей при их восстано"; 1 Овительно-тепловой обработк значительна. Кроме того, для этой шихтыхарактерно сильное ее разубоживаниепо содержанию железа, что особеннонежелательно при получении окатышей 13из богатых железорудных концентратовдля последующей их металлизации,другой стороны, окатыши из богатыхконцентратов из-за отсутствия доста- .точного количества расплава имеют 20низкую прочность после обжига и осо"бенно при их восстановительно-тепловой обработке,Цель изобретения - повышение прочности окатышей при их восстановитель- Оно-тепловой обработке.Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу, включающе "му смешивание шихты с введением упрочняющей добавки, состоящей из известь" 36и железосодержащих материалов, окомкование шихты, обжиг сырых окатышейс образованием связки и их последующую восстановительно-тепловую обра-.ботку, обжиг окатышей осуществляют зпри 1300-1350 С и Формируют связкус содержанием железа 30-50 вес.й,причем количество трехвалентного же"леза равно 20-25 вес.Ф,Кроме того, соотношение железа, афвносимого с железосодержащим материалом, и известняка в упрочняющейдобавке поддерживают в пределах(0,2-2,7):1.В качестве железосодержащего ма зтериала целесообразно испольэоватьотходы металлургического производства, содержащие в основном закис"ное, а не окисное железо, в частности сварочный шлак нагревательных ко" щлодцев прокатного производства.Введение в шихту сварочного шлака совместно с известняком способ" ствует снижению температуры плавления смеси и, следовательно, получению фф при данной температуре обжига большего количества расплава по сравнению с добавкой одного сварочного шлака. Поддержание температуры обжига на уровне 1300-1350 ф С препятствует окислению связки с невысоким ( до 20- 25 вес,4 ) содержанием трехвалентного железа. Это необходимо для образования при охлаждении окатышей из-. быточной Фазы магнетита в объеме связиСоотношение железосодержащего ма" териала и известняка в упрочняющей добавке зависит от содержания пустой породы (510) в концентрате, поскольку требуется получить окатыши.: и, следовательно, связку основностью 0,5-1,0, обладающую оптимальными Фи" зико-химическими свойствами ( вязкостью, поверхностным натяжением, смачивающей способностью). Так, например, отношение количества вносимого с железосодержащей добавкой железа к известняку уменьшается с 0,7-2,7 при 0,4-2,5 510 д до 0,2-0,7 при 2,6" 5,0 вес,Ф 510,2 вжелезорудном концентрате. При отношении железа к известняку более 2,7 температуры плавления смеси превышает 1320 С, и количество образовавшейся при обжиге связки недостаточно: поверхность контакта связка-окислы железа невелика, что неблагоприятно сказывается на холодной и особенно горячей прочности окатышей, При отношении железа к известняку в упрочняющей добавке менее 0,2 количество железа в расплаве будет недостаточным для образования избыточной Фазы магнетита в объеме связки при охлаждении окатышей, что при восстановлений приводит к их сильному разупрочнению.Сущность изобретения заключается в следующем. Обычно в связке окатышей присутствует 8-10 вес.3 железа в виде различных соединений. Такая связка практически не восстанавливается, и при перестройке решетки окислов железа в процессе восстановления окатышей происходит "отрыв" поверхности связки от рудной частицы, что приводит к резкому падению прочности окатышей. Увеличение содержания железа в свяэке приводит к .выпадению при .охлаждении окатышей избыточной фазы ( магнетита) в объеме связки. Восстановление такой связки протекает только с поверхности на границе раздела .