SU651033A1 - Method of producing iron power - Google Patents

Description

Изобретение относите  к черной металлургии , в частности к способам пр мого восстановлени  рудных материалов.The invention relates to ferrous metallurgy, in particular to methods for the direct reduction of ore materials.

Кроме черной металлургии изобретение может быть эффективно использовано также в атомной энергетике как средство ути .чизации тепла теплоносител , охлаждающего атом шли реактор.In addition to ferrous metallurgy, the invention can also be effectively used in atomic energy as a means of heat treatment of heat-transfer fluid cooling an atom.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  способ восстановлени  рудно-тоиливных окомкованных материалов , содержан1их руду и восстановитель в стехиометрическом соотношении.The closest to the invention to the technical essence is the method of restoring ore-and-ore-containing pelletized materials, containing ore and reducing agent in a stoichiometric ratio.

Процесс осупхествл етс  при нагреве материалов до 1340-1500°С 1.The process of ossification is triggered when materials are heated to 1340-1500 ° C 1.

Недостатком этого способа  вл етс  окисление образующего материала при охлаждении на воздухе, а также необходимость работы при температуре 1300-1500° дл  обеспечени  требуемой производительности. Работа при такой высокой температуре приводнт к усложнению оборудовани  и удорожанию процесса в св зи с необходимостью иснользовани  охлаждени  в инертном газе, а также пламенных печей, так как существующие (наиболее простые) открытые нечиThe disadvantage of this method is the oxidation of the forming material during cooling in air, as well as the need to work at a temperature of 1300-1500 ° to ensure the required performance. Work at such a high temperature causes the equipment to become more complex and expensive due to the need to use cooling in an inert gas, as well as fiery furnaces, since the existing (simplest) open chambers

сопротивлени  не позвол ют длительное врем  поддерживать температуру более 1100- 1200°. Кроме того, работа при температуре выше 1100° приводит к получению слипшихс  комков железа, размол которых, например дл  магнитного отделени  пустой породы (шлака) затруднен и требует значительного расхода энергии (до 4000 квт-час/т).resistances do not allow a long time to maintain the temperature over 1100-1200 °. In addition, operation at temperatures above 1100 ° results in adhering lumps of iron, the grinding of which, for example for magnetic separation of waste rock (slag), is difficult and requires significant energy consumption (up to 4000 kWh / t).

Известный способ не может быть использован и в процессах атомной энергетики, где температура теплоносител  на выходе из реактора не превышает пока 800° из-за низкой стойкости материалов в услови х интенсивного облучени  и активации теплоносител .The known method cannot be used in atomic energy processes, where the temperature of the coolant at the exit of the reactor does not exceed 800 ° so far due to the low resistance of materials under conditions of intensive irradiation and activation of the coolant.

Целью изобретени   вл етс  увеличение 5 стойкости оборудовани  и обеспечение возможности полезного использовани  вторичных тепловых ресурсов.The aim of the invention is to increase the durability of the equipment and to ensure the beneficial use of secondary thermal resources.

Дл  достижени  поставленной цели предлагаетс  способ, включающий окомкование и нагрев стехиометрической смеси рудных In order to achieve this goal, a method is proposed, which includes pelletizing and heating of a stoichiometric mixture of ore

Claims (1)

