RU2489493C2 - Metal coating method of iron-bearing ore-coal raw material - Google Patents
Metal coating method of iron-bearing ore-coal raw material Download PDFInfo
- Publication number
- RU2489493C2 RU2489493C2 RU2011136656/02A RU2011136656A RU2489493C2 RU 2489493 C2 RU2489493 C2 RU 2489493C2 RU 2011136656/02 A RU2011136656/02 A RU 2011136656/02A RU 2011136656 A RU2011136656 A RU 2011136656A RU 2489493 C2 RU2489493 C2 RU 2489493C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- pellets
- sector
- ore
- coal
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургической промышленности и может быть использовано для изготовления окатышей или брикетов - товарных продуктов для металлургических предприятий. В частности, изобретение позволяет получить сырье, которое содержит восстановленное железо, использование которого снижает затраты металлургического передела и, соответственно, снижает себестоимость товарной продукции.The invention relates to the metallurgical industry and can be used for the manufacture of pellets or briquettes - marketable products for metallurgical enterprises. In particular, the invention allows to obtain raw materials that contain reduced iron, the use of which reduces the costs of metallurgical redistribution and, accordingly, reduces the cost of commercial products.
Известен способ получения металлизированного продукта с использованием в качестве восстановителя и теплоносителя природного газа, в котором как возобновляемый материал используют обожженные окисленные окатыши из высокосортных железорудных концентратов. Предварительно освобожденные от мелочи, окатыши поступают сверху в шахтную печь-реактор, которая работает под давлением, и оставляют их снизу уже в металлизированном виде. Одновременно с окатышами в печь поступает горячий восстановительный газ, который подается через сопла в средней части печи. Восстановительный газ имеет температуру около 760°C и при абсолютном давлении около 0,2 МПа движется навстречу потоку окатышей вверх, выходит из печи с температурой около 400°C. При реализации восстановительных процессов, которые осуществляются в реакторах, используется предварительно конверсированный природный газ [Кудрявцев B.C., Пчелкин С.А. Металлизованные окатыши - М.: Металлургия - 1974 - с.136].A known method of producing a metallized product using natural gas as a reducing agent and a coolant, in which fired oxidized pellets from high-grade iron ore concentrates are used as renewable material. Preliminarily freed from fines, the pellets come from above into the shaft furnace reactor, which operates under pressure, and leave them from below already in a metallized form. At the same time as the pellets, hot reducing gas enters the furnace, which is supplied through nozzles in the middle of the furnace. The reducing gas has a temperature of about 760 ° C and, at an absolute pressure of about 0.2 MPa, moves upstream of the pellet stream and leaves the furnace with a temperature of about 400 ° C. When implementing the recovery processes that are carried out in reactors, pre-converted natural gas is used [Kudryavtsev B.C., Pchelkin S.A. Metallized Pellets - M.: Metallurgy - 1974 - p.136].
К недостаткам этого способа следует отнести необходимость предварительного высокотемпературного обжига сырых окатышей с затратами тепловой энергии и применения громоздкого оборудования, а также необходимо наличие дополнительных технологических процессов, связанных с дополнительными затратами. В процессе восстановления окатышей они теряют прочность и под значительным весом верхних слоев и разрушаются, что снижает технологичность процесса. Процесс связан со значительными удельными затратами природного газа.The disadvantages of this method include the need for preliminary high-temperature firing of raw pellets with the cost of thermal energy and the use of bulky equipment, as well as the need for additional technological processes associated with additional costs. In the process of pellet recovery, they lose their strength and under the significant weight of the upper layers and are destroyed, which reduces the processability. The process involves significant unit costs of natural gas.
Известен также способ металлизации, в котором используются восстановительные газы. Способ включает получение металлизированного железа в восстановительном реакторе с помощью газа, добытого путем парокислородной конверсии углеводородов (природного газа) непосредственно в восстановительном реакторе с использованием свежевосстановленного железа как катализатора. Способ отличается тем, что, содержание углерода в продукте поддерживают путем регулирования количества водного пара, двуокиси углерода и кислорода в восстановительном газе (Quintero R., Becerra J. HyL's carbide process // 4th European Coke and Ironmaking Congress-Paris-June 19-20. 2000 Proceeding-1-Paric-2000 - p.356-362).Also known is a metallization method in which reducing gases are used. The method includes producing metallized iron in a reduction reactor using gas produced by the steam-oxygen conversion of hydrocarbons (natural gas) directly in the reduction reactor using freshly reduced iron as a catalyst. The method is characterized in that the carbon content in the product is maintained by controlling the amount of water vapor, carbon dioxide and oxygen in the reducing gas (Quintero R., Becerra J. HyL's carbide process // 4 th European Coke and Ironmaking Congress-Paris-June 19- 20. 2000 Proceeding-1-Paric-2000 - p. 356-362).
