SU645599A3 - Способ получени упрочненных окатышей из материалов, содержащих окислы железа - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УПРОЧНЕННЫХ ОКАТЫШЕЙ ИЗ МАТЕРИАЛОВ, СОДЕРЖАЩИХ ОКИСЛЫ ЖЕЛЕЗА

вертера, электростатический осадитель 2, смеситель 3, аппарат 4 дл  старени , окомкователь 5, грохот 6, автоклав 7, сушилки 8 и 9, шахтную печь 10 и копдепсор 11.

Как видно из схемы, высокодисперсные частицы пыли удал ютс  из испарений, эманируюш ,их из печи 1 кислородного конвертера , с помощью обычного устройства уменьшени  испарени , например электростатического осадител  2. Эта пыль содержит обычно от 40 до 70% железа, от 3 До 15% СаО, от 1 до 5% ЗЮг, от 0,01 до 3% РЬ и небольшие количества других примесей , таких как MgO, AlgOa и т. п. Вследствие высокой температуры образовани  частицы пыли кислородного конвертера  вл ютс  относительно мелкими и в основном сферической формы. Как правило, эти частицы распределены по размерам таким образом , что приблизительно 80% из них менее 0,8 мкм и около 20% среди них наход тс  в пределах приблизительно от 0,1 до пор дка 0,3 мкм. Такие частицы пыли кислородного конвертера могут быть мелкими вплоть до 0,05 мкм. Отделенна  пыль по конвейеру направл етс  в обычный смеситель 3 типа мешалки, в котором она перемешиваетс  с мелкораздробленным твердым карбонильным материалом, св зуюш;им веществом и достаточным количеством воды, чтобы получить увлажненную смесь, котора  способна превращатьс  в дискретную агломерационную массу. В данную смесь могут быть включены одна или несколько добавок дл  повышени  механических свойств и других мелочей отходов сталеплавильных заводов, например мартеновской пыли, осколков резака дл  очистки блюмов, прокатной окалины и мелочи  щика дл  взрывани  шпуров.

Количества одного или нескольких отходов сталеплавильных заводов, вз тые в количестве вплоть до 75 вес. % от общего веса мелочей, используемых в смеси, образуют закалочные агломераты, имеющие наилучший предел прчности на сжатие. Осколки от резака при очистке блюмов  вл ютс  предпочтительными из указанных разновидностей мелочей отходов сталеплавильных заводов.

Увлажненна  смесь переноситс  в аппарат 4 дл  старени  дл  гидратации пережженной извести и/или щлака, которые обычно содержатс  в пыли кислородного конвертера и других используемых мелочах отходов сталеплавильных заводов. Затем упрочненную смесь перенос т в обычное формующее устройство, например окомкователь 5, в котором она превращаетс  в дискретную форму. Затем влажные агломераты просеивают с помощью обычного грохота 6 до заданного,преимущественно равномерного размера, который  вл етс  удобным дл  загрузки сталеплавильной печи. После окончани  сортировки окатыши возвращаютс  в ркомкователь дл  продолжени  агломерации. Отсортированные влажные агломераты либо ввод тс  непосредственно в реакционную камеру типа автоклава 7, либо вначале перенос тс  в обычную сушилку 8, где окатыши, по крайней мере частично, высушиваютс , чтобы удалить основную часть содержашейс  в них влаги до введени  их в автоклав. В автоклаве влажные или высушенные агломераты подогреваютс  при завышенной температуре под давлением и в присутствии влажной среды, чтобы осуществить закалку и св зь частиц с получением монолитного высокопрочного

агломерата.

Несмотр  на то, что закаленные агломераты , извлеченные из автоклава, имеют после охлаждени  достаточно высокий предел прочности на сжатие, тем не менее их прочность может быть в дальнейшем увеличена путем переноса их в обычную сушилку 9, в которой они проход т процесс ускоренной сушки. В любом случае закаленные агломераты могут хранитьс , транспортироватьс 

и даже загружатьс  дл  проведени  сталеплавильного процесса, если содержание в них цинка и свинца пе превышает заданного уровн , при котором не происходит повреждение печи и/или по вление нежелательных свойств в продукте плавки. Дл  удалени  цинка и свинца закаленные агломераты ввод т в обычную цинкоулавливающую печь, например шахтную печь 10, в которой они подогреваютс  при повышенной

