UA130177C2 - Частинка сировинного матеріалу для виготовлення агломерату, спосіб одержання частинок сировинного матеріалу для виготовлення агломерату, агломерат, спосіб одержання відновленого заліза - Google Patents

Abstract

Запропонована частинка сировинного матеріалу для виготовлення агломерату, яку можна використовувати для одержання агломерату з більш високими відновлювальними характеристиками, ніж звичайні агломерати. Частинка 1 (2) сировинного матеріалу цього винаходу являє собою частинку сировинного матеріалу для одержання агломерату, використовуваного як сировинний матеріал для одержання відновленого заліза, яка має центральну частину 11 (21) і периферійну частину 12 (22), яка покриває периферію центральної частини 11 (21). Центральна частина 11 містить металічну залізовмісну речовину, центральна частина 12 містить летку речовину, а периферійна частина 12 (22) містить оксид заліза.

Description

Галузь техніки, до якої належить винахід

Це розкриття відноситься до частинок сировинного матеріалу для виготовлення агломерату, способу одержання частинок сировинного матеріалу для виготовлення агломерату, самого агломерату, способу одержання агломерату і способу одержання відновленого заліза.

Відомий рівень техніки

Протягом багатьох років основним способом виготовлення чавуну в чорній металургії є доменний спосіб. В доменному способі кокс і сировину, яка містить оксид заліза, таку як-от агломерована руда, завантажують в доменну піч у верхній частині печі, а гаряче вдування здійснюють в доменну піч з фурми в нижній частині доменної печі. Це призводить до того, що склад гарячого вдування вступає в реакцію з коксом в доменній печі з утворенням високотемпературних відновлювальних газів (в основному газоподібного монооксиду вуглецю (СО)), які нагрівають і відновлюють сировину. Потім сировина плавиться і далі відновлюється коксом, коли розплав стікає в доменну піч і, нарешті, зберігається в горні печі у вигляді рідкого металу (чушковий чавун). Накопичений гарячий метал випускають з льотки і використовують у подальших процесах виплавлення сталі. Як описано вище, в доменному способі як відновник для непрямого відновлення оксиду заліза, який міститься в сировині, використовується вуглецевий матеріал, такий як-от кокс.

Однак останніми роками пролунали заклики до запобігання глобальному потеплінню, і тому існує гостра необхідність зниження викидів діоксиду вуглецю (СО2), який є одним із парникових газів. Як описано вище, в доменному способі як відновник використовується вуглецевий матеріал, який викликає утворення великої кількості СО». Тому були запропоновані різні способи роботи доменної печі для зниження витрати відновника (кількість використовуваного відновника на тонну чавуну) (див., наприклад, УР 2020-45508 А (РТІ 1)).

З іншого боку, існують відомі способи прямого відновлення оксиду заліза, який міститься в сировині, такі як, наприклад, спосіб одержання відновленого заліза шляхом завантаження агломератів, таких як-от випалені окатиші і агломерована руда, які є сировиною для відновленого заліза, зверху відновлювальної печі, такої як шахтна піч, при подачі газів відновників (газоподібного СО або газоподібного Нг) знизу відновлювальної печі (наприклад, УР. НО2-46644 В (РТІ 2)) і МІОРЕХ? (МІОРЕХ є зареєстрованим товарним знаком в Японії і/або інших країнах) (АТЗОЗНІ, ШЕМИОКА, БАКАСИСНІ: "МІОКЕХ? Ргосезв" КОВЕ ЗТЕЕЇ. ЕМОСІМЕЕКІМО КЕРОКТ5/У/ої. 60

Мо. 1 (2010) (МРІ 1)) В цьому способі, якщо, як відновний газ використовується лише газоподібний Нр», теоретично можливо виробляти відновлене залізо без викидів СО».

Список цитованих джерел

Патентна література

РТ. 1: УР 2020-45508 А

РТІ. 2: ОР НО2-46644 В

Не патентна література

МРГ. 1: АТЗОЗНІ, ПШЕМИОКА, БАКАСИСНІ: "МІОРЕХ? Ргосезв" КОВЕ 5ТЕЕЇ. ЕМСІМЕЕКІМО КЕРОКТ5/Мої. 60

Мо 1 (2010)

Короткий виклад суті винаходу

Технічна проблема, яка вирішується винаходом

В способі описаному в РТ 2 або МРІ 1, для зниження викидів СО» достатньо придушити реакцію відновлення газоподібним СО і прискорити реакцію відновлення газоподібним Н»о, тому, концентрація Но у відновному газі повинна бути збільшена.

Однак реакція відновлення газоподібним СО є екзотермічною реакцією (146710 ккал/кмоль (РегОз)), тоді як реакція відновлення газоподібним Но є ендотермічною реакцією (-22800 ккал/кмоль (Рег2Оз)). Отже, збільшення концентрації Нео у відновному газі викликає ендотермічну реакцію, яка знижує температуру всередині печі, гальмує реакцію відновлення і погіршує ефективність відновлення.

Для вирішення вищезгаданої проблеми погіршення характеристик відновлення, необхідний агломерат з відповідною характеристикою відновлення, а також частинки сировинного матеріалу, які можна використовувати для одержання такого агломерату.

Таким чином, може бути корисним запропонувати частинки сировинного матеріалу для виготовлення агломерату, які можна використовувати для одержання агломерату з більш високою характеристикою відновлення, ніж звичайні агломерати.