Недостатком процесса является сложность в подготовке восстановительного агрегата, поддержка его восстановительной способности для получения готового продукта стабильного качества. Кроме того, необходимо иметь в наличии природный газ на объекте.The disadvantage of this process is the difficulty in preparing the recovery unit, supporting its recovery ability to obtain a finished product of stable quality. In addition, natural gas must be available at the facility.
Известен также способ восстановления и металлизации с применением твердого углерода. В способе используют богатый железорудный концентрат или окалину, смесь угля с известняком. Продукт загружают слоями, в круглые керамические капсели. Капсели с шихтой на вагонетках непрерывно подают в туннельную печь, где их нагревают, выдерживают при 1150-1200°C и охлаждают, после чего губчатое железо извлекают из капселей (Бондаренко Б.И., Курганский Н.П., Пекач В.Ф. Восстановительно-обезуглероживающий отжиг металлических порошков - Киев: Наук. мысль, 1991, 328 с.).There is also a known method of reduction and metallization using solid carbon. The method uses a rich iron ore concentrate or scale, a mixture of coal and limestone. The product is loaded in layers into round ceramic capsules. The capsules with the charge on the trolleys are continuously fed into the tunnel oven, where they are heated, kept at 1150-1200 ° C and cooled, after which the sponge iron is removed from the capsules (Bondarenko B.I., Kurgan NP, Pekach V.F. Reducing-decarburizing annealing of metal powders - Kiev: Nauk. Thought, 1991, 328 p.).
Недостатками известного способа является прерывистость процесса и его низкая производительность, низкое и неоднородное качество восстановленного металлизированного продукта.The disadvantages of this method is the discontinuity of the process and its low productivity, low and heterogeneous quality of the recovered metallized product.
Наиболее близким решением, выбранным в качестве прототипа, является способ термической металлизации железосодержащего рудоугольного сырья, которое включает получение окатышей (брикетов) из рудо-флюсоугольной шихты, их термическую обработку, которая состоит из операций сушки на сушильном агрегате конвейерного типа, высокотемпературного обжига, осуществляемого в кольцевой печи со вращающимся подом в восстановительной атмосфере, создаваемой с помощью твердого топлива и с использованием внешнего источника тепла, например природного газа.The closest solution selected as a prototype is a method of thermal metallization of iron-containing ore-coal raw materials, which includes the production of pellets (briquettes) from an ore-flux-coal charge, their heat treatment, which consists of drying operations on a conveyor-type drying unit, high-temperature firing, carried out in ring hearth rotary kiln in a reducing atmosphere created using solid fuel and using an external heat source, such as natural ha behind.
Способ предусматривает смешивание железорудного концентрата с углем и бентонитом, после чего его подвергают окомкованию. Сырые рудно-топливные окатыши сушат в сушилке конвейерного типа при 150°C на протяжении 15 мин, после чего укладывают их тонким слоем на под вращающейся кольцевой печи с прямым обогревом, где последовательно проходят зоны нагрев и восстановления. Печь отапливается за счет сжигания природного газа или мазута. Получаемое губчатое железо выгружают в вертикальный холодильник шахтного типа, где охлаждают до 120°C. Кольцевая печь условно разделена на температурные зоны (Реферативный журнал "Металлургия" - 2000 - реф. 00.04-15 В66).The method involves mixing iron ore concentrate with coal and bentonite, after which it is pelletized. Raw ore-fuel pellets are dried in a conveyor-type dryer at 150 ° C for 15 minutes, after which they are laid in a thin layer on a beneath a rotary ring furnace with direct heating, where the heating and reduction zones pass successively. The furnace is heated by burning natural gas or fuel oil. The resulting sponge iron is discharged into a vertical shaft-type refrigerator, where it is cooled to 120 ° C. The ring furnace is conditionally divided into temperature zones (Review journal "Metallurgy" - 2000 - ref. 00.04-15 B66).
Недостатком этого способа является сложность в получении заданной восстановительной атмосферы в объеме печи, так как сжигание природного газа с добавлением воздуха осуществляется внутри печи, вследствие чего сложно стабилизировать необходимые условия для металлизации.The disadvantage of this method is the difficulty in obtaining a given reducing atmosphere in the furnace volume, since the combustion of natural gas with the addition of air is carried out inside the furnace, which makes it difficult to stabilize the necessary conditions for metallization.
Задачей изобретения является усовершенствование способа термической металлизации железосодержащеего рудоугольного сырья за счет комплексного поэтапного воздействия на сырье, использование термических режимов, которые обеспечивают поэтапную ее термическую подготовку и постепенную металлизацию до кондиции, которая обеспечивает образование продукта предназначенного для металлургической промышленности.The objective of the invention is to improve the method of thermal metallization of iron-containing ore-coal raw materials due to the complex phased effect on the raw materials, the use of thermal modes that provide for its phased thermal preparation and gradual metallization to a condition that ensures the formation of a product intended for the metallurgical industry.
