Способ обжига шихты для последующей обработки в печи жидкофазного восстановления

 

Использование: подготовка шихты к плавке в печи жидкофазного восстановления железа. Сущность: способ заключается в укладке дробленой (-25 мм) шихты, содержащей карбонатные и гид ратные породы и оксидные и силикатные руды, в два слоя на колосники непрерывно действующей конвейерной обжиговой машины и обжиге шихты в слое отходящими из печи жидкофазного восстановления газами с температурой 1200-14Ш°С. Шихту укладывают так, что верхний слой состоит из смеси карбонатных и гидратных пород, а нижний - из смеси оксидных и силикатных руд. Верхний слой играет роль химического холодильника , т.к. при декарбонизации и дегидратации шихты здесь поглощается много тепла. Оплавления и окускования шихты в процессе обжига по этой схеме не происходит, что позволяет улучшить показатели работы печи.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5Ц5 С 21 В 13/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4859773/02 (22) 16.08.90 (46) 07.09.92. Бюл. hh 33 (71) Московский институт стали и сплавов (72) Е.Ф.Вегман (SU) и Амджад Аббуд Аббас

Кандиль (IQ) (56) Заявка ФРГ hh 3421878, кл. С 21 В 13/14, 1985, (54) СПОСОБ ОБЖИГА ШИХТЫ ДЛЯ ПОСЛЕДУЮЩЕЙ ОБРАБОТКИ В ПЕЧИ ЖИДКОФАЗНОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ (57) Использование: подготовка шихты к плавке в new жидкофазного восстановления железа..Сущность: способ заключается в укладке дробленой (-25 мм) шихты, содержащей карбонатные и гидратные породы и

Изобретение относится к черной металлургии, точнее к технологии бескоксовой выплавки чугуна в печах жидкофаэного восстановления.

Известен способ выплавки чугуна в печах жидкофазного восстановления КОРЕКС (Papst G.; FHcktnschlld J, KR-process — Coal

lased alternative fo the blast furnace// Jron

and Stell Епд!пеег, 1986, 63, N 2, р.30-33}.

Согласно этому способу кусковые руды и обожженные окатыши загружают сначала в шахтную восстановительную печь, в которой осуществляется металлизация шихты на

95-98 . Полученное таким образом губчатое железо загружают в печь жидкофазного восстановления и плавления, куда подается также уголь и вдувается кислород. Здесь происходит восстановление железа, плавление чугуна и шлака, газификация угля в поток кислородного дутья и при прямом восстановлении железа. Газообразным продук;SU„„1759884 А1 оксидные и силикатные руды, в два слоя на колосники непрерывно действующей конвейерной обжиговой машины и обжиге шихты в слое отходящими иэ печи жидкофазного восстановления газами с температурой 1200 — 1400 С. Шихту укладывают так, что верхний слой состоит из смеси карбонатных и гидратных пород, а нижний — из смеси оксидных и силикатных руд. Вер-, хний слой играет роль химического холодильника, т.к. при декарбониэации и дегидратации шихты здесь поглощается много тепла. Оплавления и окускования шихты в процессе обжига по этой схеме не происходит, что позволяет улучшить показатели работы печи. том при этом является в основном монооксид углерода:

Сую + 0,5 02.= СО+ q1

Суголь+(ГеО)шлак = СО+ (Ре) — ср

В небольших количествах присутствуют также водород, азот, 302 и ЯОз. Температура отходящих газов по опыту эксплуатации такой установки в ФРГ (r.Êeëü) составляет

1600-1700 С. Зтот газ используется в качестве восстановителя в шахтной печи твердофазного восстановления, Недостатком способа является высокая стоимость и ограниченная производительность шахтной печи, а также необходимость охлаждения отходящих газов до 800-900 С путем разбавления их холодными отходящими газами шахтной печи, что снижает восстановительную способность газов. °

Известен также патент ФРГ (заявка hk

3421878, С 21 В 13/14 от 13 июня 1984 г., авторы: Helwrlch Gunter, НИЬгапз Mermann, 1759884

Rao Chatty, Vqrfahren und Anlfge zur

conalnulrlichen erzugung von Kohelsen, Заявка была выложена для всеобщего обозрения

19 декабря 1985г.), в котором шахтная печь полностью устраняется из установки КОРЕКС и заменяется горизонтальной непрерывно действующей конвейерной обжиговой машиной типа агломерационной, на которую укалыаается влажная шихта без угля. Отходящие газы печи жидкофззного восстановления после охлаждения до 1200 — 1400 С подаются к поверхности слоя шихты, входят в ее слой и осуществляют процессы сушки, дегидратации, декарбониэации, восстановления и металлиэации, одновременно. нагревая шихту перед загрузкой в печь жидкофазного восстановления; Известняк и бурый железняк, а также другие карбонатные и гидратные компоненты шихты, распределяются в шихте равномерно. Этот патент принимается нами в качестве прототипа.