Вирішення проблеми

Таким чином заявник пропонує наступне. (1) Частинка сировинного матеріалу для виготовлення агломерату, яка є частинкою сировини для виготовлення агломерату, який використовується як сировина для одержання відновленого заліза, яка має центральну частину і периферійну частину, яка покриває периферію центральної частини, при цьому центральна частина містить металічну залізовмісну речовину або летку речовину, а периферійна частина містить оксид заліза. (2) Частинка сировинного матеріалу для виготовлення агломерату за аспектом |1), в якій оксид заліза містить щонайменше один або обидва компоненти з більш ніж 4 мас. 95 загальної води і більше 1,5 мас. 95.

ІЗІЇ Частинка сировинного матеріалу для виготовлення агломерату за аспектом (1) або (|2), в якій центральна частина має розмір частинок не менше 2 мм і не більше б мм.

І4Ї Частинка сировинного матеріалу для виготовлення агломерату за будь-яким з аспектів |(11-І(З|, в якій периферійна частина має товщину не менше 2 мм і не більше 5 мм.

І5Ї Спосіб одержання частинки сировинного матеріалу для виготовлення агломерату, який являє собою спосіб одержання частинки сировинного матеріалу аспектів (11-І4), який включає процес попереднього подрібнення сировини, яка містить оксид заліза, на сировинний порошок, а потім класифікацію сировинного порошку для селекції частинок сировинного порошку за розміром, і процес змішування і гранулювання сировинного порошку, відібраного за розміром частинок, металічної залізовмісної речовини або леткої речовини і сполучної речовини для одержання частинок сировинного матеріалу.

І6Ї Спосіб одержання частинки сировинного матеріалу для виготовлення агломерату за аспектом (5), в якому в процесі гранулювання використовують металічну залізовмісну речовину або летку речовину з розміром частинок не менше 2 мм і не більше 6 мм.

Г/1 Спосіб одержання частинки сировинного матеріалу для виготовлення агломерату за аспектом І5) або (б), в якому в процесі гранулювання товщину периферійної частини витримують не менше 2 мм і не більше 5 мм.

ІВІ Агломерат, одержаний випалюванням або спіканням і агломерацією частинок сировинного матеріалу за будь-яким з аспектів (11-І4), в якому коли центральна частина агломерованих частинок сировинного матеріалу перед випалюванням або спіканням містить металічну залізовмісну речовину, агломерована частинка сировинного матеріалу має тришарову структуру, в якій центральна частина має першу область, яка містить металічну залізовмісну речовину, і другу область, яка покриває периферію першої області, а металічне залізо металічної залізовмісної речовини, окиснюється в другій області, і коли в Центральній частині агломерованих частинок сировинного матеріалу, перед випалюванням або спіканням знаходиться летка речовина, агломерована частинка сировинного матеріалу має порожнисту структуру, причому центральна частина являє собою порожнину.

ІЗ|Ї Спосіб виготовлення агломерату, який включає випалювання або спікання і агломерацію частинок сировинного матеріалу за будь-яким з аспектів (1144) або частинок сировинного матеріалу, одержуваних способом за будь-яким з аспектів (51-(7|, в окиснювальній атмосфері при температурі не менше 1200 "С і не вище 1350 "С для одержання агломерату. 10) Спосіб одержання відновленого заліза, який включає завантаження агломерату за аспектом (8) або агломерату, одержуваного способом виготовлення за аспектом (9) у відновлювальну піч з одночасним введенням відновного газу у відновлювальну піч і відновлення оксиду заліза, який міститься в агломераті, відновним газом для одержання відновленого заліза. 11) Спосіб одержання відновленого заліза за аспектом |10), в якому як відновний газ використовують газ, який містить водень як основний компонент.

Позитивний ефект

У відповідності з цим винаходом можна одержати частинки сировинного матеріалу для виготовлення агломерату, які можна використовувати для одержання агломерату з більш високими відновлювальними характеристиками, ніж у звичайних агломератів.

Короткий опис креслень

На доданих кресленнях:

Фіг. 1 ілюструє приклад частинки звичайного агломерату;

Фіг. 2А і 28 ілюструють частинку сировинного матеріалу для виготовлення агломерату цього винаходу, де на

Фіг. 2А представлена частинка, яка має в центральній частині металічну залізовмісну речовину, а на Фіг. 28 представлена частинка, яка в центральній частині має летку речовину; і

Фіг. ЗА і ЗВ ілюструють частинку агломерату цього винаходу, де на Фіг. ЗА представлена частинка, яка має тришарову структуру, а на Фіг. ЗВ представлена частинка, яка має порожнисту структуру.

Докладний опис

Частинки сировинного матеріалу для виготовлення агломерату

Далі описуються здійснення цього розкриття з посиланням на фігури. Частинка сировинного матеріалу для виготовлення агломерату цього винаходу являє собою частинку сировинного матеріалу для одержання агломерату, який є сировиною для одержання відновленого заліза, і має центральну частину і периферійну частину, яка покриває периферію центральної частини, причому центральна частина містить металічну залізовмісну речовину або летку речовину, а периферійна частина містить оксид заліза.

Автори ретельно вивчили частинки сировинного матеріалу для виготовлення агломерату, який можна використовувати для одержання агломерату, який використовується як сировина для одержання відновленого заліза з більш високими характеристиками відновлення, ніж звичайні агломерати. Фіг. 1 ілюструє приклад частинки звичайного агломерату. Частинка 100, показана на Фіг. 1 має центральну частину 110 і периферійну частину 120, яка покриває периферію центральної частини 110. В частинці 100 центральна частина 110 складається з крупнозернистого оксиду заліза а периферійна частина 120 складається з порошку дрібнодисперсної залізної руди (тобто оксиду заліза).