Технический результат, достигаемый при использовании изобретения состоит в получении высококачественного продукта предназначенного для металлургической промышленности при минимальной себестоимости технологического процесса и значительном снижении затрат энергоносителей за счет утилизации созданного тепла.The technical result achieved by using the invention is to obtain a high-quality product intended for the metallurgical industry with a minimum cost of the process and a significant reduction in energy costs due to the utilization of the generated heat.
Поставленная задача решается за счет того, что способ термической металлизации железосодержащего рудоугольного сырья включает получение окатышей (брикетов) из рудо-флюсоугольной шихты, их термическую обработку, которая состоит из операций сушки на сушильном агрегате конвейерного типа, высокотемпературный обжиг, осуществляемый в кольцевой печи со вращающимся подом в восстановительной атмосфере, создаваемой с помощью твердого топлива с использованием внешнего источника тепла, например природного газа.The problem is solved due to the fact that the method of thermal metallization of iron-containing ore-coal raw materials includes the production of pellets (briquettes) from an ore-flux-coal charge, their heat treatment, which consists of drying operations on a conveyor-type drying unit, high-temperature firing, carried out in a ring furnace with a rotating hearth in a reducing atmosphere created with solid fuels using an external heat source, such as natural gas.
Согласно изобретению, предварительно высушенные и нагретые до температуры 600-800°C рудо-флюсоугольные окатыши или брикеты загружают в реакционную теплоизолированную электрогерметичную камеру кольцевой печи карусельного типа, вращающийся под которой разделяют перегородками на секторы, при этом в реакционной камере, в каждом секторе, размещают волноводы-излучатели энергии сверхвысокой частоты, которые связывают с генераторами энергии сверхвысокой частоты мощностью 50-100 кВт с рабочей частотой 0,95 или 2,45 ГГц, причем посекторно, с помощью волноводов-излучателей, поэтапно повышают температуру сырья от 950°C до 1300°C, причем удельную мощность энергии сверхвысокой частоты для соответствующего нагрева подают в импульсном режиме в размере 0,44-0,78 кВт на 1 кг массы сырья, которое находится в зоне действия волноводов-излучателей, после чего металлизированный продукт направляют в нижерасположенный охладитель с кольцевым вращающимся подом с двумя зонами охлаждения, в первой из которых - высокотемпературной, предают 58-63% общей рабочей площади охладителя и обеспечивают скорость фильтрации атмосферного воздуха через слой сырья, которая равняется от 1,1·104 до 1,6·104 м3/м2·ч, а в другой, низкотемпературной зоне, рабочей площади, которая занимает другую часть охладителя, обеспечивают скорость фильтрации атмосферного воздуха через слой от 0,9·104 до 1,1·104 м3/м2·ч.According to the invention, ore-flux-coal pellets or briquettes, previously dried and heated to a temperature of 600-800 ° C, are loaded into the reaction heat-insulated electro-tight chamber of the ring-type rotary kiln, rotating under which they are divided by partitions into sectors, while in the reaction chamber, in each sector, they are placed waveguides-emitters of microwave energy, which are connected with microwave energy generators with a power of 50-100 kW with an operating frequency of 0.95 or 2.45 GHz, and sector-by-sector, using radiators, stage by stage increase the temperature of raw materials from 950 ° C to 1300 ° C, and the specific power of microwave energy for the corresponding heating is supplied in a pulsed mode in the amount of 0.44-0.78 kW per 1 kg of the mass of raw materials in the zone action of the waveguides-emitters, after which the metallized product is sent to a downstream cooler with an annular rotating hearth with two cooling zones, in the first of which is a high-temperature one, they transmit 58-63% of the total working area of the cooler and provide a filtration rate and atmospheric air through a layer of raw materials, which is from 1.1 · 10 4 to 1.6 · 10 4 m 3 / m 2 · h, and in another, low-temperature zone, the working area, which occupies another part of the cooler, provides a filtration rate atmospheric air through the layer from 0.9 · 10 4 to 1.1 · 10 4 m 3 / m 2 · h.
Для стабилизации работы генераторов СВЧ, излучаемый ими поток излучения СВЧ формируют при коэффициенте стоящей волны (КСВ), который равняется 2,5±0,3, при этом скорость нарастания потока мощности устанавливают в пределах 92-105 Вт/с, увеличивая ее в каждом секторе реакционной камеры на 1,8-2,6 Вт/с относительно предыдущего сектора.To stabilize the operation of microwave generators, the microwave radiation emitted by them is formed at a standing wave coefficient (SWR), which is 2.5 ± 0.3, while the slew rate of the power flow is set within 92-105 W / s, increasing it in each sector of the reaction chamber at 1.8-2.6 W / s relative to the previous sector.
