Способ получения окисленных окатышей

 

1i ц 670 626

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ссвэ Советских

Ссциалистичвских

Рвсиуслик

4 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 29.12.76 (21) 2435284/22-02 (51) М. Кл. -

С 22В 1,i20 с присоединением заявки №вЂ”

Гссударстеевеый ксмитет (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.06.79. Бюллетень № 24 (45) Дата опубликования описания 30.06.79 (53) УДК 669.1:622. .782А2 (088.8) пс делам иссСретесий и аткрытий (72) Авторы изобретения

С. Г. Меламуд, Е. А. Пахомов, Л. Б. Брук, Г. М. Майзель, В. Я. Дегодя, А. М. Дюльдин, С. С. Гончаров и С. В. Шаврин

Научно-исследовательский и проектный институт обогащения и механической обработки полезных ископаемых (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОКИСЛЕННЫХ ОКАТЪ|ШЕЯ

Изобрстение относится к области черной металлургии и может быть использовано при производстве окатышей.

Известен способ получения обожженных окатышей, включающий окислительный обжиг при 1200 — 1350 С со скоростью нагрева 50 — 120 С в минуту и выдержкой при температурс обжига до 10 мин с последующим охлаждением окатышей до 500 С со скоростью не более 80 С в 1 мпн (1).

Окатыши, обожженные llo известному способу, имеют неудовлетворительную прочность при восстановлении.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ получения прочных обожженных окатышей, включающий предварительный обжиг сырых окатышей из магнетитовых железных руд с флюсом в окислительной атмосфере при температуре, достаточной для окисления Ге 04 в руде ГееОз, но не превышающей температуры плавления шихты (1205 С). Окатыши выдерживают при этик условиях до полного окисления, а затем обжигают при температуре (1205—

1345 С), достаточной для образования жидкой фазы и окончания взаимодействия основных и кислотных окислов шихты, но без образования расплава на поверхности окатышей (2).

Недостатком известного способа получения окатышей является также недостаточная прочность окатышей прп восстановлении, обусловленная тем, что прп получении окатышей из очень богатых концентратов, из концентратов с тугоплавкой пустой породой, количество жидкой фазы, образующейся при обжиге в интервалс указанных температур, недостаточно для того, чтобы

10 противостоять разрушающим усилиям, сопутствующим процессу восстановления.

Целью настоящего изобретения является повышение прочности окатышей при восстановлении, снижение их разбухания пу15 тем формирования в окатышах при обжиге необходимого количества маловосстановимой и слаборазрушающейся связки без снижения прочности окатышей в холодном состоянии.

Поставленная цель достигается тем, что окатыши, окисленные на 85 — 90%, обжигают при 1300 — 1375 С с выдержкой, обеспечивающей степень диссоциации гематита

20 — 25%.

Сущность предлагаемого способа заключается в том, что обжиг окатышей осуществляют B две стадии: низкотемпературная — температура обжига не превышает температуру появления расплава в окаты30 шах; высокотемпературная — темпсратура

670626 (к) (геo„) к

100 1ОО где обжига равна или выше температуры диссоциации гематита в окатышах.

На первой стадии обжига достигают практически полного окисления магнетита (в случае получения окатышей из магнетитовых концентратов), декарбонизации и дегидратации, чем обеспечивают структурнотекстурную и фазовую однородность окатышей, Продолжительность этой стадии обжига подбирается на основании данных о кинетике вышеупомянутых процессов с учетом размера окатышей.

На второй стадии обжига в результате диссоциации гематита двухвалентное железо дает начало образованию железосиликатпому или железокальциевосиликатному расплаву на контакте с силикатными минералами шихты или кальциевоферритным расплавом.

Температура и продолжительность обжига на высокотемпературной стадии устанавливается исходя из состава окатышей, содержания кислорода в газотеплоносителе и в каждом конкретном случае находятся опытным путем. При этом обобщающей характеристикой, косвенно отражающей количество получаемой шлаковой связки на основе двухвалентного железа, является степень диссоциации гематита.

Степень диссоциации гематита в окатышах рассчитывают по формуле к пппк (å> пппб 1 0,11 () 100 100 100 100 1 (FeO) — содержание закиси железа в обожженных образцах, о/о; (К) и (Ф) — содержание концентрата и флюса в исходной шихте, /о, ПППк и ПППф — потери при прокаливании концентрата и флюса, ; (Е сОооп ) К вЂ” содержание железа в концентрате, о/о, Связка рудных гематитовых зерен на основе железосиликатного стекла и известково-железистых оливинов является трудновосстановимой, а следовательно, и слаборазрушающейся при восстановлении, что обеспечивает высокую стойкость окатышам в условиях восстановительной обработки в интервале температур 500 — 1000 С.