Автори винаходу вивчили способи покращення характеристик відновлення агломерату. В результаті вони дійшли ідеї, що центральна частина частинки агломерату має складатися з речовини, яка практично не потребує відновлення.

Інакше кажучи, вся частинка 100 складається з оксиду заліза, і відновний газ має пройти через периферійну частину 120, щоб досягти центральної частини 110 для відновлення оксиду заліза в центральній частині 110, а утворений в реакції газ має бути видалений з поверхні частинки 100. Тому потрібно більше часу для відновлення оксиду заліза в центральній частині 110 частинки 100 ніж для відновлення оксиду заліза в периферійній частині 120. Це призводить до погіршення здатності до відновлення всієї частинки.

Тому автори вирішили, що, коли центральна частина 110, яка потребує тривалого часу для відновлення, у звичайної частинки 100 складається з металічної залізовмісної речовини з високим вмістом металічного заліза або з речовини, яка потребує незначного або взагалі не потребує відновлення, такого як порожнина, можна скоротити час, необхідний для відновлення всієї частинки, і покращити характеристики відновлення.

Автори виявили, що коли агломерат, як описано вище, виготовляють з використанням частинок сировини, в яких центральна частина складається з вищезгаданої металічної залізовмісної речовини або леткої речовини,

більша частина якої видаляється при високих температурах, а периферійна частина складається з порошку залізної руди, частинки агломерату, виготовлені в результаті процесу агломерації (процесу випалювання або процесу спікання), можуть бути приведені до стану, в якому центральна частина потребує незначного відновлення або взагалі не потребує відновлення, як описано вище, що дозволило створити цей винахід. Далі описується кожна частина цього розкриття.

Частинка сировинного матеріалу для виготовлення агломерату в цьому здійсненні являє собою частинку сировинного матеріалу для виготовлення агломерату, який є сировиною для одержання відновленого заліза з допомогою відновлювального газу, цю частинку сировинного матеріалу зазвичай називають сирим окатишем. Фіг. 2А і 28 ілюструють частинки сировинного матеріалу для виготовлення агломерату цього винаходу. Частинка 1 сировинного матеріалу, показана на Фіг. 2А, має центральну частину 11, яка містить металічну залізовмісну речовину, і периферійну частину 12, яка містить оксид заліза. Частинка 2 сировинного матеріалу, показана на Фіг. 28 має центральну частину 21, яка містить летку речовину, і периферійну частину 22, яка містить оксид заліза.

Центральна частина

Центральна частина 11(21) являє собою частину, яка становить ядро частинки сировинного матеріалу 1(2), і в цьому винаході вона містить речовину, яка не потребує відновлення або речовину, яка потребує незначного відновлення відновним газом. Зокрема, центральна частина 11(21) містить металічну залізовмісну речовину (летку речовину).

Металічна залізовмісна речовина

В цьому винаході металічна залізовмісна речовина є речовиною з високим вмістом металічного заліза і, зокрема, являє собою речовину з концентрацією металічного заліза не менше 70 мас. 95. Приклади такої металічної залізовмісної речовини включають дефектні продукти відновлення, які утворюються у виробництві відновленого заліза, просіяні продукти відновлених окатишів (відходів), різні відходи чавуну тощо, і вона може бути речовиною з вмістом металічного заліза не менше 70 мас. 95. Речовина, яка містить металічне залізо, більш переважно являє собою речовину з концентрацією металічного заліза не менше 90 мас. 95.

Летка речовина

З іншого боку, летка речовина є речовиною, яка випаровується в процесі агломерації (процесі випалювання або процесі спікання) і, зокрема, вона є речовиною зі ступенем зменшення маси не менше 90 95 при 1000 "С.

Наприклад, як летку речовину можна використовувати макулатуру або органічний матеріал. Їх конкретні приклади включають гранули на основі поліпропілену, гранули на основі деревної біомаси, макулатуру і гранули, виготовлені з відходів паперової маси.

Далі описується переважна конфігурація частинок сировинного матеріалу у разі, коли розмір цілої частинки агломерату, яка є сировиною для одержання відновленого заліза, становить 6-16 мм, коли він використовується як "зелений" окатиш. Розмір частинок центральної частини 11 переважно становить не менше 2 мм і не більше 6 мм. Коли розмір частинок центральної частини 11 перевищує 2 мм окиснюється не вся центральна частина 11, а металічна залізовмісна речовина залишається навіть при випалюванні або спіканні частинки 1 сировинного матеріалу в процесі агломерації що може покращити характеристики відновлення агломерату. Коли розмір частинок центральної частини 11 менше б мм, може бути забезпечена достатня товщина шару покриття у разі коли розмір частинок сировинного матеріалу 1(2) становить 6-16 мм, тому кількість нового сировинного матеріалу для одержання відновленого заліза може бути збільшена.

Периферійна частина

Периферійна частина 12(22) є шаром покриття, який покриває периферію центральної частини 11(21), яка є ядром частинки 1(2) сировинного матеріалу. В цьому винаході периферійна частина 12(22) може містити оксид заліза.

Джерело заліза периферійної частини 12(22) переважно містить порошок оксиду заліза, який є порошкоподібним оксидом заліза. Це дозволяє відновному газу проходити крізь проміжки між порошком оксиду заліза під час відновлення агломерату, тим самим ефективно відновлюючи оксид заліза. До складу периферійної частини 12(22) можуть входити вторинні матеріали, такі як Сао і Ма.