Для обеспечения технологического процесса металлизации железорудного сырья в реакционной камере выполняют окна, оборудованные экранной решеткой с запредельными ячейками.To ensure the technological process of metallization of iron ore in the reaction chamber, windows are equipped with a screen grating with transcendental cells.
Способ реализуется следующим образом.The method is implemented as follows.
Сырые окатыши диаметром от 10 до 30 мм, приготовленные из шихты, в состав которой входят: железосодержащий продукт (концентрат) или тонкоизмельченная руда, или металосодержащие отходы техногенных месторождений, твердое топливо, флюсующая добавка, упрочняющая добавка (бентонит), которые имеют влажность в пределах 9-10%, направляют в сушильный агрегат. В сушильном агрегате с помощью специального устройства окатыши укладывают на решетку с отверстиями 5-6 мм равномерным слоем и подают на него теплоноситель. В сушильном агрегате окатыши выдерживают на протяжении времени, достаточного для полного удаления влаги из них и нагревания до необходимой заданной температуры, соблюдая при этом условия: не допустить трещинообразования или полного разрушения окатышей.Raw pellets with a diameter of 10 to 30 mm, prepared from a charge, which includes: an iron-containing product (concentrate) or finely ground ore, or metal-containing waste from industrial deposits, solid fuel, fluxing additive, hardening additive (bentonite), which have humidity within 9-10%, sent to the drying unit. In the drying unit, using a special device, the pellets are laid on a grate with holes of 5-6 mm in an even layer and the coolant is fed to it. In the drying unit, the pellets are kept for a period of time sufficient to completely remove moisture from them and heat to the required set temperature, observing the following conditions: to prevent cracking or complete destruction of the pellets.
Для соблюдения этих условий, нагревание делают в зональном режиме с постепенным повышением температуры в слое окатышей за счет подачи теплоносителя в различном количестве и с различной температурой, которая повышается от загрузочного участка до разгрузочного.To comply with these conditions, heating is done in zonal mode with a gradual increase in temperature in the layer of pellets due to the supply of coolant in different quantities and with different temperatures, which rises from the loading area to the unloading.
В качестве теплоносителя используют рекуперационный горячий воздух, полученный при последующих высокотемпературных технологических процессах.Recuperative hot air obtained during subsequent high-temperature technological processes is used as a heat carrier.
Повышение температуры в слое окатышей осуществляют в следующей последовательности: в первой зоне - до 150-250°C; во второй зоне - до 350-450°C; а в третьей зоне - до 600-800°C.The temperature increase in the layer of pellets is carried out in the following sequence: in the first zone - up to 150-250 ° C; in the second zone - up to 350-450 ° C; and in the third zone - up to 600-800 ° C.
Предварительная сушка и нагрев окатышей до температуры не менее 600-800°C обусловлена условиями термообработки железосодержащего сырья на следующих стадиях. Меньшее значение температуры нагрева приводит к дальнейшим потерях энергоносителей при их металлизации, а превышение температуры более 800°C приводит к увеличению себестоимости продукции.The preliminary drying and heating of the pellets to a temperature of at least 600-800 ° C is due to the conditions of heat treatment of iron-containing raw materials in the following stages. A lower value of the heating temperature leads to further losses of energy carriers during their metallization, and a temperature exceeding more than 800 ° C leads to an increase in the cost of production.
Последующие стадии обработки предусматривают восстановительный обжиг и металлизацию нагретых окатышей в реакционной камере агрегата, который использует тепловую энергию СВЧ источников. Направленное от них электромагнитное поле на слой нагретых окатышей превращается в тепловую энергию, вследствие чего происходит быстрое нагревание окатышей и происходят процессы диссоциации и восстановления до металлизации, т.е. происходит процесс прямого получения железа с помощью твердого восстановителя, который находится в объеме окатыша в тесном контакте с минералами окислов железа.Subsequent processing steps include reducing firing and metallization of the heated pellets in the reaction chamber of the unit, which uses the thermal energy of microwave sources. The electromagnetic field directed from them onto the layer of heated pellets is converted into thermal energy, as a result of which the pellets are rapidly heated and the processes of dissociation and reduction to metallization occur, i.e. there is a process of direct production of iron using a solid reducing agent, which is in the volume of the pellet in close contact with minerals of iron oxides.
Восстановительный газ, который образуется, взаимодействуя с углем, дополнительно подается в обрабатываемый слой, ускоряет восстановительные реакции. Дополнительный уголь вводят в печь одновременно с нагретыми окатышами и сосредоточивают в основном в нижнем горизонте слое, фильтруясь через слой окатышей он образует "постель".The reducing gas, which is formed by interacting with coal, is additionally supplied to the treated layer, accelerates the recovery reaction. Additional coal is introduced into the furnace simultaneously with the heated pellets and concentrated mainly in the lower horizon of the layer, filtering through a layer of pellets it forms a "bed".