температуре, при которой содержаща с  в них окись железа преобразуетс  в металлическое железо посредством восстановительного воздействи  углеродистого материала , а цинк, свинец и другие восстановительные примеси восстанавливаютс  и улетучиваютс . Ципк и свинец отводитс  в виде выход щего из шахтной печи пара и извлекаютс  из перегретых паров обычным способом, например с помощью конденсора

И. Получаюшиес  металлизированные агломераты , из которых, в основном, удален весь цинк и свинец, могут повторно использоватьс  В печи кислородного конвертера, дл  непосредственной загрузки в доменную

печь или даже дл  шихтовки сталеплавильной электрической печи, котора  обычно не допускает присутстви  любых заметных количеств цинка. , Используемый твердый карбонильный материал представл ет собой углеродсодержащий материал, например кокс, коксовые высевки , антрацит, битуминозный уголь, бурый уголь и т. п. Углеродистый материал измельчают приблизительно до той же самой

обычной величины зерна, что и размер заводской пыли, однако если это необходимо, его можно также сделать несколько более крупным. Предпочтительно, чтобы количество используемого углеродистого материала несколько превышало то количество, которое требует стехиометри , тем не менее это превышение следует сводить до минимума, чтобы не допустить нежелательного снижени  предела прочности на сжатие агломерата и представить уменьшение концентрации содержани  железа в получаюшемс  в результате агломерате. Обычно количество используемого в смеси углеродистого материала должно быть таким, чтобы в последнем содержалось достаточно углерода, чтобы получить общий эквивалент св занного железа в смеси в пределах от 5 до 25, но лучше от 10 до 15 вес. %, исход  из обш,его веса сухих твердых веш,еств в данной смеси.

Используемое св зуюш,ее вещество может быть любым материалом, способным осуществить взаимную св зь между частицами пыли при гидродинамических режимах процесса закалки.. Предпочтительные -.св зующие вещества состо т из окислов, гидроокислов и карбонатов кальци  и магни  и их смеси, причем более предпочтительными  вл ютс  известь и гашена  известь.

Количество используемого в смеси св зующего вещества может варьироватьс  в пределах приблизительно от 1% и возрастать вплоть до 25% и более, исход  из общего веса сухих твердых веществ в данной смеси. При концентрации св зующих веществ ниже 1 % может получитьс  такой закалочный агломерат, который  вл етс  необычайно прочным дл  последующей обработки . Верхний предел концентрации св зующего вещества зависит главным образом от количества кремнезема и другого щлака, образующих примеси в полученной пыли кислородного конвертера и в других мелочах отходов сталеплавильных заводов, если они используютс . Количества св зующего вещества, превышающие указанный уровень , не дают заметного улучшени , прочности закаленных агломератов, а только привод т к уменьшению концентрации железа в данной смеси. Предпочтительно, чтобы концентраци  св зующего вещества в данной смеси находилась в пределах от 1 до 15, но лучше всего в диапазоне от 3 до 7 вес. %, исход  из общего веса сухих твердых веществ Б указанной смеси.

Указанные уплотн ющие вещества предпочитают добавить в виде водного раствора, крепость и концентраци  которого могут измен тьс  в пределах от 10 до 75 вес. %, но предпочтительно использовать 50%-ный раствор. Упрочн ющее вещество может вводитьс  также в сухой форме в виде мелкораздробленных .частиц, но вследствие их гигроскопичности,  довитости и способности вызывать коррозию, предпочитают использовать водные растворы, которые обеспечивают получение дополнительного преимущества благодар  более легкому процессу переработки раствора и однородному распределению последнего в данной смеси. Конкретна  концентраци  водного раствора упрочн ющих веществ может измен тьс  в твердых пределах при учете таких факторов , как содержание воды в исходной влажной смеси и оптимального содержани  воды , необходимого д   определенного типа прессовани  в формах процесса о.комковани , брикетировани  илк гор чего прессовани , используемого дл  получени  в.лажных агломератов.

