Новые процессы получения металла (металлургия железа)

В = 34597/3312,5 = 10,45 кг.

Расчет горения топлива

В качестве топлива в трубчатой печи используется сухой иршабородинский бурый уголь с влажностью 1 %. На рабочую массу Wp - 1,0%;

Невязка составляет: 10,645 —10,598 = 0,043 кг, что приемлемо для подобных расчетов.

Плотность каждого компонента продуктов сгорания опре­ делили, разделив молекулярную массу на объем, который за­

р = 10,504/7,865 = 1,335 кг/м3.

Низшая теплота сгорания угля определяется по формуле Д.И.Менделеева:

QPH = 339,1СР + 1256НР - 108,9(ОР - s") - 2 5 ( l/ +

+ НР) « 339,1 • 63,62 + 1256 • 4,48 - 108,9(19,8 -

0,79) - 25(1 + 4,48) = 21573,5 + 5626,8 - 2070,1 -

— 137 = 24993,2 кДж/кг или 5969,2 ккал/кг.

Количество дымовых газов, образующихся при сгорании избытка восстановителя и топлива, подаваемого на фурмы, и количество воздуха, требуемого для его горения

02 = 5,564 + 2,189 + 0,064 + 4,082 =

= 11,899 кг (3,09 %);

Nj = 109,8 + 44,244 + 1,318 + 0,441 + 80,728 =

Максимальное распространение за рубежом получили спо­ собы СЛ—PH и Крупп, в нашей стране — технология металли­ зации железорудного сырья во вращающейся печи разработана на заводе "Сибэлектросталь". На рис. 49 показана схема процесса СЛ—PH.

Г л а в а 5. ПОЛУЧЕНИЕ КРИЧНОГО МЕТАЛЛА И ВОССТАНОВЛЕНИЕ РУДОУГОЛЬНЫХ ОКАТЫШЕЙ

Кричный процесс представляет собой метод переработки бедных руд, не поддающихся обогащению обычными методами. К ним относятся бурые железняки, гематитовые кварциты, бедные комплексные (хромоникелевые, титановые и др.) ру­ ды, а также - железосодержащие отходы. Содержание железа в перерабатываемой руде колеблется от 10 до 40 % и обычно составляет 25-35 %. Использование богатых руд исключает­ ся, так как для протекания процесса крицеобразования необходимо большое количество шлака.

Кричный металл (крица) представляет частицы железа фракцией до 10 мм округлой формы с включением шлака и со­

крицу переходит из руды 85—95 % Fe; 90—95 % Ni; 20 % Cr;

в сутки) по технологии, близкой к технологии получения губчатого железа во вращающихся печах. В отличие от про­ цессов получения губчатого железа кричный процесс закан247

рода частично расплавляется, и образуется вязкий тесто­ образный шлак, в котором включены частицы железа, укруп­ няющиеся при вращении печи. Выходящий из печи полупродукт охлаждается водой, дробится и измельчается (при этом измельчается в основном шлак), подвергается рассеву и магнитной сепарации.

Качество крицы (фракция, крупность, плотность, способ­ ность отделения от шлака) зависит от состава образующего­ ся шлака, и в некоторых случаях в шихту добавляют флюсы или ее составляют из разных руд для получения шлака опти­ мального состава с вязкостью в пределах 1000—2000 пз. Этим требованиям удовлетворяют шлаки, содержащие 50-60% Si02; 10-20% А12Оэ; 15-25% (CaO + MgO).

При переработке хромоникелевых руд с содержанием желе­

тельность печей и невысокая стойкость футеровки в кричной зоне. Этот процесс может иметь определенное значение для переработки титансодержащих железных руд и железистых песков, а также окисленных никелевых руд и др.

Постоянный интерес вызывает восстановление рудоуголь­ ных смесей (моношихт), в частности рудоугольных окаты­ шей, в которых, благодаря развитой поверхности контакта реагентов, диффузионное сопротивление сокращено до мини­

Добавки твердого топлива в шихту в количестве 10—20 % позволяют получать частично металлизованные окатыши, представляющие собой совершенно новый вид железорудного сырья для доменной плавки.

Применение в шихте доменных печей окускованного сырья, частично восстановленного (металлизованного) за счет использования дешевых недефицитных видов твердого топлива является одним из основных направлений дальнейшего улуч­ шения технико-экономических показателей доменной плавки.

Особенно важным фактором является то, что применение металлизованного сырья в доменной плавке позволяет значи­ тельно сократить расход кокса, как показали доменные плавки, на каждые 10% металлизации шихты можно получить экономию кокса в 5—7 % и повысить производительность доменных печей на 4-6% .

Многочисленными исследованиями показано, что совмеще­ ние процессов упрочнения и восстановления окатышей из рудоугольной шихты при высокотемпературном обжиге являет­ ся эффективным методом получения металлизованных окаты­ шей. Определено влияние различных факторов (температуры и продолжительности обжига, вида и количества твердого топ­ лива, крупности руды и топлива, размера окатышей, окисли­ тельного потенциала газовой фазы и др.) на степень метал­ лизации (отношение железа металлического к железу общему) и прочностные характеристики окатышей, в результате чего установлена возможность получения достаточно прочных гра­ нул с достаточно высокой степенью металлизации при обжиге рудоугольных окатышей в среде дымовых газов.

Поскольку процесс упрочнения и металлизации рудоуголь­ ных окатышей проходит лишь на последней стадии обжига, было предложено осуществлять термообработку таких окаты­ шей в неподвижном слое на колосниковой решетке. Этот про­ цесс впервые был реализован в США в 1954 г. на опытной установке (способ ДЛМ), в состав которой входила кон­ вейерная обжиговая машина площадью 3 м2. Рудоугольные окатыши диаметром 9—35 мм (слой высотой 75—200 мм) прохо­ дят последовательно зоны сушки, нагрева и обжига при -тем­

В нашей стране процесс металлизации рудоугольных ока­ тышей впервые реализован в полупромышленном масштабе на заводе "Сибэлектросталь" на конвейерной машине площадью 10м2, оборудованной водоохлаждаемыми паллетами. Серые окатыши изготавливались на грануляторе диаметром 3 м из шихты, состоящей из Коршуновского концентрата, буроуголь­ ного полукокса, черногорского угля и антрацита.

После обработки технологии для оценки максимальной производительности конвейерной машины процесс вели при оптимальных параметрах: диаметр сырых окатышей 18—24 мм;

зависимости от реакционной способности восстановителя содержание кислорода в горновых газах поддерживалось близким к тому, при котором достигался оптимальный выход годного (без окисленной оболочки); для окатышей с буро­

металлизации и использования различных восстановителей

жания кислорода в нем, по-видимому, позволит сблизить показатели металлизации при использовании различных вос­

чермет”, в основном подтвердили принципиальную возмож­ ность получения металлизованного сырья для доменной плав­ ки на конвейерной обжиговой машине. Вместе с тем во всех опытах была выявлена одна очень важная особенность: стремление при обжиге рудоугольных окатышей в слое к образованию спеков независимо от наличия или отсутствия в газовой фазе кислорода, степени металлизации, расхода восстановителя и т.д.

При всей сложности этого процесса можно выделить три основные причины, вызывающие образование расплава и опре­ деляющие вероятность спекания окатышей.

1. Вторичное окисление металлического железа ведет к образованию вюстита, а при местном повышении температуры на поверхности окатыша— к образованию легкоплавких фаз с повышенной подвижностью. Жидкая фаза смачивает оксидную пленку соседних окатышей и реагирует с ней, вызывая обра250