UA146334U - Спосіб виробництва офлюсованого огрудкованого матеріалу з підвищеним вмістом заліза - Google Patents

Abstract

Спосіб виробництва офлюсованого огрудкованого матеріалу з підвищеним вмістом заліза включає роздільне дозування компонентів в дві шихти з різними флюсами, різною або однаковою основністю в складі: залізорудний концентрат, флюси і зв'язуюча добавка, їх роздільне змішування і отримання з кожної шихти сирих окатишів з низькою і високою температурами плавлення, змішування цих сирих окатишів, завантаження суміші окатишів у випалювальний агрегат із наступною термообробкою в окислювальній атмосфері, що включає сушіння, нагрів, високотемпературний випал і охолодження. На металізовані окатиші або металізовану залізну руду, крупністю 0-14 мм, накатують шихту з високою температурою плавлення, завтовшки 8-4 мм. Отримані сирі окатиші, крупністю 8-25 мм, із закатаними всередину металізованими окатишами або металізованими кусками залізної руди подають в суміш у кількості 65-85 % з окатишами з низькою температурою плавлення у кількості 35-15 %. Нагрівання суміші сирих окатишів здійснюють зі швидкістю від 100 до 500 °C/хв. Охолодження, отриманого після випалу огрудкованого матеріалу, здійснюють зі швидкістю від 100 до 600 °C/хв.

Description

Корисна модель належить до області підготовки залізорудної сировини до металургійного переділу, зокрема до способів виробництва офлюсованого огрудкованого матеріалу з підвищеним вмістом заліза для доменної плавки, і може бути використана в гірничорудній і металургійній промисловості.

Відомі способи виробництва металізованих продуктів, які мають високий (80-95 95) вміст заліза, що включають твердофазне відновлення багатих грудкових залізних руд або обпалених окатишів при температурах 850-1050 "С у різних відновлювальних агрегатах: шахтних печах, ретортах, трубчастих обертових печах та ін. (11.

Основним недоліком використання металізованих продуктів у доменній плавці є висока їх собівартість, що не окупається одержаним ефектом у доменному виробництві. Металізовані обпалені окатиші або кускові руди мають ще і низький (0,1-0,4 ч.од.) ступінь офлюсування, що потребує додаткового використання флюсу у доменній плавці. Низький кут природного укосу металізованих окатишів не дозволяє рівномірно розподіляти їх при завантаженні по діаметру колошника доменної печі, що ускладнює хід плавки та знижує стійкість футерівки шахти печі.

Висока пірофорність (окиснення заліза в повітряній окисній атмосфері) при тривалому транспортуванні від виробника до доменної печі та зберіганні у бункерах шихтового відділення доменного цеху також ускладнює їх використання у доменній плавці.

Найбільш близьким аналогом корисної моделі по технічній суті та результату, що досягається, є спосіб виробництва офлюсованого огрудкованого матеріалу з підвищеним вмістом заліза, що включає дозування компонентів шихти у складі: залізорудний концентрат, флюси, легкоплавкі з'єднання, тверде або рідке паливо (0-42 95 вуглецю), зв'язуюча добавка, їх змішування та одержання з такої шихти сирих окатишів з низькою температурою плавлення крупністю 8-14 мм, офлюсованих вапняком, у яких відношення Саб/біОг більше 2,1 ч.од., а кількість окатишів з низькою температурою плавлення у суміші дотримують 40-20 95, змішування цих сирих окатишів із металізованими окатишами або металізованими рудами з високою температурою плавлення крупністю 10-20 мм зі ступенем металізації 5-95 95 у кількості 60-80 95, завантаження суміші у випалювальний агрегат із наступною її термообробкою, яка включає сушіння, нагрівання, високотемпературний випал і охолодження продукту безокисним газоподібним теплоносієм, в якому міститься менше 0,2 95 кисню, з наступними температурами

Зо при подачі його в зони термообробки: сушіння - 350-450 "С, нагрівання - 600-1100 "С, випал - 1200-1300 С й охолодження - 10-30 С, причому як безокисний газоподібний теплоносій використовують або нагрітий до необхідної температури інертний газ (азот, аргон та ін.), або продукти повного спалювання будь-яких видів палива в атмосферному або забаластованому повітрі, що містять менше 0,2 95 кисню |21.

