SU870465A1 - Способ термообработки железорудных окатышей - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ ТЕРМООБРАБОТКИ ЖЕЛЕЗОРУДНЫХ ОКАТЫШЕЙ

Изобретение относитс  к области черной металлургии и может быть использовано при производстве окатышей Известен способ получени  окислен ных окатышей, включающий частичное окисление при 400-5000С на 35-45%, обжиг пои 1250-1350°С и охлаждение до 800-900 с в безокислительной атмосфере 1 . Способ позвол ет существенно сниокатышей в ходе зить разрушение восстановлени . Недостатком способа двл етс  повышенный расход топлива при обжиге в св зи с неполным использованием хими ческого тепла при окислении магнетит Кроме того, их, пониженна  восстановимость вызывает увеличение расхода кокса в доменной плавке. Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  спо соб обжига железорудных окатьвлей, включак ций сушку окатьаией до 150-300 по высоте сло , нагрев верхней части сло  со стороны продувки до температуры обжига со скоростью 200250 С/мин ,обжиг при 1200-1350 С в окислительной атмосфере и охлаждение воздухом Г2. Способ позвол ет повысить производительность обжиговой машины, однако прочность окатьиией в исходном состо нии и при восстановлении невысока . Это объ сн етс  тем, что интенсивно нагретые, обожженные в окислительной атмосфере окатыши состо т из магнетитового  дра и окисленной оболочки, расплав которой более тугоплавок и кристаллизуетс  в зоне охлаждени  при температуре на 100150°С выше температуры кристаллизации расплава  дра, в момент кристаллизации расплава в  дре усадка его превышает таковую дл  застывшей оболочки , разница деформаций вызывает напр жение на границе  дра и оболочки с образованием концентрических трещин. Такие окатыши при транспортировке и перегрузках разрушаютс  и  вл ютс  источником образовани  мелочи , а уцелевшие при транспортировке разрушаютс  в доменной печи при восстановлении . Целью изобретени   вл етс , повышение прочности окатышей в исходном состо нии и при восстановлении. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в способе/ включающем сушку, нагрев верхней части сло  со скоростью

200-250 С/мин, высокотемпературный обжиг при 1200-1350с в окислительной атмосфере, окатыши охлаждают до ЭОО-ЮОО С в бескислородной атмосфере до образовани  на поверхности окатышей диссоциированного до магнетита сло , причем толщина его составл ет 15-40% от толщины окисленной оболоч: тл .

Сущность способа заключаетс  в том, что снижение парциального давлени  кислорода во врем  охлаждени  интенсивно нагретых окатьнией с 12001350 С до 900-1000°С сопровождаетс  диссоциацией гематита окисленной оболочки . Формирование частично диссоциированного сло  в оболочке окатыша способствует перераспределению напр жений по сечению окатыша и уменьшеhnto их на границе магнетитового  дра и окисленной оболочки. Проведенны нами расчеты показали, что в случае,если толщина диссоциированного сло  составл ет 15-40% от толщины окисленной оболочки, величина напр жений на границе магнетитового  дра и окисленной оболочки становитс  ниже предела прочности -жёлезоокисных фаз. Это исключает развитие трещин и разупрочнение; интенсивно нагретых окатышей. Дл  образовани  непрерывного диссоциированного до магнетита сло  необходимо, чтобы диссоциаци  гематита протекала в окисленной оболочке на глубине, равной суммарному диаметру 5-10 зерен или более. Учитывай, что средний диаметр окатыша 13 мм,средний размер зерен 0,05мм а толщина окисленной оболочки при интенсивном нагреве составл ет 0,5 диаметра окатьлша, толщина непрерывного диссоциированного сло  не может быть менее 15% толщины окисленной оболочки.

Увеличение толщины диссоциированного сло  более 40% нецелесообразно, так как это ведет к снижению скорости охлаждени  и уменьшению производительности обжиговых машин, а значени  прочности окатышей не измен ютс 

Магнетито-гематитова  структура диссоциированного сло  окатыша способствует формированию шлаковой св зки , состо щей из железо-кальций-сйликатного стекла, восстанавливающего1300 1200 1100 1000 900 800

ПрОЧ1фСТЬ,

75

Кг/окатыш

Из проведенных результатов следует , что бескислородную атмосферу при охлаждении дл  получейи  прочных окатышей нужно поддерживать до 900с  при 700-900°С. Стекло экранирует рудные зерна от непосредственного соприкосновени  с восстановительным газом и сдвигает начало восстановлени  гематита с 500-бОО°С до 700SOO C . Восстановление в этом температурном интервале не сопровождаетс  разбуханием и разрушением гематитовых зерен. Окисленна  оболочка окатышей с частично диссоциированным слоем слабо резрушаетс  при восстановлении , образу  меньше мелочи.