Коли периферійна частина 12(22) містить порошок оксиду заліза розмір частинок переважно не перевищує 125 мкм. Коли розмір частинок порошку оксиду заліза не перевищує 125 мкм, можна гранулювати і одержувати щільні частинки сировинного матеріалу 1(2) з низьким коефіцієнтом порожнеч між частинками порошку без погіршення міцності частинок сировинного матеріалу 1(2) при цьому високий коефіцієнт порожнеч може призвести до руйнування під час транспортування. Розмір частинок порошку оксиду заліза переважно не перевищує 63 мкм, а більш переважно не перевищує 45 мкм.

Товщина периферійної частини 12 переважно становить не менше 2 мм і не більше 5 мм. Коли товщина периферійної частини 12 перевищує 2 мм, можна запобігти руйнуванню або роздавлюванню шарів, які утворюють периферійну частину 12 під час випалювання. Коли товщина периферійної частини 12 не перевищує 5 мм, можна регулювати розмір частинок 1(2) сировинного матеріалу в діапазоні 6-16 мм, і в такий спосіб контролюючи час реакції відновлювальної печі.

Оксид заліза у периферійній частині 12(22) може містити сировинний матеріал відносно низької якості.

Зокрема, оксид заліза може містити щонайменше один або обидва компоненти з більш ніж 4 мас. 95 загальної води і більше 1,5 мас. 95 оксиду алюмінію. Високоякісний матеріал з високим вмістом оксиду заліза зазвичай використовується як сировина в процесі одержання відновленого заліза з використанням відновлювальної печі.

Однак останніми роками якість залізорудного порошку для одержання агломерату, який є сировиною для одержання відновленого заліза, знижується через виснаження запасів високоякісної залізної руди. Збіднена залізна руда містить велику кількість зв'язаної води і порожньої породи (оксиду алюмінію (А/І2О3) і діоксиду кремнію (5іО»)), при цьому зв'язана вода погіршує міцність агломерату і спричиняє вибухи в процесі випалювання, а порожня порода плавиться в процесі випалювання і погіршує міцність агломерату.

Для компенсації зниження міцності ефективним є зменшення вмісту зв'язаної води, яка міститься в залізній руді, в процесі сушіння і збільшення кількості тепла для випалювання. Однак одержаний таким чином агломерат має щільну структуру, що погіршує характеристики відновлення агломерату. Якщо характеристики відновлення агломерату погіршуються, то відновлення агломерату в процесі одержання відновленого заліза потребує більше часу, що знижує ефективність одержання відновленого заліза. Таким чином, існує компромісне співвідношення між міцністю і характеристиками відновлення агломерату.

Одним із способів досягнення як відповідної міцності, так і відповідної характеристики відновлення агломерату є, наприклад, зменшення розміру частинок сировинного матеріалу порівняно зі звичайним розміром.

В цьому випадку, однак, необхідно суворо контролювати розмір гранул під час гранулювання частинок сировинного матеріалу перед випалюванням або спіканням в процесі гранулювання, який важко здійснити у звичайному грануляторі. Крім того, дрібні окатиші можуть знижувати газопроникність при їх завантаженні у відновлювальну піч, що небажано з точки зору експлуатації.

В частинці 1(2) сировинного матеріалу цього винаходу центральна частина 11(21) містить металічну залізовмісну речовину (летку речовину), яка є речовиною, що потребує незначного відновлення або не потребує його взагалі. Тому навіть якщо низькосортна залізна руда, зокрема, оксид заліза периферійної частини, містить щонайменше один або обидва компоненти з більш ніж 4 мас. 95 загальної води і більше 1,5 мас. 95 оксиду алюмінію, це може компенсувати погіршення характеристики відновлення, спричинене приготуванням щільного агломерату. Таким чином, з частинок 1(2) сировинного матеріалу цього винаходу можна одержати агломерат, який має як відповідну міцність, так і відповідні характеристики відновлення. Наприклад, як оксид заліза можна використовувати залізну руду з Австралії або залізну руду з Індії з відносно високим вмістом домішок.

Розмір частинок 1(2) сировинного матеріалу переважно перевищує 6 мм і не перевищує 16 мм. При розмірі частинок 1(2) сировинного матеріалу більше б мм піч може функціонувати, забезпечуючи газопроникність всередині печі при відновленні оксиду заліза, який міститься в агломераті, одержаному при агломерації частинок 1(2) сировинного матеріалу. Коли розмір частинок 1(2) сировинного матеріалу не перевищує 16 мм, затримка відновлення всередині частинки 1(2) сировинного матеріалу може бути мінімізована для одержання агломерату з високим ступенем відновлення. Розмір частинок 1(2) сировинного матеріалу переважно перевищує 9 мм і не перевищує 16 мм.

Частка центральної частини 11 у всієї частині сировинного матеріалу 1 переважно перевищує 5 мас. 95 і не перевищує 50 мас. 95. Коли частка центральної частини 11 перевищує 5 мас. 96 можна одержати агломерат з відповідною характеристикою відновлення. Коли частка центральної частини 11 не перевищує 50 мас. 95 кількість нової сировини для одержання відновленого заліза може бути збільшена при збереженні товщини периферійної частини 12, яка являє собою шар покриття. Частка центральної частини 11 переважно перевищує 10 мас. 95 і не перевищує 20 мас. 95.