Основними недоліками відомого способу виробництва офлюсованого огрудкованого матеріалу з підвищеним вмістом заліза є: труднощі створення і неможливість постійної підтримки слабоокислювальної (менше 0,2 95 кисню) газової атмосфери в існуючих агрегатах для термозміцнення окатишів, а також зниження вмісту заліза через суттєве окислення незахищених металізованих окатишів або металізованої залізної руди в суміші при нагріванні, випалюванні й охолодженні в окислювальній атмосфері.

В основу корисної моделі поставлена задача підвищити вміст заліза в офлюсованому огрудкованому матеріалі за рахунок переміщення всередину окатишів із високою температурою плавлення металізованих окатишів або металізованих кусків залізної руди, оберігаючи метал від окислення в зоні нагріву оболонкою з шихти, а потім ще, ізолюючи його розплавом низькотемпературних окатишів у зоні випалу, максимально виключивши окислення заліза у зоні охолодження, тобто в зонах із найбільшим вмістом кисню в теплоносії (при нагріванні і охолодженні), що значно поліпшить металургійні характеристики огрудкованого матеріалу і підвищить продуктивність доменної печі та знизить питому витрату коксу у доменній плавці.

Поставлена задача вирішується у такий спосіб.

На відміну від відомого способу, у способі виробництва офлюсованого огрудкованого матеріалу з підвищеним вмістом заліза, що включає роздільне дозування компонентів в дві шихти з різними флюсами, різною або однаковою основністю в складі: залізорудний концентрат, флюси і зв'язуюча добавка, їх роздільне змішування і отримання з кожної шихти сирих окатишів з низькою і високою температурами плавлення, змішування цих сирих окатишів, завантаження суміші окатишів у випалювальний агрегат із наступною термообробкою в окислювальній атмосфері, що включає сушіння, нагрів, високотемпературний випал і охолодження, згідно з корисною моделлю, є істотні відмінності які полягають у тому, що на металізовані окатиші або металізовану залізну руду, крупністю 0-14 мм, накатують шихту з високою температурою плавлення, завтовшки 8-4 мм, для отримання необхідної міцності сирих окатишів і захисту бо металізованих окатишів або руди від окислення при нагріві і охолодженні, а отримані сирі окатиші, крупністю 8-25 мм, із закатаними всередину металізованими окатишами або металізованими кусками залізної руди подають в суміш у кількості 65-85 90 з окатишами з низькою температурою плавлення у кількості 35-15 96, причому нагрівання суміші цих сирих окатишів здійснюють зі швидкістю від 100 до 500 "С/хв., а охолодження отриманого після випалу огрудкованого матеріалу з підвищеним вмістом заліза здійснюють зі швидкістю від 100 до 600 "С/хв.

Спосіб здійснюють таким чином.

Компоненти шихти для отримання сирих окатишів із високою температурою плавлення: металізовані окатиші або куски металізованої руди розміром 0-14 мм, залізорудний концентрат із будь-яким вмістом 5іОг, флюс, що містить магній, для забезпечення основності 0-0,6 ч.од., зв'язуюча добавка. На металізовані окатиші або куски металізованої руди, які мають гідрофільну поверхню, накатують цю шихту, завтовшки 8-4 мм, для отримання необхідної міцності сирих окатишів і захисту металізованих окатишів або руди від окислення при нагріві і охолодженні та отримують сирі окатиші з високою температурою плавлення крупністю 8-25 мм.

Компоненти шихти для отримання сирих окатишів з низькою температурою плавлення: залізорудний концентрат із будь-яким вмістом 5іОг, флюс-вапняк для забезпечення необхідної загальної основності 1,1-1,5 ч.од. і зв'язуюча добавка, які дозуються в заданому співвідношенні, змішуються, і з цієї шихти отримують сирі окатиші з низькою температурою плавлення крупністю 8-14 мм.

Сирі окатиші з високою і низькою температурами плавлення акуратно, виключаючи їх руйнування, змішуються при перевантаженнях із конвеєра на конвеєр, при кількості перших 65- 85 95 і других 35-15 95 та піддаються термообробці у випалювальному агрегаті при наступному режимі: сушіння теплоносієм із температурою 300-400 С, нагрівання теплоносієм з температурою від 400 до 1300"С зі швидкістю нагріву від 100 до 500 "С/хв., високотемпературний випал теплоносієм з температурою 1300-1400 С і охолодженням повітрям із температурою 10-30 С від 1300-1400 "С до 100-150 С зі швидкістю від 100 до 600 "С/хв.