Установлено экспериментально, что окатыши, а именно компоненты и минералы которые их составляют, нагретые до температуры 600-800°C, в сравнении с холодными окатышами, более быстро и полно воспринимают энергию электромагнитного поля СВЧ-источника.It was established experimentally that the pellets, namely the components and minerals that compose them, heated to a temperature of 600-800 ° C, in comparison with cold pellets, more quickly and fully absorb the energy of the electromagnetic field of the microwave source.
Высушенные и нагретые до температуры 600-800°C рудо-флюсоугольные окатиши или брикеты загружают в реакционную теплоизолированную электрогерметичную камеру кольцевой печи карусельного типа, под которой разделяют перегородками на секторы. В каждом секторе печи сырье подвергается с помощью волноводов-излучателей воздействию энергии СВЧ, которую вырабатывают генераторами энергии сверхвысокой частоты мощностью 50-100 кВт с рабочей частотой 0,95 или 2,45 ГГц, которые являются исключительно оптимальными для хода технологического процесса.Ore-flux-coal pellets or briquettes, dried and heated to a temperature of 600-800 ° C, are loaded into a reaction heat-insulated electro-hermetic chamber of an annular carousel-type furnace, under which they are divided by partitions into sectors. In each sector of the furnace, raw materials are subjected to microwave energy using waveguides-emitters, which are generated by ultra-high frequency energy generators with a power of 50-100 kW with an operating frequency of 0.95 or 2.45 GHz, which are extremely optimal for the process.
При меньшей величине мощности энергии сверхвысокой частоты не осуществляется преобразование сырья для следующей металлизации, а при мощности, которая превышает 100 кВт, ход технологического процесса нарушает установленный оптимальный регламент по получению качественной продукции.With a lower value of ultrahigh-frequency energy power, the conversion of raw materials for the next metallization is not carried out, and at a power that exceeds 100 kW, the process flow violates the established optimal regulation for obtaining high-quality products.
Окатыши, в которых процесс восстановления протекает от гематита до магнетита и дальше до вюстита (Fe) и металлического железа, поэтапно продвигаются в зону с более высокой температурой, которая составляет 950-1300°C и является оптимальной для процесса металлизации.Pellets, in which the reduction process proceeds from hematite to magnetite and further to wustite (Fe) and metallic iron, are gradually moving into the zone with a higher temperature, which is 950-1300 ° C and is optimal for the metallization process.
Удельную мощность энергии для соответствующего нагревания подают в импульсном режиме в размере 0,44-0,78 кВт на 1 кг массы сырья, которое находится в зоне действия волноводов-излучателей. При указанных технологических режимах завершается процесс металлизации. Меньшее значение мощности не позволяет обеспечить процесс металлизации сырья до момента подачи его до разгрузочного устройства, а увеличение мощности превышает рациональные затраты энергоносителя и нарушение регламента металлизации в сырье.The specific energy power for the corresponding heating is supplied in a pulsed mode in the amount of 0.44-0.78 kW per 1 kg of the mass of raw materials, which is located in the zone of action of the waveguides-emitters. Under the indicated technological conditions, the metallization process is completed. A lower value of power does not allow to ensure the metallization of the raw material until it is fed to the unloading device, and the increase in power exceeds the rational energy costs and violation of the metallization regulations in the raw material.
Указанные условия применения энергии СВЧ определялись экспериментально. Подача потока мощности с применением импульсного режима оказывала содействие снижению количества общего потока энергии, т.е. снижению затрат электроэнергии. Показатели приведенной удельной мощности ниже нижних границ не позволяли получить необходимую температуру в технологической зоне реакционной камеры печи и получить заданную степень металлизации. Эти условия связаны с изменением теплофизических и электрических свойств нагретых материалов, их восприятием электромагнитного поля СВЧ-энергии.The indicated conditions for the application of microwave energy were determined experimentally. The supply of power flow using the pulsed mode helped to reduce the amount of the total energy flow, i.e. reduce energy costs. Indicators of the given specific power below the lower boundaries did not allow to obtain the required temperature in the technological zone of the reaction chamber of the furnace and to obtain a given metallization degree. These conditions are associated with a change in the thermophysical and electrical properties of heated materials, their perception of the electromagnetic field of microwave energy.
Превышение верхней границы удельной мощности приведет к преждевременному, быстрому повышению температуры и вследствие этого раннему образованию расплава, из-за чего не успеет завершиться в полной мере процесс металлизации.Exceeding the upper limit of the specific power will lead to a premature, rapid increase in temperature and, as a result, early formation of the melt, because of which the metallization process will not have time to complete.