Недостатком прототипа является воэможность сильного оплавления обжигаемого слоя на конвейерной машине, в особенности, на его поверхности. Температура начала размягчения желеэорудных материалов в восстановительной атмосфере близка к 1000-1100 С, а в окислительной составляет 1150 — 1250 С, Оплавление шихты резко снижает газопроницаемость слоя на обжиговой ленте, приводит к окускоаанию шихты с образованием крупных кусков и глыб, что является нежелательным при плавке в печах жидкофазного восстановителя. Оптимальная крупность шикты, определенная эксперимен; ально, для этих условий не должна превышать 25 мм, Более крупные куски медленнее плавятся и растворяются в шлаке и чугуне, что снижает интенсивность плавки, понижае производительность печи, Дробление нагретых до 1200 С глыб шихты технически невозможно, а охлаждение их перед дроблением приведет к перерасходу угля а печи жидкофазного восстановления, Таким образом, как показали проведенные авторами лабораторные эксперименты, технология по прототипу не может быть фактически реализована на заводах.

Целью изобретения является повышение производительности за счет имлючения окускования и оплавления обжи.аемой шихты.

Для этого шихту укладывают на обжиговую машину в два слоя, причем верхний слой шихты состоит иэ смеси карбонзтных и гидратных пород, а нижний — из смеси оксидных и силикатных руд.

На фиг.1 показан способ укладки шихты по прототипу. Основная масса шихты 1— гематит, магнетит, мартит, сидерит; бурый железняк вместе с известняком укладыва5 ются поверх слоя постели 2 на колосниковую решетку 3 обжиговой машины; на фиг.2 — способ укладки шихты по настоящему изобретению. Здесь на постель 2 двумя питателями последовательно укладываются два

10 слоя 1 шихты на колосниковую решетку.

Весь флюсовый известняк 4, доломитизированный известняк, а также сидерит, родохроэит и бурый железняк укладываются поверх основного слоя 1 кусочков оксидных

15 руд (магнетит, гематит, мартит, полумартит) и силикатных руд (тюрингит, шамозит) или продуктов окомкования концентратов обогащения этих руд.

По предлагаемому способу укладки

20 шихты, горячий восстановительный гаэ подводится к поверхности верхнего слоя шихты. При прохождении газа через этот слой. активно идут эндотермические реакции: .

СаСОз= СаО+ СОг — 178 кДж/г моль

25 М9СОз= Mg0+ СОг — 101 "

ЕеСОз = FeO+ СОг — 880 "

МпСОэ МпО + СОг — 103

РегОз НгО = ЕегОз + (НгО)мр — 152 кДж/г моль

30 Так как эти реакции потребляют большое количество тепла, происходит резкое охлаждение газов. Верхний слой карбонатоа и гидратов играет, таким образом, роль химического холодильника, который пред35 отвращает окускоаание и оплавление обжигаемого слоя. Проиллюстрируем сказанное примерами.

Пример 1. В лаборатории кафедры руднотермических процессов Московского

40 института стали и cnnasos провели обжиг слоя шихты 350 мм состоящей иэ окомкоBaHHoIo криворожского магнетитового концентрата, гематитовой руды КМА, керченского бурого железняка (руды взяты

45 а соотношении 54 1) и известняка (основность шихты СзО:$!Ог - 1,1). При просасывании через обжигаемый слой продуктов горения пропанбутановой смеси (40 мин) с температурой до 1250 С получали прочные

50 оплавленные куски обожженного продукта по асей высоте пирога, а особенности в его верхней части. Такой продукт обжига не годится для печи жидкофазного восстановленияя железа.

55 Пример, В той же лаборатории с той же шихтой провели опыт обжига по предлагаемому нами способу. Известняк в смеси с бурым железняком уложили поверх слоя оксидных руд отдельным слоем, Высоты верхнего и нижнего слоев составили

1759884 соответственно 50 и 300 мм. После 45 мин обжига при 1250 С получен раскаленный, но не окускованный и не оплавленный продукт с крупностью кусков (-15 мм) вполне пригодный для плавки в печи жидкофазного восстановления.

Составитель Е.Вегман

Техред М.Моргентал Корректор T.Вашкович

Редактор

Заказ 3156 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Экономическая эффективность предлагаемой технологии заключается в снижении расходов на дробление обожженного продукта перед загрузкой в печь жидкофазного восстановления, в устранении перерасхода угля в случае охлаждения обожженного продукта дроблением. Кроме того, возрастает производительность печи и,следовательно, уменьшается доля условно-постоянных расходов в себестоимости чугуна, Формула изобретения

Способ обжига шихты для последующей обработки в печи жидкофазного восстановления, включающий укладку дробленой

5 шихты, содержащей карбонатн,ме и гидратные породы и оксидные и силикатные руды, на колосники непрерывно действующей конвейерной обжиговой машины и обжиг шихты в слое отходящими-из печи жидко10 фазного восстановления газами с температурой 1200 — 1400 С, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности за счет исключения окускования и оплавления обжигаемой шихты, шихту ук15 ладывают на обжиговую машину в два слоя, причем верхний слой шихты состоит из смеси карбонатных и гидратных пород, а нижний — из смеси оксидных и силикатных руд.