Накатана на металізовані окатиші або металізовану залізну руду оболонка, завтовшки 8-4 мм, із високотемпературної шихти оберігає їх від окислення в зонах нагріву, випалу і

Зо охолодження. Зниження товщини оболонки нижче 4 мм не дозволяє повною мірою захистити металізовані матеріали від окислення, накатувати оболонку, товщу за 8 мм, недоцільно, тому що підвищується розмір сирих окатишів з високою температурою плавлення вище граничного - 25 мм. Розплав, що утворився, при розплавленні в зоні випалу з низькотемпературних окатишів, додатково обволікає високотемпературні окатиші з закатаними усередину металізованими матеріалами та при охолодженні, застигаючи, служить їх зв'язкою, а також охороняє від окислення в процесі охолодження повітрям огрудкованого матеріалу.

Збільшення в процесі зміцнення матеріалу швидкості нагріву і охолодження, скорочує час перебування його в цих окислювальних зонах та, як і накатана на металізовані матеріали оболонка, завтовшки 8-4 мм, з високотемпературної шихти не допускає окислення металізованої частини готового продукту, збільшуючи у ньому вміст заліза.

Приклад реалізації способу.

Запропонований спосіб отримання офлюсованого огрудкованого залізорудного матеріалу з підвищеним вмістом заліза був випробуваний на напівпромисловій установці, яка повністю імітує виробництво зазначеного матеріалу на промислових агрегатах.

Отримання сирих високо- і низькотемпературних окатишів здійснювалося в безперервному режимі у чашкових комкувачах діаметром 1 м. Сирі окатиші з низькою температурою плавлення, офлюсованих вапняком до основності 1,8-4,1 ч.од. і розміром 8-14 мм, виготовляли з різними величинами основності. Сирі окатиші з високою температурою плавлення були виготовлені з металізованих окатишів або металізованих кусків залізної руди, на які була накатана високотемпературна оболонка, завтовшки 8-4 мм, для отримання необхідної міцності сирих окатишів і захисту (металізованого матеріалу окатишів і руди) від окислення при нагріві і охолодженні до їх крупності 8-25 мм. Вона була виготовлена з шихти наступного складу: залізорудний концентрат, флюс, що містить магній, який забезпечує основність 0-0,6 ч.од. і зв'язуюча добавка. Склад суміші сирих окатишів для термозміцнення: 65-85 95 високотемпературних і 35-1595 низькотемпературних забезпечує загальну основність (Саб/5іОг-1,1-1,5 ч.од.) офлюсованого огрудкованого залізорудного матеріалу з підвищеним вмістом заліза.

Термообробку сумішей високотемпературних і низькотемпературних сирих окатишів виконували у футерованій вогнетривкою цеглою обпалювальній чаші внутрішнім діаметром 300 бо мм і висотою 500 мм. Режим термообробки матеріалу в чаші відповідав режиму, що застосовується в промислових випалювальних агрегатах: сушіння продувом знизу доверху і потім зверху вниз теплоносієм з температурою 350-400 С крізь шар; нагрів теплоносієм обпалювального матеріалу з підвищенням його температури від 400 "С до максимальної 1300- 1400 "С з різною 100-500 "С/хв. швидкістю нагріву; високотемпературний випал з максимальною 1300-1400 "С температурою; охолодження матеріалу від максимальної до температури 100- 150 "С продувом холодного повітря з різною швидкістю охолодження у діапазоні 100-600 "С/хв.

Розмір кусків і їх однорідність в огрудкованому матеріалі залежала від співвідношення в суміші низькотемпературних і високотемпературних окатишів, а також рівномірності розподілу низькотемпературних окатишів між високотемпературними окатишами.

Металургійні характеристики офлюсованого огрудкованого залізорудного матеріалу з підвищеним вмістом заліза в процесі відпрацювання технології (Таблиця 1) дозволили визначити оптимальні показники складів і режимів їх термозміцнення. Порівняння ж їх значень із показниками металургійних характеристик відомих огрудкованих матеріалів (Таблиця 2) показали переваги запропонованого матеріалу.