После практически полной металлизации железосодержащих минералов в объеме окатышей, материал продвигается в последнюю зону печи, в которой происходит плавление материала окатышей с образованием металлического ядра в центре и шлаковой оболочке.After almost complete metallization of iron-containing minerals in the volume of pellets, the material moves into the last zone of the furnace, in which the pellet material melts to form a metal core in the center and slag shell.
Применяемые в изобретении генераторы, которые осуществляют подачу СВЧ-энергии в реакционную камеру, должны иметь достаточную мощность, чтобы получить заданную температуру в определенной зоне. Применяемая в нашем случае мощность в пределах 50-100 кВт обеспечивает необходимое количество тепла для равномерного повышения температуры в секторах-зонах. Мощность менее нижней границы не позволит поддерживать заданный режим нагревания, а применение мощности больше верхней границы связано с лишними затратами электроэнергии.The generators used in the invention that supply microwave energy to the reaction chamber must have sufficient power to obtain a predetermined temperature in a certain zone. The power used in our case in the range of 50-100 kW provides the necessary amount of heat for a uniform increase in temperature in sector zones. Power below the lower limit will not allow you to maintain the specified heating mode, and the use of power greater than the upper limit is associated with unnecessary energy costs.
Стабильность работы генератора, т.е. подача необходимого потока энергии во внутренний объем реакционной камеры, организация движения волн в волноводах, соответственно электродинамике СВЧ, характеризуется показателем КСВ, который определяют экспериментально для определенного процесса.Stability of the generator, i.e. the supply of the necessary energy flow to the internal volume of the reaction chamber, the organization of the movement of waves in the waveguides, or microwave electrodynamics, is characterized by the SWR parameter, which is determined experimentally for a specific process.
Для наших условий КСВ должен составлять величину 2,5±0,3 (единицы), что было установлено экспериментально. Установленное значение этого коэффициента позволяет стабилизировать весь процесс восстановительного обжига с получением продукта равномерного качества.For our conditions, the SWR should be 2.5 ± 0.3 (units), which was established experimentally. The established value of this coefficient makes it possible to stabilize the entire process of reduction firing to obtain a product of uniform quality.
Одновременно регулируют скорость нарастания плотности потока мощности энергии электромагнитного поля, которое поступает в процесс и превратится в слое обрабатываемого материала в тепловую энергию.At the same time, the rate of increase in the power flux density of the electromagnetic field energy is regulated, which enters the process and turns into thermal energy in the layer of the processed material.
Экспериментально определили, что скорость нарастания потока мощности при восстановительной термообработке окатышей должна составлять 92-105 Вт/с, с увеличением ее значения от минимального на 1,8-2,6 Вт/с в каждом температурном секторе. Показатели меньше нижней границы не позволяют на протяжении заданного времени достичь заданной температуры в слое материала, что приводит к снижению производительности, а увеличение скорости нарастания плотности потока выше верхней границы способствует перерасходу энергии на процесс, а также возможному непредусмотренному оплавлению продукта.It was experimentally determined that the rate of increase in the power flow during reconstructive heat treatment of the pellets should be 92-105 W / s, with an increase in its value from the minimum by 1.8-2.6 W / s in each temperature sector. Indicators less than the lower boundary do not allow reaching the specified temperature in the material layer over a predetermined time, which leads to a decrease in productivity, and an increase in the rate of increase in flux density above the upper boundary contributes to energy overruns on the process, as well as possible unintended reflow of the product.
Принятые величины рабочей частоты генератора 0,9 или 2,45 ГТц обеспечивают эффективную глубину проникновения электромагнитного поля и позволяет обрабатывать слой окатышей (брикетов) размером от 0,05-0,35 м с соблюдением разработанных режимов.The accepted values of the operating frequency of the generator of 0.9 or 2.45 GTZ provide an effective depth of penetration of the electromagnetic field and allows you to process a layer of pellets (briquettes) ranging in size from 0.05-0.35 m in compliance with the developed modes.
Дальше материал поступает на охлаждение с высокой скоростью отбора тепла путем вдувания холодного воздуха в горячий слой двухслойных металлизированных окатышей.Further, the material enters cooling at a high rate of heat extraction by blowing cold air into the hot layer of two-layer metallized pellets.
Охлаждения осуществляют в охладителе с кольцевым вращающимся подом с двумя зонами охлаждения: в первой из которых, высокотемпературной, предают 58-63% общей рабочей площади охладителя.The cooling is carried out in a cooler with an annular rotating hearth with two cooling zones: in the first of which, at high temperature, 58-63% of the total working area of the cooler is betrayed.
Эффективное охлаждение достигается в том случае, когда обеспечивают скорость фильтрации атмосферного воздуха через слой сырья, равный от 1,1·104 до 1,6·104 м3/м2·ч.Effective cooling is achieved when they provide a filtration rate of atmospheric air through a layer of raw materials equal to from 1.1 · 10 4 to 1.6 · 10 4 m 3 / m 2 · h.
