Способ металлизации офлюсованных железосодержащих материалов

 

СПОСОБ МЕТАЛЛИЗАЦИИ ОФЛЮСОВАН НЫХ ЖЕЛЕЗОСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ, включающий двухстадийный обжиг в окислительной и восстановительной атмосферах и последующее охлаждение, о тл ич ающи и Ся тем, что, с целью повьииения степени удаления фосфора и серы, обжиг ведут в окислительной атмосфере до степени образова ния ферритов кальция 90-98%, а в восстановительной атмосфере - до степени образования двухкальциевого силиката 90-95%, после чего охлаждение ведут qT температуры обжига до со скоростью 5-30 град/мин в нейтральной атмосфере и от 800 до со скоростью 50-300 град/мин в окислительной атмосфере. (Л

„„SU„„ 0064,А

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУ6ЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

n0 WM ИЭОВРЕТЕНИй V ОТНРЫТИй

1:-. .:::.; ."-;,,

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3252746/22-02 (22) 02.03.81 (46) 23 ° 03 83. Бюл. М 11 (72) В.A. Кобелев, Л.И. Леонтьев, .Б.З. КудИнов, С.В. Шаврин, Н.A. Ва..толин, Л.С. Грабко, A.A. Першуков, : B.A. Утков и В.Г. Йатяш

"(71) Институт металлургии Уральско,:го научного центра AH СССР . (53) 669. 183. 423 (088. 8)

f (56) 1. Князев В,Ф. и др. Бескоксо. вая металлургия железа. М., "Металлургия", 1972, с. 119-125.

2. Кйязев В.Ф.,:Гиммельфарб A.È., Неменов А.М. Бескоксовая металлургия железа. М., "Металлургия"., 1972, с. 128-135. (54) (57) СПОСОБ МЕТАЛЛИЗАЦИИ ОФЛЦСО-, ВАННЫХ ЖЕЛЕЗОСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ включающий двухстадийный обжиг s окислительной и восстановительной атмосферах и последующее охлаждение, отличающийся тем, что, с целью повышения степени удаления фосфора и серы, обжиг ведут в окислительной атмосфере до степени образования ферритов кальция 90-98%, а в восстановительной атмосфере - до степени образования двухкальциевого силиката 90-95%, после чего охлаждение ведут от температуры обжига до 800 С со скоростью 5-30 град/мин в нейтральной атмосфере и от 800 до.50 С со скоростью 50-300 град/мин

1 в окислительной атмосфере.

1006493

Изобретение относится к черной и цветной металлургии и может бы% использовано при металлиэации фосфо ристых: и сернистых желеэосодержащих материалов.

Известен способ металлизации же- 5 лезорудных окатышей, согласно которому во вращающейся печи получают .металлизированные окатыши, содержащие после обжига 0,013-0,06% серы и 0,24% фосфора, при содержании серы )9 в исходном материале 0,01-0,06%. В способе Круппа особенностью восстановления во вращающейся печи является способ извлечения избыточного топлива-восстановителя иэ его смеси с отработанным флюсом и золой, который заключается в электростатической сепарации немагнитной смесй продуктов.

При этом удается извлеЧь до 90% избыточного восстановителя и удалить до 85% серы и 92% известняка (1J .

Однако получаемый металлизированный продукт содержит много серы (0,03-0,06%). По этому способу используются железные руды,. содержащие 0,01-0,02% серы.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ, включающий термоэбработку офлюсованных окатышей г6 режиму: сушка при ЗО

280-380ОС; обжиг при 950-1100ОС: в атмосфере дымовых газов, содержащих

О, ". - 2, 2% О и 0 2-0, 4% СО, затем вос+ становление окатышей в перемешиваемом слое,,куда добавляют твердый восста- 35 новитель. Температуру поддерживают в пределах 865-1200 С; атмосфера восстановительная (2) .

К недостаткам известного способа следует отнести высокое содержание 4О серы в металлизированном продукте (0,2-0,9%) против 0,24% серы в исходном сырье и невозможность удаления фосфора.

Целью изобретения является повышение степени удаления фосфора и серы.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу металлизации офлюсованных железосодержащих материалов, включающему двухстадийный обжиг в окислительной и восстановительной атмосферах, последующее охлаждение в нейтральной атмосфере, обжиг ведут в окислительной атмосфере до степени образования ферритов кальция 90-98%, а в восстановительной атмосфере - до 55 степени образования двухкальциевого силиката 90-95%, после чего охлаждение ведут от 1400 до 800ОС со скоростью 5-30 град/мин в нейтральной атмосфере, и от 800, до 50 С со ско- 6П ростью 50-300 град/мин в окислительной атмосфере.

Процессы десульфурации и образования трудновосстановимых соединений фосфора протекают в окислительных 65 условиях и определяются завершен.ностью образования ферритов кальция.

При степени образования ферритов кальция менее 90% процесс десульфурации незакончен и степень удаления серы низка. При степени образования ферритов кальция 98% и более полностью завершены процессы десульфурации и образования фосфора кальция, дальнейший обжиг нецелесообразен.