Офлюсованные окатыши, получаемые известными способами, температура обжига которых ниже температуры диссоциации гематита, имеют шлаковую связку на основе ферритов кальция, обладающих высокой восстановимостью при достаточной прочности в холодном состоянии. Однако легковосстановимая при 500 — 800 С шлаковая

25 зо

60 б5 связка не препятствует доступу восстановительных газов к гематитовым зернам. Последние восстанавливаются в указанном температурном интервале до магнетита и частично вюстита, теряя при этом на 80—

90 /о свою первоначальную прочность.

Способ осуществляется следующим образом, Получены из магнетитового концентрата окатыши разной стспени офлюсования и степени обогащения. В интервале температур 950 — 1050 С образцы выдерживают в течение 15 — 20 мин до полного окисления.

Затем поднимают температуру до 1300—

1375 С с выдержкой в 6 — 12 мин и охлаждают до комнатной температуры со скоростью 100 С/мин.

Обожженные образцы подвергают испытаниям для определения холодной и горячей прочности, а также разбухания в токе восстановительного газа, содержащего 33—

35/О СО, 65 — 67/о СО, при нагреве со скоростью 10 С/мин до температуры

1000, С.

В таблице приведены опытные данные.

Из опытных данных следует, что независимо от степени обогащения концентрата и основности при достижении степени диссоциации гематита ® более 20 — 25 О/о окатыши и брикеты в интервале температур

500 †10 С при восстановлении практически не разбухают и не разрушаются. При меньших значениях степени диссоциации степень разбухания и разрушаемость резко возрастают. Следовательно, температура обжига, равная или выше температуры диссоциации гематита, и время выдержки при этой температуре должны обеспечивать степень диссоциации гематита в окатышах не менее 20 — 25О/о. Дальнейшее повышение степени диссоциации гематита (более 30 /о) нецелесообразно, так как раз руша емость образцов при восстановлении не изменяется, а эксплуатационные затраты возрастают.

Необходимость достаточно полного (не менее 85 — 90 /о ) окисления окатышей из магнетитовых концентратов диктуется тем, что при уменьшении степени предварительного окисления увеличивается разрушение окатышей при восстановлении. Так, например, при обжиге окатышей из качканарского концентрата с уменьшенным количеством кислорода в теплоносителе и с повышенной (300 С/мин) скоростью нагрева степень окисления магнетита не превышает

60 — 70О/о. Разбухание при восстановлении в этом случае составляет 5,5 — 6,5 /о.

Предварительно окисленные окатыши (95 /о) из того же концентрата и обожженные при той же (1350 С) температуре со степенью диссоциации гематита 20 — 25О/о имеют степень разбухания менее 3,5О/О (выход класса 3 — 0 мм, по ГОСТ 19575 — 74, 10 — 12/Ä).

670626

Химический анализ обожженных окатышей, Характеристика компонентов шихты

Металлургические свойства

Параметры обжига

Время изотермической выдержки, мин

Содержание всеобщ B концентрате, y„

R с) oî

Степень диссоциации, 0

Выход класса, 0 — 3 мм оо

Прочность, кг/ок

Степень окисления, у, ТемпеТип добавки ратура, С

СаО

РеО

4,28

4,74

4,74

5,96

2,71

0

0 б

7,2

2,2

1,7

2,2

3,6

3,92

6,84

8,58

6,03

6,21

290

3,88

5,15

5,15

6,87

1,97

16,0

26,5

34,0

22,0

24,0

91

91

92

20

1390

Известняк

62,34

60,84

65,12

Формула изобретения

Составитель Л. Панникова

Техред А. Камышникова

Редактор 3. Ходакова

Корректор P. Беркович

Заказ 1314/10 Изд. М 421 Тираж 726

ЦНИИПИ 1-1ПО «Г1оиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2

Внедрение предлагаемого способа получения окисленных окатышей позволяет в несколько раз снизить разрушаемость окатышей при восстановлении.

Использование таких окатышей в доменной плавке обеспечивает снижение выноса колошниковой пыли, повышение стойкости засыпных аппаратов доменных печей и улучшение их технико-экономических показателей. Предлагаемый способ получения окатышей может быть реализован на различных известных обжиговых агрегатах без капитальных затрат.

Ожидаемый годовой экономический эффект за счет повышения производительности доменных печей Нижнетагильского металлургического комбината, выплавляющих ванадиевый чугун, и за счет снижения расхода кокса при проплавке окатышей с повы щенной прочностью при восстановлении составляет 719,2 тыс. руб.

Способ получения окисленных окатышей, включающий их сушку, нагрев с твердофазным окислением магнетита, обжиг и охлаждение, отл и ч а ющи и с я тем, что, 10 с целью повышения прочности при восстановлении, окатыши, окисленные на 85—

90%, обжигают при 1300 — 1375 С до степени диссоциацни гематита не менее 20%.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 259921, кл. С 22В 1/24, 1965.

2. Патент США № 3235372, кл. 75 — 5, 1971.