Во второй низкотемпературной зоне, которая занимает другую часть рабочей площади охладителя, обеспечивают и поддерживают скорость фильтрации атмосферного воздуха через слой от 0,9·104 до 1,1·104 м3/м2·ч.In the second low-temperature zone, which occupies another part of the working area of the cooler, the atmospheric air filtration rate through the layer is provided and maintained from 0.9 · 10 4 to 1.1 · 10 4 m 3 / m 2 · h.
При разгрузке из охладителя получают товарный охлажденный продукт для металлургической промышленности.When unloading from a cooler, a commodity cooled product is obtained for the metallurgical industry.
Наличие двух температурных зон в круговом охладителе продиктовано условиями охлаждения металлизированного материала, а также получения определенного количества нагретого до заданной температуре рекуперационного воздуха.The presence of two temperature zones in a circular cooler is dictated by the conditions for cooling the metallized material, as well as obtaining a certain amount of recovery air heated to a given temperature.
В первой зоне охлаждения, в которую попадает материал имеющий температуру 1050-1150°C, необходимо получить нагретый воздух с температурой не менее 400-450°C в количестве, которое обеспечивает скорость фильтрации его через слой окатышей в пределах 1,1·104-1,6·104 м3/м2·ч. Указанная скорость фильтрации определена экспериментально. Значение меньше указанной границы не позволит получить предельные скорости фильтрации и не позволит получить необходимое количество воздуха для поддержки заданной скорости охлаждения. Превышение верхней границы фильтрации в первой зоне охладителя потребует большого количества воздуха и также не позволит получить необходимые скорости фильтрации из-за роста аэродинамического сопротивления слоя сырья на поде охладителя.In the first cooling zone, into which a material having a temperature of 1050-1150 ° C enters, it is necessary to obtain heated air with a temperature of at least 400-450 ° C in an amount that ensures its filtration rate through a layer of pellets within 1.1 · 10 4 - 1.6 · 10 4 m 3 / m 2 · h. The indicated filtration rate is determined experimentally. A value less than the specified boundary will not allow you to get the maximum filtration rate and will not allow you to get the required amount of air to support the specified cooling rate. Exceeding the upper filtration limit in the first zone of the cooler will require a large amount of air and will also not allow to obtain the necessary filtration rates due to the increase in aerodynamic resistance of the raw material layer on the cooler bottom.
Предельные показатели скорости фильтрации, установленые экспериментально, диктуются следующими условиями: меньше нижних границ невозможно охладить материал до заданных параметров (температура и скорость охлаждения), а выше верхней границы скорости фильтрации будет происходить нарушение стабильности слоя и вынос материала из слоя в газопровод.The limiting values of the filtration rate, established experimentally, are dictated by the following conditions: it is impossible to cool the material to the specified parameters below the lower boundaries (temperature and cooling rate), and above the upper boundary of the filtration rate there will be a violation of the stability of the layer and the removal of material from the layer into the gas pipeline.
Для обеспечения технологического процесса металлизации железорудного сырья, в реакционной камере выполняют окна с диэлектрической экранной решеткой с запредельными ячейками, которые препятствуют проникновению электрического поля СВЧ-излучения за границы камеры.To ensure the technological process of metallization of iron ore raw materials, windows with a dielectric screen grating with transcendental cells, which impede the penetration of the electric field of microwave radiation beyond the boundaries of the chamber, are made in the reaction chamber.
Температурные и восстановительные процессы, которые происходят в печи, требуют контроля их параметров. Кроме того, процессы, которые происходят в печи, сопровождаются выделением газообразных продуктов и требуют постоянного удаления их из внутреннего пространства печи. В этой связи, в стенке печи для каждого технологического сектора предусмотрены окна для установки и подключения необходимых контрольно-измерительных аппаратов, а также для удаления образуемых газообразных продуктов.Temperature and recovery processes that occur in the furnace require control of their parameters. In addition, the processes that occur in the furnace are accompanied by the release of gaseous products and require constant removal of them from the interior of the furnace. In this regard, in the furnace wall for each technological sector there are windows for installing and connecting the necessary instrumentation, as well as for removing gaseous products formed.
Опытно-промышленные испытания способа показали возможность получения высококачественного металлургического сырья при незначительных затратах энергоносителей. Это позволяет получать товарную продукцию с низкой себестоимостью и конкурентностью на рынке металлургической промышленности.Pilot testing of the method showed the possibility of obtaining high-quality metallurgical raw materials at low energy costs. This allows you to get marketable products with low cost and competitiveness in the metallurgical industry market.