Спосіб одержання частинок сировинного матеріалу для виготовлення агломерату

Спосіб одержання частинок сировинного матеріалу для виготовлення агломерату цього винаходу являє собою спосіб одержання частинок сировинного матеріалу цього винаходу, описаних вище, і включає процес попереднього подрібнення сировинного матеріалу, який містить оксид заліза, на порошок сировинного матеріалу, а потім класифікацію (сепарацію) порошку сировинного матеріалу для селекції за розміром частинок порошку сировинного матеріалу, а також процес змішування і гранулювання скорегованого за розміром порошку сировинного матеріалу і металічної залізовмісної речовини або леткої речовини і сполучної речовини для одержання частинок сировинного матеріалу цього винаходу.

Як описано вище, частинки сировинного матеріалу для виготовлення агломерату цього винаходу можуть бути використані для одержання агломерату з більш високими характеристиками відновлення, ніж звичайні агломерати, оскільки центральна частина містить речовину, яка не потребує відновлення або речовину, яка потребує незначного відновлення. Частинки сировинного матеріалу цього винаходу можуть бути одержані за відомим способом виготовлення "зелених" окатишів. Далі описується кожен процес.

Спочатку в процесі попередньої обробки виконується попередня обробка, необхідна для подальшого процесу гранулювання. Зокрема, сировина подрібнюється, а одержаний порошок сировинного матеріалу класифікується для селекції частинок за розміром, причому сировина являє собою матеріал, який містить оксид заліза і містить не більше 4 мас. 95 зв'язаної води і/або не більше 1,5 мас. 95 оксиду алюмінію, такий як-от високоякісна залізна руда або матеріал, який містить оксид заліза і не більше 4 мас. 95 зв'язаної води і/або не більше 1,5 мас. 95 оксиду алюмінію, такий як-от низькоякісна залізна руда. Подрібнення залізорудного сировинного матеріалу може здійснюватися з використанням кульового млина або інших засобів. Класифікація може бути виконана з використанням обертового ротора, сита або інших засобів.

Потім в процесі гранулювання скорегованого за розміром в процесі попередньої обробки порошку сировинного матеріалу, металічна залізовмісна речовина або летка речовина і сполучна речовина, така як-от негашене вапно або бентоніт, змішують і гранулюють. Вони також є компонентами, які регулюють вміст Сас і

М9О. Процес можна здійснювати з використанням гранулятора, такого як-от дисковий гранулятор, барабанний змішувач або інших засобів. В такий спосіб можуть бути одержані частинки сировинного матеріалу для виготовлення агломерату.

Як описано вище, в процесі гранулювання переважно використовувати металічну залізовмісну речовину або летку речовину з розміром частинок не менше 2 мм і не більше б мм. Як описано вище, переважно в процесі гранулювання витримувати товщину периферійної частини не менше 2 мм і не більше 5 мм.

Агломерат

Агломерат цього винаходу являє собою агломерат, одержаний випалюванням або спіканням і агломерації частинок сировинного матеріалу для виготовлення агломерату цього винаходу, описаного вище, причому, коли центральна частина агломерованої частинки сировинного матеріалу перед випалюванням або спіканням містить металічну залізовмісну речовину, агломерована частинка сировинного матеріалу має тришарову структуру, в якій центральна частина має першу частину, яка містить металічну залізовмісну речовину, і другу частину, яка покриває периферію першої частини, і металічне залізо, яке міститься в металічній залізовмісній речовині окиснюється в другій частині і коли центральна частина агломерованого сировинного матеріалу перед випалюванням або спіканням містить летку речовину, частинка агломерованого сировинного матеріалу має порожнисту структуру, в якій центральна частина являє собою порожнину.

Як описано вище, в частинці сировинного матеріалу для виготовлення агломерату цього винаходу, центральна частина містить металічну залізовмісну речовину або летку речовину. Коли центральна частина 11 частинки 1 сировинного матеріалу містить металічну залізовмісну речовину, якщо частинки 1 сировинного матеріалу випалюють або спікають, то нагрівання в процесі випалювання або спікання призводить до окиснення металічного заліза в частині центральної частини 11, прилеглої до периферійної частини 12, а внутрішня частина центральної частини 11 залишається не окисненою і залишається у вигляді металічної залізовмісної речовини. В результаті, як показано на Фіг. ЗА, частинка З агломерату має тришарову структуру, яка має першу область З1а, яка містить металічну залізовмісну речовину, другу область 316 з окисненим металічним залізом, яка покриває периферію першої області З1а, і периферійну частину з оксидом заліза 32.

З іншого боку, якщо центральна частина 21 частинки 2 сировинного матеріалу містить летку речовину, то коли частинку 2 сировинного матеріалу випалюють або спікають, тому нагрівання в процесі випалювання або спікання призводить до того, що летка речовина в центральній частині 21 випаровується. В результаті, як показано на Фіг. ЗВ, частинка 4 агломерату має порожнисту структуру, причому центральна частина 41 являє собою порожнину, а периферійна частина 42 містить оксид заліза.

В частинках З і 4, показаних на Фіг. ЗА і ЗВ, центральні частина З1а і область 41 знаходяться в стані, який не потребує відновлення. Тому агломерат цього винаходу, який містить частинки З або 4, має більш високі характеристики відновлення, ніж звичайні агломерати.

Для частинки З шар (друга область) 316, утворена окисненням металічної залізовмісної речовини центральної частини 11 частинки 1 сировинного матеріалу, утворює оболонку, і тому частинка має більш стабільну структуру, ніж в іншому випадку. Частинка 4, хоча її оболонка, подібна до шару (другої області) 316 частинки З, не сформована, має щільний спеклий шар, утворений в структурі внутрішньої стінки порожнистої частини 41, через тепло, яке утворюється при згорянні леткої речовини центральної частини 21 частинки 2 сировинного матеріалу. В результаті частинка 4 має більш високу початкову міцність, ніж частинка з порожнистою структурою через використання тепла, одержаного зсередини.