0 материалов (концентратов) и углеродсодержащего восстановител , например нолукокса бурых углей, с последующей переработкой продукта известными способами, согласно которому восстановление смеси провод т в вакууме под давлением 0,1 -10 мм рт. ст. при температуре 700-1100°, а охлаждение продуктов до температуры 500-600° - в безокислительной среде. Это позвол ет увеличить ресурс оборудовани , так как снижение рабочей температуры с 1340-1500° до 800-1100° увеличивает устойчивость материалов к окислению в 5-10 раз. Кроме того, указанна  температура легко достигаетс  в печах сопротивлени . При температуре 1100° еще не происходит слипани  частиц железа в крицу, в св зи с чем облегчаетс  размол продуктов восстановлени  в порошок дл  магнитной или иной сепарации пустой породы. Предлагаемый способ позвол ет также использовать огромные вторичные тепловые ресурсы  дерных реакторов, охлаждаемых гелием. Пример. Рудно-топливные окатыши, содержащие 80 83% концентрата (68% Fe, остальное - восстановитель в виде молотого полукокса), непрерывно загружаютс  в теплообменник, нагреваемый теплоносителем, циркулирующим по змеевику, укрепленному на внешней стороне кожуха теплообменника . Температура теплоносител  на входе в теплообменник 900°, на выходе - 400- 500°. При нагреве окатышей протекает реакци : FoiOg + 3Qw - -2Реи -f ЗСОг) - Q В соответствии с принципом Ле-Шателье непрерывное удаление продукта реакции СО сдвигает реакцию вправо, в св зи с чем восстановление начинаетс  при температуре 600-700°. Экспертименты, выполненные на примере окислов хрома, подтвердили положение теории. Развитию реакции с высокой скоростью при,более низкой температуре способствует и изменение механизма восстановлени , а также введение катализаторов , например хлористого натри . Окатыши, загруженные в теплообменник, последовательно нагреваютс  при непрерывной откачке выдел ющейс  окиси углерода вакуумными насосами. Окись углерода, выбрасываема  насосом, может собиратьс  и использоватьс  как энергоноситель. При восстановлении 1 т окатышей выдел етс  теплотворной способностью 3000 ккал/мз. Одновременно в теплообменнике в зависимости от его типа может находитьс  1 - 100 т материала. Шихта нагреваетс  в течение 60 мин. Охлаждение материала до 400-600° осуществл етс  в необогреваемой части теплообменника . Материал без нарушени  вакуума (0,1 -10 M.V1. рт. ст.) непрерывно выбрасываетс  из теплообменника в атмосферу и направл етс  в вибромельницу непрерывного действи , а оттуда - на установку дл  отделени  немагнитной фракции. Конечным продуктом  вл етс  железный порошок, который перерабатываетс  известными способами порошковой металлургии. Выход железа составл ет около 50% от веса окатышей . Помимо теплообменника процесс может осуществл тьс  в электрических печах. Формула изобретени  Способ производства железного порошка включающий окомкование стехиометрической смеси рудных материалов е восстановителе .м, ее восстановление, охлаждение, дробление и магнитную сепарацию, отличающийс  тем, что, с целью увеличени  стойкости оборудовани  и обеспечени  возможности полезного использовани  вторичных тепловых ресурсов, восстановление смеси провод т в вакуу.ме под давлением 0,1 - 10 мм, рт. ст. при температуре 700-1100°С, а охлаждение продуктов до температуры 500-600°С производ т в безокислительной среде. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Кожевников И. Ю., Бескоксова  металлурги  железа. М., «Металлурги , 1970, с. 210-214.0 materials (concentrates) and a carbon-containing reductant, for example, brown coal coke, followed by processing the product by known methods, according to which the mixture is reduced in vacuum under a pressure of 0.1-10 mm Hg. Art. at a temperature of 700-1100 °, and cooling products to a temperature of 500-600 ° - in a non-oxidizing environment. This allows the equipment to be extended, since a decrease in the operating temperature from 1340–1500 ° to 800–1,100 ° increases the resistance of materials to oxidation by 5–10 times. In addition, this temperature is easily achieved in resistance furnaces. At a temperature of 1100 ° C, iron particles do not stick together in the cretaceous layer, which makes it easier to grind the reduction products into powder for magnetic or other separation of the waste rock. The proposed method also allows the use of the enormous secondary thermal resources of nuclear reactors cooled by helium. Example. Ore-fuel pellets containing 80–83% of concentrate (68% Fe, the rest is reducing agent in the form of ground char) are continuously loaded into a heat exchanger heated by a coolant circulating through a coil hardened on the outside of the heat exchanger casing. The temperature of the coolant at the entrance to the heat exchanger is 900 °, at the exit - 400-500 °. When the pellets are heated, the reaction proceeds: FoiOg + 3Qw - -2Rei-f ZSOg) - Q In accordance with the Le Chatelier principle, the continuous removal of the reaction product CO shifts the reaction to the right, and therefore the reduction starts at a temperature of 600-700. Experiments performed on the example of chromium oxides confirmed the position of the theory. The development of the reaction at a high rate at a lower temperature is also facilitated by a change in the reduction mechanism, as well as the introduction of catalysts, for example sodium chloride. The pellets loaded into the heat exchanger are successively heated by continuously evacuating carbon monoxide by vacuum pumps. The carbon monoxide emitted by the pump can be collected and used as an energy carrier. When recovering 1 ton of pellets, the calorific value of 3000 kcal / m3 is released. At the same time, in the heat exchanger, depending on the type, between 1 and 100 tons of material can be found. The mixture is heated for 60 minutes. The material is cooled to 400-600 ° in the unheated part of the heat exchanger. The material without breaking the vacuum (0.1-10 M.V1. Hg. Art.) Is continuously released from the heat exchanger into the atmosphere and sent to a vibrating mill of continuous action, and from there to the installation for separating the non-magnetic fraction. The end product is iron powder, which is processed by powder metallurgy methods known in the art. The iron yield is about 50% by weight of the pellets. In addition to the heat exchanger, the process can be carried out in electric furnaces. Claim Method A method for producing iron powder comprising pelletizing of a stoichiometric mixture of ore materials and reducing agent, its reduction, cooling, crushing and magnetic separation, characterized in that, in order to increase equipment durability and ensure the useful use of secondary thermal resources, the mixture is reduced in vacuum under pressure of 0.1 - 10 mm, mercury. Art. at a temperature of 700-1100 ° C, and cooling products to a temperature of 500-600 ° C is produced in a non-oxidizing environment. Sources of information taken into account during the examination 1. Kozhevnikov I. Yu., Beskoksova iron metallurgy. M., “Metallurgists, 1970, p. 210-214.