Claims (3)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAA201103468 | 2011-03-23 | ||
| UA201103468 | 2011-03-23 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2011136656A RU2011136656A (en) | 2013-03-10 |
| RU2489493C2 true RU2489493C2 (en) | 2013-08-10 |
Family
ID=49123185
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011136656/02A RU2489493C2 (en) | 2011-03-23 | 2011-09-02 | Metal coating method of iron-bearing ore-coal raw material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2489493C2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112410545A (en) * | 2020-01-19 | 2021-02-26 | 中冶长天国际工程有限责任公司 | Iron ore microwave sintering device and sintering method |
| CN115652083B (en) * | 2022-12-12 | 2023-04-28 | 中冶长天国际工程有限责任公司 | Multistage air inlet soaking reduction method for iron-containing material |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3443931A (en) * | 1965-09-10 | 1969-05-13 | Midland Ross Corp | Process for making metallized pellets from iron oxide containing material |
| SU573506A1 (en) * | 1972-01-11 | 1977-09-25 | Всесоюзный научно-исследовательский институт металлургической теплотехники | Method of obtaining matallized iron-ore materials |
| SU1674694A3 (en) * | 1986-04-30 | 1991-08-30 | Мидрекс Интернациональ Б.В.Роттердам, Цюрих, Бранш (Фирма) | Method and apparatus for preparing molten iron-containing materials from finely divided ore |
| RU2279483C2 (en) * | 2001-08-31 | 2006-07-10 | Кабусики Кайся Кобе Сейко Се | Metallic iron obtaining method |
| RU2303072C2 (en) * | 2003-04-17 | 2007-07-20 | Кабусики Кайся Кобе Сейко Се | Method and device for production of reduced iron |
-
2011
- 2011-09-02 RU RU2011136656/02A patent/RU2489493C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3443931A (en) * | 1965-09-10 | 1969-05-13 | Midland Ross Corp | Process for making metallized pellets from iron oxide containing material |
| SU573506A1 (en) * | 1972-01-11 | 1977-09-25 | Всесоюзный научно-исследовательский институт металлургической теплотехники | Method of obtaining matallized iron-ore materials |
| SU1674694A3 (en) * | 1986-04-30 | 1991-08-30 | Мидрекс Интернациональ Б.В.Роттердам, Цюрих, Бранш (Фирма) | Method and apparatus for preparing molten iron-containing materials from finely divided ore |
| RU2279483C2 (en) * | 2001-08-31 | 2006-07-10 | Кабусики Кайся Кобе Сейко Се | Metallic iron obtaining method |
| RU2303072C2 (en) * | 2003-04-17 | 2007-07-20 | Кабусики Кайся Кобе Сейко Се | Method and device for production of reduced iron |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2011136656A (en) | 2013-03-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2189397C2 (en) | Method of production of refined iron | |
| CN101548024B (en) | Microwave heating method and apparatus for iron oxide reduction | |
| CN108083658B (en) | Induction heating device and method for producing light-burned magnesium oxide by using same | |
| CN103993163B (en) | A kind of iron ore belt type roasting machine-rotary kiln for directly reducing is produced iron powder system and technique | |
| CN112159880A (en) | Method and device for making iron by hydrogen | |
| CN107779536A (en) | One kind direct-reduction iron production method and device | |
| AU2017253321B2 (en) | Method for smelting oxide ore | |
| RU2489493C2 (en) | Metal coating method of iron-bearing ore-coal raw material | |
| CN102534200A (en) | Method using microwave sintering to extract molybdenum in nickel molybdenum ore | |
| CN110699542A (en) | Process method and device for upgrading and modifying sintered surface layer ore | |
| JP2001181720A (en) | Method of manufacturing reduce iron with rotary hearth furnace | |
| JP5811017B2 (en) | Method for producing reduced iron | |
| CN102296175B (en) | Method for producing oxidized pellets by using gold ore tailing and limonite | |
| CN102605127A (en) | Method for reducing and producing cast iron by coke oven | |
| CN102605128A (en) | Method for producing and reducing grained iron by coke oven | |
| JP2001247920A (en) | Smelting reduction method and smelting reduction apparatus | |
| CN207749157U (en) | The system for producing pellet | |
| JP6264517B1 (en) | Method for producing carbonaceous interior sinter | |
| RU2465352C2 (en) | Processing method of zinc-iron-containing dusts or slurries of metallurgical production | |
| CN202347064U (en) | Shaft furnace type oxidization and sodium treatment roasting device | |
| KR101321076B1 (en) | Manufacturing method of partial-reduced pellet | |
| CN117404914B (en) | Smelting device and method for preparing ferroalloy through direct reduction | |
| CN203960293U (en) | A kind of iron ore belt type roasting machine-rotary kiln for directly reducing is produced iron powder system | |
| KR101714995B1 (en) | Method and facility for producing reduced iron | |
| RU2784924C1 (en) | Process for producing iron by direct reduction |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140903 |