Спосіб одержання агломерату

Спосіб одержання агломерату цього винаходу включає випалювання або спікання і агломерацію частинок сировинного матеріалу цього винаходу або частинок сировинного матеріалу, одержуваних описаним вище способом одержання частинок сировинного матеріалу цього винаходу в окиснювальній атмосфері при температурі не менше 1200 "С і не вище 1350 "С для одержання агломерату.

В частинці сировинного матеріалу для виготовлення агломерату цього винаходу або частинці сировинного матеріалу, одержаної описаним вище способом одержання частинки сировинного матеріалу за цим розкриттям, центральна частина містить металічну залізовмісну речовину або летку речовину, а периферійна частина містить оксид заліза. При випаленні або спіканні сировинного порошку заліза в окисній атмосфері при температурі не менше 1200"С і не вище 1350 7С для одержання агломерату, металічне залізо в частині, яка примикає до периферійної частини, окиснюється, коли центральна частина частинки сировинного матеріалу має металічну залізовмісну речовину, а летка речовина випаровується, коли центральна частина частки сировинного матеріалу містить летку речовину. В результаті частинка агломерату має або тришарову структуру, як показано на Фіг. ЗА, або порожню структуру, як показано на Фіг. ЗВ, таким чином утворюючи агломерат з вищими характеристиками відновлення, ніж звичайні агломерати.

Випалювання частинок сировинного матеріалу може бути здійснене з використанням обертової або подібної печі. Зокрема, частинки сировинного матеріалу для виготовлення агломерату цього винаходу або частинки сировинного матеріалу, одержувані описаним вище способом одержання частинок сировинного матеріалу цього винаходу, завантажують в обертову піч і поміщають в окиснювальну атмосферу, таку як-от повітря при температурі вище 1200 "С і нижче 1350 "С. В такий спосіб можна одержувати випалені окатиші.

Спікання частинок сировинного матеріалу може бути виконане з використанням агломераційної машини.

Зокрема, частинки сировинного матеріалу для виготовлення агломерату цього винаходу або частинки сировинного матеріалу, одержані описаним вище способом одержання частинок сировинного матеріалу цього винаходу, і гранульовані частинки, одержані шляхом гранулювання звичайних частинок сировинного матеріалу, змішують і суміш поміщають в окиснювальну атмосферу при температурі не менше 1200 "С і не вище 1350 70. В такий спосіб можна одержати агломеровану руду.

Спосіб одержання відновленого заліза

Спосіб одержання відновленого заліза цього винаходу включає завантаження агломерату цього винаходу або агломерату, одержаного описаним вище способом одержання агломерату цього винаходу у відновлювальну піч з одночасним введенням відновного газу в відновлювальну піч для відновлення оксиду заліза, який міститься в агломераті для одержання відновленого заліза.

Як описано вище, агломерат цього винаходу або агломерат, одержуваний за способом одержання агломерату цього винаходу, має більш високі характеристики відновлення, ніж звичайні агломерати. Шляхом завантаження такого агломерату у відновлювальну піч, таку як-от шахтна піч, при подачі відновлювального газу можна ефективно виробляти відновлене залізо.

В цьому описі коксовий газ, конвертований газ з природного газу (який містить вуглеводень як компонент), змішаний газ з газоподібного СО і газоподібного Н2, газоподібний Но (газ з концентрацією Но 100 95) тощо, може бути використаний як відновний газ. Однак переважно як відновний використовують газ, який містить Но як основний компонент. Використовуваний в описі термін "газ, який містить Но як основний компонент" означає газ з концентрацією Но не менше 50 95 об. Це може зменшити викиди СО».

Концентрація Но у відновному газі переважно перевищує 65 95 об. Це може посилити ефект зменшення викидів СО». Концентрація Но у відновному газі переважно перевищує 70 95 об., більш переважно перевищує 80 95 об., ще більш переважно перевищує 90 95 об., а найбільш переважно становить 100 95 об., тобто найбільш переважно використовувати газоподібний Н» як відновний газ. Використовуючи газоподібний Н»о як відновний газ, можна виробляти відновлене залізо без викидів СО».

Приклади

Далі описуються приклади цього розкриття, але це розкриття не обмежується цими прикладами.

Традиційний приклад 1

Випалені окатиші готують з використанням бразильської залізної руди, хімічний склад якої наведений в таблиці 1. Зокрема, залізну руду спочатку подрібнюють, а одержаний порошок залізної руди класифікують для одержання порошку залізної руди з розміром частинок -63 мкм. Далі порошок залізної руди змішують з негашеним вапном як сполучною речовиною і готують сирі окатиші діаметром 12 мм, регулюючи вологість в грануляторі.

Приготовані сирі окатиші потім прожарюють при температурі 1350 "С на повітрі протягом 60 хв. В такий спосіб виготовляли випалені окатиші у вигляді агломерату традиційного прикладу 1. Значення відновлюваності одержаних випалених окатишів визначають відповідно до .15-М8713 і результат становив 60 95.