Застосування заявленого способу виробництва офлюсованого огрудкованого матеріалу з підвищеним вмістом заліза з 55 до 75,695 дозволяє зменшити у доменній печі, наприклад корисним об'ємом 5000 м3, вихід шлаку з 402 до 350 кг/т, підвищити продуктивність печей на 35 95 та знизити питому витрату коксу на 20,6 95 (Таблиця 3).

Джерела інформації: 1. Бондаренко Б.И., Шаповалов В.А., Гармаш Н.И. Теория и технология бескоксовой металлургии. - Киев: Наукова думка, 2003. - С. 535. 2. Лялюк В.П., Журавльов Ф.М., Ступнік М.І. та ін. Патент України Мо 85795, МПК С228В8 1/14, 2013, Бюл. 22.

Таблиця 1

Показники процесу отримання огрудкованого матеріалу 1 Її 2 | 3141516

Основність Сао/зіо», ч.од.: би 0,3 0,6 би 03 0,6 сирих окатишів із в.т.п. 2. ж 1,4 1,6 1,8 1,4 1,6 1,68 сирих окатишів із н.т.п. | 14 13 15 14 13 15 сього огрудкованого матеріал ' ' ' ' ' '

Ппошшии СЕ ЖЕ ЕЕ ПЕ ПЕ ПЕ - 2. вапняк |вапняк |вапняк |вапняк )|вапняк |вапняк у шихті для окатишів із н.т.п. т, 8-14 8-14 8-14 8-14 8-14 8-14 сирих окатишів із н.т.п.

Кількість закатаного в окатиші з в.т.п. обпалення, "С

Швидкістьохолодження, "С/хв. | 100 | 7100 / 100 | 200 | 400 | 600 - - -57 осо класвутотовомупродукт я: 798 | 807 | 786 | во» | 84 | 7БИ 5-20 ММ 171 14,8 19,6 21,5 16,3 17,3 31 4,5 2,8 21 2,3 3,4 0-5 мм воновх барабані (ДСТУ ІЗО 913 | 93 | 932 | 929 | 927 | 936 2005), з: на удар (75 мм) 3,5 38 с 37 42 32 стираність (0-0,5 мм) " " " " " "

Продовження Таблиці 1

Міцність при відновленні (ДСТУ ІЗО 7215:2008), Уо: 80,5 71,2 79,5 87,6 94,6 79,9 на удар (15 мм) 5,0 4,5 41 3,7 32 4,0 стираність (0-0,5 мм)

Газопроникність і усадка шару при відновленні (ДСТУ 3205-95): 20 19 16 17 21 18 усадка шару, 90 72 70 69 68 73 71 перепад тиску, Па 7215:200), 95 93,3 92,4 91,6 89,2 90,1 91,7 в.т.п.", н.т.п." - відповідно, окатиші з високою та низькою температурою плавлення; вапмо"" - вапняк, що містить магній.

Таблиця 2

Металургійні характеристики різних огрудкованих залізорудних матеріалів

Промислові Способи отримання офлюсованих

Промисло- .

М неофлюсо- локальних спеків вий офлюсо- г. - :

Показники В вані і . Спосіб- Спосіб за ваний - ІСпосіб-аналогі . офлюсовані найближчий | корисною агломерат : ПІ окатиші аналог 21 моделлю 51,2-57,6 62,2-65,8 62,9-64,4 63,3-74,2 63,7-75,6

Вміст Ге, 95 9,1-15,6 1,3-2,7 2,1-3,8 3,8-5,7 3,1-5,9

Вміст ЗіОг, 90 10,4-9,2 7,1-4,7 6,6-3,7 6,3-2,8 6,3-2,8 понноть (Саб/зіо»), 12-1,8 0-25 | 255 БО| 121-145 0 1,21-1,55

Вміст класів, 9: 60-100 ммі 23,7-35,6 0 0 0 (0) 20-60 мм 55,9-34,3 0 85,3-72,4 80,4-76,2 82,1-71,8 5-20 мм 12,3-7,8 93,5-97,3 12,6-24 4 15,8-21,5 15,7-25,1 0-5 мм 8,1-20,4 4,5-2,7 2,1-3,2 1,8-3,3 22-31

Міцність у барабані,

ДСТУ ІЗО 3271:2005, Фо: 84,5-57,4 92,4-971 92,7-96,7 91,3-93,2 91,5-92,8 на удар (45 мм) 8,3-10,2 5,8-1,5 3,8-2,9 4,2-2,5 3,9-2,9 стираність (0-0,5 мм)