Пример осуществлени  способа. Сырые окатыши диаметром 12-14 мм получали на лабораторном окомкователе из концентрата с содержанием железа 62,4%, офлюсованного известн ком до 1,3. Обжиг окатышей проводили в вертикальной печи электрического нагрева , помеща  их в корзину из жаростойкой проволоки. Состав газовой атмосферы дл  продувки окатышей мен лс  в различные периоды термообработки (см. табл. 1). Температуру измер ли платина - платинородиевыми термопарами.

Ин тенсивность нагрева окатышей осуществл ли, опуска  корзину в рабочую зону печи с повышением температуры в. центре окатыша со скоростью 225°С/мин до температуры 1320°С, врем  обжига 6 мин, скорость охлаждени  100° С/мин.

Температуру обжига и скорости нагрева окатышей, представл ющих верхнюю среднюю и нижнюю части сло , выбирали в соответствии с полученными в промышленных услови х интенсивност ми нагрева.

Скорость охлаждени  должна выбиратьс  с тем расчетом, чтобы врем  пребывани  окатышей при охлаждении в диапазоне ЭОС-ЮСО С было достаточно дл  формировани  диссоциированного сло  толщиной 15-40% от толщины окисленной оболочки. Дл  офлюсованных окатышей из концентрата с содержанием железа 62,4% этому условию отвечают скорости охлаждени , равные НОО С/мин или ниже.

При охлаждении окатышей в бескислородной атмосфере до определенной температуры, а затем на воздухе,прочность окатышей мен етс  следующим образом .

600

270

274 266

180 260

. Дальнейшее охлаждение можно проводить в окисленной среде.

Изменение соотношени  магнетита и гематита по сечению окатыша, толщину

окисленной оболочки и диссоциированного сло , а также радиус магнётитового  дра определ ли на структурном анализаторе Эпиквант фирмы КарлЦейс-Иена , ГДР,

Обожженные окатыши испытывали на прочность при сжатии в токе газа.

225

1320

Известный Верх (прототип)

125

Середи- 1270 на Полученные данные свидетельствуют о том,что предлагаемый способ позвол ет подн ть среднюю по слою прочность окатышей со 134 до 252 кг/окатыш . Способ может быть осуществлен на конвейерных обжиговых машинах без из менени  производительности агрегата, так как скорость нагрева, температуры обжига и скорость охлаждени  в опытах не отличались от полученных в промышленных услови х. В зоне рекуперации верхнюю часть сло  необходимо охлаждать до 900-1000 е бескислородными продуктами сгорани  . Последние могут быть получены сжиганием топлива с коэффициентом избытка воздуха 1, а также при использовании известного способа охлаждени  кусковьЬс материалов в охладителе с нейтральной атмосферой . В случае охлаждени  продукта33-35% СО и 65-67% COj

со скоростью Ю С/мин до

о/ 1 « г%1- - тчtвл 1 пО/ /.«г... -..

Результаты сравнительных испыта- НИИ известного и предлагаемого способов даны в табл. 1.

0,0

2,15 75

3,51 175

0,0

Claims (2)

15,0 21,0 ми сжигани  газа понизить их аемпе-ратуру до требуемой (900-1000с) мож .но смешива  воздух, идущий на горение , с дымовыми газами зоны обжига или паром. Внедрение предлагаемого способа вместо используемого интенсивного нагрева с охлаждением воздуха позволит получить экономический эффект около 570 тыс. руб в год. Формула изобретени  Способ термообработки железорудных окатышей., включающий сушку, нагрев верхней части сло  со скоростью 200- . 250 С/мин, высокотемпературный обжиг при 1200-1350 С в oкиcJlHтeльнoй атмосфере и охлаждение, отличающийс  тем, что, с целью повышени  прочности окатышей в исходном. состо нии и при восстановлении, ока7 8704658

тьи и охлаждают до ЭОО-ЮОО С в бес-1. Авторское свидетельство СССР

кислородной атмосфере до образовани  502058, кл. С 22 В 1/24, 1976.

на поверхности окатышей диссоцииро-

2. Майзель Г.М. и др. Применение

ванного до магнетита сло , причеминтенсивного режима нагрева окатышей

толщина его составл ет 15-40% от тол-на обжиговых машинах конвейерного

цины окисленной оболочки.типа. Обзорна  информаци  института

Источники информации, Черметинформаци  , М., 1978, сер.

прин тые во внимание при экспертизез, вып. 3, с 14 (прототип) .