связка-окислы железа за счет ее вы" сокой плотности, при этом частицы5 9888 магнетита в поверхностном слое связки восстанавливаются до металлического железа. Одновременно с ростом зародышей металлического железа связ" .ки происходит их спекание с зароды шами железа, принадлежащими рудной частице, и затем их частичное окисление за счет окружающих окислов, В результате имеет место образование . общих для связки и частиц окислов железа элементов структуры, являющих" ся препятствием для сирьного разупроч" нения окатышей при их восстановлении,При содержании в связке менее 30,0 вес.Ф железа, количество избы- И точной Фазы (магнетита)а, следо" вательно, и число общих для связки и рудных частиц элементов структуры недостаточно для сохранения прочности восстанавливаемых окатышей. При 20 содержании в связке более 50,0 вес,Ф железа ухудшаются Физические свойства образующегося расплава: растут его температура плавления и вязкость, что, с одной стороны, ведет к умень- И щение количества расплава при данной температуре обжига, с другой сторо" ны, к уменьшению поверхности контак"- та связки с рудными частицами, 1(оли, чество трехвалентного железа не долж-ЗО но превышать 20"25 вес,3,иначе высокая восстановимость образовавшейся связки приводит к ее разрушению по всему обьему и, следовательно, резкому падению прочности окатышей. Ос- зз новность связки СаОФ 10 в пределах 0,5-1,0.обеспечивает оптимальные Фи" эические свойства образующегося рас"плава.П р и м е р 1. Для получения ока о тыщей из оленегорского суперконцент" рата (0,4-0,6 вес,3 10) выплавляют синтетическую связку с различным содержанием железа (табл. 1), котораявводится в аихту окатышей, содержа" 45щей также 0,7 вес. ь связующего вещества (бентонита) . Сырые окатыши обжигают при различной температуреи затем восстанавливают при 809 ф С в токе водорода до степени восстановления 20,0 вес,Ф, что соответствует минимуму прочности окатышей при их восстановительно-тепловой обработке. П р и м е р 2, Для получения окаттыщей из Оленегорского концентрата(0,4-0,бвес.Ж 510, шихта 1) и Лебединского концентрата ( 4,6"5,0 вбсьОшихта 2) в щихту помимо связую"щего вещества0,7 вес.Ъ бентонита),вводится сварочный шлак и известнякв различных соотношениях: для щихты1-(1,0-4,0)й 1, для шихты 2 "(0,31,0):1,Сырые окатыши обжигают при 1250и 1300 С и затем восстамюанвают на20,0 вес.Ф при 800 С в токе водорода. (Результаты испытания обожженных и восстановленных окатышейна прочность при сжатии приведеныв табл,) и Ц,Для .богатого по железу концентрата (шихта. 1) оптимальной являетсядобавка в шихту 1,0-2,0 вес.3 сварочногошлака.При соотношении сварочного алакаи известняка (1,0-4,0):1 холоднаяпрочность окатышей увеличивается посравнение с окатышами без добавокв 1,6-1,9 раз, а горячая - в 5-6 раз,(табл,3),Обожженные и восстановленные окатыши испытывают на прочность приЯ сжатии.(Результаты испытания приведены в табл.2). Для сравнения втабл.2 приведены также прочностные 87 6характеристики окатышей с добавкой нежелезосодержащих связок (оконное стекло, колеманит), состав которых приведен в табл.1.Из данных табл.2 видно, что добавка,в аихту окатышей 1-2 вес.Ф синтетической связки 1 ад повышает холодную прочность окатышей в 1,2- 1,8 раза, а горячую прочность - в 3-6 раз по сравнению с окатышами без добавки. Причем, чем больше в связке железа, тем выше горячая прочность окатыаей. Введение в шихту легкоплавких добавок ( 3 и 4) приводит к значительному повышению холодной прочности окатышей в 2,5-,5 раза при температуре их обжига на 100-150 ниже обычной. Однако горячая прочность практически не изменяется, Этот эФФект говорит о решающем значении химического состава связки, определя" ющем в конечном итоге. поведение окатышей при восстановительно-тепловой обработке.