После того, как смеси основательно перемешали с получением однородной дисперсионной фазы компонентов, она подвергаетс  прессованию в формах, брикетированию,

окомкованию или процессу гор чего прессовани  дл  получени  влажных агломератов необходимого размера и конфигурации, обеспечивающих получение оптимальных показателей прочности и плавки. Агломераты

получают преимущественно в виде относительно компактных конфигураций, таких как цилиндры; сферы, эллипсоиды, подушкообразной формы и т. д., в значительной степени лишены каких-либо участков с низкой в зкостью или острыми углами, которые могут быть восприимчивыми к по влению трещин или разрушению в процессе их обработки. Помимо размера контролируют конфигурацию агломератов с таким расчетом , чтобы она не получилась слишком плотной при их совместной шихтовке в доменной печи, иначе будет закрыт доступ подогретой насыщенной влагой жидкости между агломератами в процессе проведени 

последующей стадии гидротермической закалки . Предпочтительно, чтобы агломераты представл ли собой сферы с диаметром, заключенным в пределах от 5 до 40, а еще лучше от 10 до 15 мл.

Влажные агломераты обычно тер ют часть содержащейс  в них влаги в процессе подготовки и получени  агломератов. Содержание влаги в количестве менее 3 вес. %, как правило, не обеспечивает получени  достаточной силы сцеплени  компонентов массы , тогда как содержание влаги, превышающее приблизительно 12 вес. %, иногда нел елательно вследствие того, что данна  масса  вл етс  слишком пластичной дл 

того, чтобы быть в состо нии сохранить полученную форму агломерата. Поэтому содержание влаги в сырых агломератах перед осуществлением стадии формировани  предпочтительно регулировать в пределах от 3

до 10 вес. %, но гораздо лучше в диапазоне от 6 до 8 вес. %.

После сортировани  до заданного, в основном , равномерного размера, выгодного с точки зрени  шихтовки сталеплавильной печи , сформированные влажные агломераты могут быть загружены непосредственно в реакционную камеру высокого давлени  типа автоклава, в которой они подогреваютс  при завышенной температуре под давлением

в присутствии влаги с тем, чтобы осуществить закалку и сцепление отдельных частиц в монолитный высокопрочный агломерат.

Подвод тепла к влажным или незакаленным агломератам может быть достигнут каким-либо одним или несколькими способами . Использование пара  вл етс  предпочтительным потому, ЧТО )ОН служит одновременно источником тепла и влаги, необходимой дл  протекани  гидротермической реакции. Дл  этой цели может использоватьс  либо насыщенный пар, либо перегретый пар. Однако использование при высоких температурах перегретого пара приводит к созданию такого режима сушки, который приводит к образованию трещин в агломератах. Поэтому предпочтительно использовать перегретый пар при температурах и давлени х, которые близки к температуре и давлению насыщенного пара.

Температуры, заключенные обычно в пределах от 90-370°С, в зависимости от конкретного типа углеродистогоматериала могут быть с успехом применены дл  того, чтобы достичь закалки влажных агломератов в ечение целесообразных промежутков времени . Максимальна  используема  темпераура должна быть ниже температуры, при которой происходит расплавление или термическое разложение карбонильного материала и других компонентов. В тех случа х, когда используемый углеродистый материал содержит вещества, которые разлагаютс  при относительно низких температурах (наример , битуминозный уголь), максимальна  температура не должна превышать пор дка 290°С. Если в качестве углеродистого материала используетс  кокс, то могут быть использованы температуры вплоть до 370°С и даже более высокие, не вызыва  опасности по влени  нежелательного процесса тер-мического разложени . Паиболее низка  температура, приемлема  дл  начала гидротермической реакции, находитс  вблизи 90°С.

Предел прочности на сжатие закаленного агломерата может быть увеличен при помощи процесса ускоренной сушки сразу же после извлечени  их из аппарата гидротермической закалки, вместо того, чтобы позвол ть им охлаждатьс  на открытом воздухе. Эта сушка может быть осуществлена при температуре в диапазоне 80-110°С с выдержкой в течение 5-60 мин, причем предпочтительными  вл ютс  температура и временна  выдержка, равные 90°С и 15 мин соответственно.

Claims (2)

1.Патент США № 3262771, кл. 75-11, 1966.

2.Патент США № 3682619, кл. 75-3, 1972.

отсортированные скатыша

Lir