Таблиця 1 11111111 те | 5» | АБО | МоО | Зв'язанавода8

Традиційний приклад 2

Агломеровану руду одержують з використанням порошку сировинного матеріалу, одержаного шляхом змішування залізної бразильської руди і австралійської залізної руди, склад яких наведений в таблиці 1 у співвідношенні 50:50. Зокрема, гранульовані частинки були спочатку одержані шляхом гранулювання залізної руди разом з вапняком, рудою і коксовою дрібницею в якості вторинних матеріалів. Середній діаметр виготовлених гранульованих частинок становить близько 3-4 мм, а всередині частинки містилося ядро частинки (концентрація заліза: 57 мас. 95) з максимальним розміром близько 1 мм. Одержані таким чином гранульовані частинки завантажують у невеликий тестер для спікання і спікають. Для спікання використовують сталевий посуд з висотою шару заповнення 600 мм і діаметром 300 мм, спікання проводять при постійному перепаді тиску з розрідженням на всмоктуванні 6,9 кПа. Одержану агломеровану руду чотири рази скидали з висоти 2 м для виділення з одержаної агломерованої руди частинок розміром 19-22 мм. Таким чином, виготовляли агломеровану руду у вигляді агломерату традиційного прикладу 2. Значення відновлюваності одержаної агломерованої руди визначали відповідно до 9У15-М8713 і результат становив 65-70 95.

Приклад 1

Випалені окатиші в якості агломерату прикладу 1 були виготовлені таким самим чином, як і в традиційному прикладі 1. Однак при одержанні "зелених" окатишів (частинок сировинного матеріалу) для виготовлення агломерату порошок заліза прямого відновлення ОКІ (концентрація заліза: 80,4 мас. 95, частинки розміром: 3-5 мм (менше сита 5 мм і більше сита З мм), ступінь металізації (- частка відновленого заліза/загальний вміст заліза): 80 95), одержаний в процесі виготовлення відновленого заліза, був доданий для виготовлення "зелених" окатишів (частинок сировинного матеріалу), які містять порошок ОКІ як центральну частину. Всі інші умови були такими самими, як у традиційному прикладі 1. Визначали значення відновлюваності одержаних випалених окатишів, і результат становив 80 95.

Приклад 2

Випалені окатиші в якості агломерату прикладу 2 були виготовлені таким самим чином, як і в традиційному прикладі 1. Однак, при виготовленні "зелених" окатишів (частинок сировинного матеріалу) для виготовлення агломерату, порошок ОКІ (концентрація заліза: 75,2 мас. 95, частинки розміром: 3-5 мм (менше сита 5 мм і більше сита З мм), ступінь металізації (- частка відновленого заліза/загальний вміст заліза): 65 95), одержаний в процесі виготовлення відновленого заліза, був доданий для виготовлення "зелених" окатишів (частинок сировинного матеріалу), які містять порошок ОКІ як центральну частину. Всі інші умови були такими самими, як і у традиційному прикладі 1. Визначали значення відновлюваності одержаних випалених окатишів, і результат становив 78 95.

Приклад З

Агломеровану руду у вигляді агломерату прикладу З виготовляли так само, як і в традиційному прикладі 2.

Однак гранульовані частинки виготовляли з використанням лише австралійської залізної руди, одержані гранульовані частинки змішували з "зеленими" окатишами, виробленими тим самим способом, що і у прикладі 1 для виготовлення змішаного сировинного матеріалу для гранулювання, і одержану змішану сировину для гранулювання завантажували у невеликий тестер для спікання і спікали. Всі інші умови були такими самими, як і у традиційному прикладі 2. Визначали значення відновлюваності одержаної агломерованої руди, і результат становив 90 95.

Приклад 4

Агломеровану руду у вигляді агломерату прикладу 4 виготовляли так само, як у прикладі 3. Однак "зелені" окатиші виготовляли тим самим способом, що і у прикладі 2. Всі інші умови були такими самими, як у прикладі 3.

Визначали значення відновлюваності одержаної агломерованої руди, і результат становив 84 95.

Приклад 5

Агломеровану руду у вигляді агломерату прикладу 4 виготовляли так само, як і у прикладі 1. Однак при одержанні "зелених" окатишів замість порошку ОКІ додавали частинки поліпропілену (діаметром: 3-5 мм). Всі інші умови були такими самими, як і у прикладі 1. Визначали значення відновлюваності одержаних випалених окатишів, і результат становив 79 95.

Оцінка характеристик відновлення агломерату

Як описано вище, відновлюваність агломерованої руди в традиційних прикладах 1 і 2 становила близько 60- 70 95, а відновлюваність агломерованої руди в прикладах 1-5 становила не менше 79 95, що вказує на те, що агломерована руда в прикладах 1-5 має більш високі характеристики відновлення, ніж в традиційних прикладах 1 і 2. Порівняння прикладу 1 з прикладом 2 і порівняння прикладу З з прикладом 4 показує, що коли ступінь металізації центральної частини "зелених" окатишів (частинок сировинного матеріалу) збільшується, значення відновлюваності також збільшується.

Оцінка міцності агломерату

Агломерати прикладів 1-5 мали такий самий рівень міцності, як і агломерати традиційних прикладів 1 і 2, їі їх можна було без проблем використовувати для виготовлення відновленого заліза. Тому агломерати прикладів 1-5 мали як відповідну міцність, так і відповідні характеристики відновлення.

Промислова застосовність

У відповідності з цим винаходом можна одержати частинки сировинного матеріалу для виготовлення агломерату, які можна використовувати для виготовлення агломератів з більш високими характеристиками відновлення, ніж у звичайних агломератів, які використовуються у сталеливарній промисловості.