В табл. 1 приведен химический состав упрочняющих добавок.В табл. 2 приведены показателипрочности окатышей из Оленегорского концентрата (0,4-0,6 61 ) с различными добавками.7 988887 8Для концентрата с содержаниемдобавками сварочного шлака и извест 4,6-5,0 вес.Ж (шихта 2) опти- чяка (шихта 1).мальной является добавка в шихту В табл. 4 приведены показатели йроч" 3"5 вес.3 сварочного шлака, По со- ности окатышей иэ Лебединского концентотношении сварочного шлака и извест- ю рата (4,6-5,0 вес.Ф 50 )с добавками няка (0,3-1,0):1 холодная прочность сварочного шлака и известняка (шихта 2) . окатышей увеличивается по сравнению Предлагаемый способ позволяет пос окатышами без добавок в 1,1-13 ра- высить прочность обожженных окатышей за, а горячая - в 5-7 раз (табл,4). в 1, 1-1,9 раз, а прочность восстановВ табл,3 приведены показатели 1 В ленных на 203 окатышей (что соответпрочности окатышей иэ Оленегорского ствует минимуму их прочности при восконцентрата (0,4-0,6 вес,Ф 310) сстановлении) в 3-6 раэ.13 14 Таблица 3 е ее ееее ЕвФ е е Прочность, кг/окатыш, при температуре обжига, С еееееееееее Добавка, вес,Ф Соотношение 1250е 1300 Сварочныйшлак Известняк Холодная Горячая Холодная Горячая 8" 10 185 8 е 10 О 30 е 40 315 1,0 0 260 330 2,0 45 е 5.0 0,7 245 1,3 275 340 1,0 1,0 1,0 55 е 65 360 2,0 1,0 0,5 45-50 30 е 40 2,0 230 335 1,0 30 е 40 25 е 35 2 7 215 45 е 50 60 е 70 30 е 40 0,7 250 1,3 240 2 О245 2 7 230 2,0 45 е 55 1,0 2,0 2,0 55 е 65 40 е 50 370 0,66 3,0 2,0 40-50 340 25 е 35 2,0 Оэ 5 260 220 25 е 35 20-30 05 215 200 1,0 240 15 е 25 2,0 Сварочногошлакаи ивевестняка 033 30 0,25 4.,0 2,0 1,0 Железаи из"вестняка 20-30 25 е 30 30 е 40 40 е 50 30-40 25 е 35 25 е 3016 988887 Таблица 4 Прочность кг/окатыши при температуре обжига," С Добавка,вес.З Соотношение ИзвестСварочного Железа и известняка С ва рочный;. 1300 1250 няк шлака иизвест"няка шлакж шжХолодная Горячая Холодная Горячая 260 10-15 310 10-20 30-40 35-45 50-60 30-35 345 30-40 360 45-50 375 3,0 5,0 305 3,0 0,2 0,4 40-50 3,0 370 320 30-40 340 35-45 255 40-50 390 35-45 369 3,0 310 0,7 315 5,0 0,2 330 0,4 5,0 1,0 5,0 5,0 0 7 320 3 0 210 290 30-35 25-35 275 5,0 220 240 10,0 20-30е е Юг2. Способ по п.1, о т л и ч а ю-, щ и й с я тем, что соотношение железа, вносимого с железосодержащим материалом, и известняка в упрочняющей добавке поддерживают в пределах (0,2-2,7):1. Формула изобретения Источники информациипринятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРУ 169130, кл. С 22 В 1/16, 19652. Гостев Н, К, и др. Сб. Производство чугуна, вып. 4. Свердловск, изд"во УПИ, 1978, с, 29-33. 3. Авторское свидетельство СССРИ 296442, кл. С 22 В 1/243, 1973 ВНИИПИ Заказ 10995/35 Тираж 625 Подписное филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная,10;О 0,3 5,0 0,6 3,0 1,0 17,0 0,3 83 0,6 1. Способ получения окатышей, вкг 1 ючающйй смешивание шихты с введением упрочняющей добавки, состоя 40 щей из известь- и железосодержащих материалов, окомкование шихты, обжиг сырых окатышей с образованием связки и их последующую восстановительнотепловую обработку, о т л и ч а ю 45 щ и й с я тем, что, с целью повышения прочности окатышей при восстанов" лений, обжиг окатышей осуществляют при 1300-1350 дС и Формируют связку с содержанием железа 30-50 вес,ь причем количество трехвалентного железа равно 20-25 вес.Ф. 40-50 40-50 60-70 50-60 30-40 35-45 25-35