При обжиге в восстановительной атмосфере происходят процессы восстановления окислов железа и минералообразования. Завершенность процесса образования двухкальциевого силиката определяет процессы восстановления железа и поглощения .соединений фосфора и серы двухкальциевым силикатом. При степени образования двухкальциевого силиката менее 9.0% незавершен процесс восстановления окислов железа. В связи с этим существуют с6единения окислов железа и окислов фосфора и серы, препятствующие их разделению. Это обусловливает низкую степень десульфурации и дефосфорации. При степени 1образования двухкальциевого силиката 95% и более завершается процесс восстановления окислов железа и происходит поглощение фосфатов и сульфидов кальция. Дальнейший обжиг нецелесообразен, поскольку ведет к восстановлению фосфатов кальция и переводу фосфора в металлическое жеЛеэо. В связи с этим уменьшается степень обесфосфоривания.

Охлаждение с регулируемой скоростью в интервале температур от температуры обжига до 800 С, т.е. (1400-800 С) обусловлено протеканием процесса полиморфного превращения 2СаО ° SiO .

При температуре обжита выше

1400оC происходит оплавление шлаковой фазы окатышей и ухудшение условий удаления фосфора и серы.

Нижняя граница температурного интервала охлаждения, т.е. 800 С, связана с условиями рассыпания шлака.

Ниже этой температуры охлажцение с любой скоростью не препятствует его саморассыпанию. При рассыпании шлака происходит пространственное разделение частиц железа и шлака, содержащего фосфор и серу.

Минимальная скорость охлаждения окатышей зависит от типа и,производительности охладителей и для большинства из них не может быть менее

5 град/мин. Кроме того, при скорости охлаждения менее 5 град/мин условия саморассыпания шлака не меняются, но значительно снижается производительность охладителей. Верхний предел скорости охлаждения окатышей, т.е. 30 град/мин, обусловлен скоростью полиморфных превращений двух1006493

Таблица. Х

Содержание !!! 14)) Материал

РеЫ, FeO CaO MgO S10> Al< S РО ttn.tL

Руда Y 62,30 27,00 2,5 2,00 4,00 1,5 0,38 - 4,4

Руда ТХ 60,77 28,25 0,5 0,68 6,46 6,0 — it,87 0,4 Таблица 2

Степень удаления фосФора р ф

CKopocTb охлажд. в окислитель ной атмосфере, град/мин

Скорость охлаждения в нейтральнай атмосфере град/мин

Степень образования

2СаО.S1О, Ъ. тепень деления серы, %

Степень образова-. ния Ферритов кальция, ф, Шихта

Пример

80 30

80 ; 30

100 20

100 20

90,5

300

200

75 0

90,5

100

200.75,0

98

98,0

5.5

90 5

98

300

98,5

92,5

93 кальциевого снликата и ограничен .30 град/мин. При скорости охлаждення1 более 30 град/мин рассыпания шлака не происходит.

Охлаждение в окислительной атмосфере со скоростью 50-300 град/мин в интервале температур 800-50 С обусловлено необходимостью предотвращения окисления металлического железа.

Верхняя граница температурного интервала, т.е.. 800ОС, обусловлена ниж- 10 ней границей охлаждения в нейтральной атмосфере. Нижняя граница температурного интервала охлаждения в окислительной атмосфере, т.е. 50 С, обусловлена температурой, при которой не происходит окисления железа.

Охлаждение до более нйзких температур нецелесообразно вследствие умень шения производительности охлади-: телей.

Нижний предел скорости. охлаждения в акислительной атмосфере, т.е.

50 град/мин, обусловлен минимальной скоростью, при которой степень;окисления металлического железа незначительна. При уменьшении скорости охлаждения менее 50 град/мин резко возрастает степень окисления железа.

Верхний предел скорости охлаждения т.е. 300 град/мин, обусловлен максимально возможной скоростью охлажде- ЗО ния в данном температурном интервале. Более высокие скорости охлаждения воздухом на существующем оборудовании трудно достичь.

Пример. Фосфористые и сернистые железорудные материалы, состав которых приведен в табл. 1,смешивали с известняком и гранулировали при обычной температуре.

Состав Х шихты: руда - 1-100 вес.ч и известняк 10 вес.ч. Состав XI шихты: руда.1-100 вес.ч. и известняк

35 вес.ч.

Обжиг проводили сначала на укрепненной лабораторной установке для обжига окатышей с фильтрацией газа через слой, затем в перемешиваемом слое с добавлением твердого восстановителя. После обжига и охлаждении . продукты подвергали магнитной сепарации с выделением серы и фосфорсодержащего шпака и металлиэированного концентрата.

Результаты испытаний приведены в табл. 2.

Анализ результатов испытаний показывает, что для сернистых и фосфористых материалов предлагаемый способ позволяет получить. степень удаления серы 90,5-98,53 и фосфора 90-95% против 30-70В серы и 20-503 фосфора по известному способу. 1006493

Продолжение табло

98,5

95,0

98,0

200

95,0

200

98,5

90,0

91, 0. 50

76,0

95

92,2

300, 79,9.. 300

30-70

20-50

Составитель Л. Савельев

Редактор Г,Безвершенко Техред T. Ôàíòà. Корректор р, Билак

Заказ 2054/42 Тираж 566 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 10 ! (известный способ) I

Е1

93

93

300

300