Міцність при відновленні,

ДСТУ ІБО 7215:2008, о: 37,8-49,4 69,3-95,8 73,1-92,8 79,5-94,6 81,4-93,5 міцність (ї5 мм) 10,4-9,8 4,7-21 4,3-3,6 4,9-3,0 42-31 стираність (0-0,5 мм)

Газопроникність і усадка шару при відновленні,

І 15-18 23-67 14-26 16-21 15-22

ДСТУ 3205795: 68-71 108-154 58-73 62-73 63-72 усадка шару, 95 перепад тиску газу, Па

ДСТУ ІЗО 7215:2008, 95 65,1-82,3 82,8-91,4 87,2-93,1 90,1-93,3 89,2-93,4

Кут природного укосу, 36-41 28-32 ЗБ-41 38-41 38-41 град.

Таблиця З

Техніко-економічні показники роботи доменної печі об'ємом 5000 м3 при використанні в шихті локальних спеків із підвищеним вмістом заліза (Тривалістьпероду, доба. /-/:/1Ї13111111Ї11Ї11

Продуктивність, т/добу. 77777771 | 98061111 ЇЇ

Приведенапродуктивність т/добу. | 9826 / 13268

Витратакоксу(Ю, кт 77777711 14270111 ЇЇ!

Приведенавитрата коксу, кг/т | 4270 | 3390 | |! ша | 5» тиск, кПа (надл.) 337 337 температура, "С 1090 1090

Витратаприродногогазу мія 77777711 8711 871111

Вмісткиснювдутті, 96/77 11305 | 305 | | щ

Вихідшлаку, кит 77777717 |11402 11350 | щ( | с

Колошниковий газ: тиск, кПа (надл.) 139... Ї 139.1.Й.Й.Й.Й температура, "С 98 1 9 | ! вміст 96: СО 300 | 300 !/

Со» 184 | 184 |. / | 7

Не 62 | 62 | Д

Аналізчавуну, б: 5/1 |1084 1 084 | 4!

Ма 11111111 11050 1 050 | щЩщ(Ї 81111111 10019 1 0019 ЇЇ ЇЇ С

Р 11111111 10076 | 0076 | |!

Основністьшлаку,од. 77777711 |1122 1122 | - (Витрата, кг/пагломератАЦМеї | 1344 1/0 11111 агломератАЦМе2 77777711 17119210 ЇЇ сокатиші ПівнНІЗК 77777711 9009 1.0 ЇЇ ЇЇ олокальніспеки. 77777711 Ї1111011111 16267 | 171 вапняк Ї10101111110 ЇЇ

Якістькоксу, бозола.д 77771111 112 ЇЇ! віркаї///7777777711111111111111111111111111111111 111063 | 06 | |!

Мае/Мпо 77771111 |17876вО 876ЛОЇ 111 явомм 77711111 1179 1179 | щЩ Її ебммо 11111116 136 | 2 щ(-Ї "

СБС 77777711 р Без Бе 171

Claims (1)

1. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ

   Спосіб виробництва офлюсованого огрудкованого матеріалу з підвищеним вмістом заліза, що включає роздільне дозування компонентів в дві шихти з різними флюсами, різною або однаковою основністю в складі: залізорудний концентрат, флюси і зв'язуюча добавка, їх роздільне змішування і отримання з кожної шихти сирих окатишів з низькою і високою температурами плавлення, змішування цих сирих окатишів, завантаження суміші окатишів у випалювальний агрегат із наступною термообробкою в окислювальній атмосфері, що включає сушіння, нагрів, високотемпературний випал і охолодження, який відрізняється тим, що на металізовані окатиші або металізовану залізну руду, крупністю 0-14 мм, накатують шихту з високою температурою плавлення, завтовшки 8-4 мм, а отримані сирі окатиші, крупністю 8-25 мм, із закатаними всередину металізованими окатишами або металізованими кусками залізної руди подають у суміш у кількості 65-85 96 з окатишами з низькою температурою плавлення у кількості 35-15 95, причому нагрівання суміші сирих окатишів здійснюють зі швидкістю від 100 до 500 "С/хв., а охолодження, отриманого після випалу огрудкованого матеріалу, здійснюють зі швидкістю від 100 до 600 "С/хв.