Список посилальних позицій 1, 2 частинки сировинного матеріалу

З, 4 частинки агломерованої руди 11, 21, 31, 41 центральна частина 12, 22, 32, 42 периферійна частина

З1а перша область 316 друга область

ОН НЕ

КАЖЕ ще я с ча т С на

Я пк, С ом а кн

Фіг.

ТУ з я ще о у Зк я и В а зе с а

Фіг. 2А

СЯ вх, ох

ЖК оо Ж ре у В ж

Я ж ж з й з МК

Б КА

Фіг. 288 дек М в Че я и М т, х же ї з ї С

КО Мов п Б

КК г ЕН с

В Ж зр Ід т С х к я я Б с З за пе КО ох З з я з одн

Фіг. ЗА док й дк ОО о ба ну й

Фіг. ЗВ

Ргоуїдей аге гаху тагегіа! рагісіе5 Гог (фе ргодисноп ої ап ареіотега(е, абіє (о ргодисе ап авеіотегасе Нахуіпе а Ніорег гедисіпе ргорепу.

Те гаху тагсегіа! рагісіе5 1 (2) ої Фе ргезепі іпуепцоп, Гог ргодисіпе ап агеіотега(е ихей аб гаху тагегіа! Гог (йе ргодисноп ої гейисей ігоп соптргіве: сепіга! рагі5 11 (21) апа ошег регірбега! рагіх 12, (22) соуегіпе Фе сігсипегепсе ої Фе сепіга! рагі5 11 (21). Тре гаху тагепіа! рагисіе5 аге спагасіегі/лед іп Фа Фе сепіга! рапії 11 Баха тегаї ігоп-сопіаіпіпе хиб8(апсе, (пе сепег рагі 21 Нав а хоЇайіе зибегапсе, апа фе ошег регірбегаї рагіх 12 (22) рахе ап 1гоп охіде.

Claims (11)

1. Частинка сировинного матеріалу для виготовлення агломерату, яка є частинкою сировинного матеріалу для виготовлення агломерату, який використовується як сировина для одержання відновленого заліза, яка має: центральну частину і периферійну частину, яка покриває периферію центральної частини, при цьому центральна частина складена з металічної залізовмісної речовини із вмістом металевого заліза не менше 70 мас. бо або леткої речовини, причому леткою речовиною є поліпропілен, деревна біомаса, використаний папір або відходи паперової маси, а периферійна частина містить оксид заліза.

2. Частинка сировинного матеріалу для виготовлення агломерату за п. 1, в якій оксид заліза містить щонайменше один або обидва компоненти з більш ніж 4 мас. Уо зв'язаної води і більше 1,5 мас. о оксиду алюмінію.

3. Частинка сировинного матеріалу для виготовлення агломерату за п. | або 2, у якій центральна частина має розмір не менше 2 мм і не більше 6 мм.

4. Частинка сировинного матеріалу для виготовлення агломерату за будь-яким з пп. 1-3, у якій периферійна частина має товщину не менше 2 мм і не більше 5 мм.

5. Спосіб одержання частинки сировинного матеріалу для виготовлення агломерату за будь- яким з пп. 1-4, який включає процес попереднього подрібнення сировини, яка містить оксид заліза, на сировинний порошок, а потім класифікацію сировинного порошку для селекції частинок сировинного порошку за розміром, і процес змішування і гранулювання сировинного порошку, розмір частинок якого був скоригований, металічної залізовмісної речовини з концентрацією металевого заліза 70 мас. Уо 1 більше або леткої речовини, яка являє собою поліпропілен, деревну біомасу, використаний папір або відходи паперової маси, і сполучної речовини для одержання частинок сировинного матеріалу.

6. Спосіб одержання частинки сировинного матеріалу для виготовлення агломерату за п. 5, за яким в процесі гранулювання використовують металічну залізовмісну речовину або летку речовину з розміром частинок не менше 2 мм і не більше 6 мм.

7. Спосіб одержання частинки сировинного матеріалу для виготовлення агломерату за п. 5 або 6, за яким в процесі гранулювання товщину периферійної частини витримують не менше 2 мм 1 не більше 5 мм.

8. Агломерат, одержаний випалюванням або спіканням і агломерацією частинок сировинного матеріалу за будь-яким з пп. 1-4, в якому агломерована частинка сировинного матеріалу має тришарову структуру, що складається з центральної частини та периферійної частини, при цьому центральна частина має першу область, яка містить металічну залізовмісну речовину з концентрацією металічного заліза 70 мас. 90 1 більше, 1 другу область, яка покриває периферію першої області, а металічне залізо металічної залізовмісної речовини, є окисненим в другій області, або агломерована частинка сировинного матеріалу має порожнисту структуру, що складається з центральної частини та периферійної частини, причому центральна частина являє собою порожнину, а периферійна частина містить оксид заліза.

9. Спосіб виготовлення агломерату, який включає випалювання або спікання і агломерацію частинок сировинного матеріалу за будь-яким з пп. 1-4 або частинок сировинного матеріалу, одержуваних способом за будь-яким з пп. 5-7, в окиснювальній атмосфері при температурі не менше 1200 1 не вище 1350 "С для одержання агломерату.

10. Спосіб одержання відновленого заліза, який включає завантаження агломерату за п. 8 або агломерату, одержуваного за способом виготовлення за п.9, у відновлювальну піч з одночасним введенням відновного газу у відновлювальну піч і відновлення оксиду заліза, який міститься в агломераті, відновним газом для одержання відновленого заліза.

11. Спосіб одержання відновленого заліза за п. 10, за яким як відновний газ використовують газ, який як основний компонент містить водень.