книги из ГПНТБ / Кудрявцев, В. С. Металлизованные окатыши

■как процесс восстановления окисло« железа в окислен­ ных окатышах заканчивается до начала сваривания восстановленного железа, т. е. в условиях «ысокопористого состояния окатыша. 'Наибольшая скорость вос­ становления в трубчатой печи наблюдается у рудоугольных окатышей (рис. 49, 50).

Металлический каркас предварительно металлизовэнных окатышей (рис. 51, кривая 1), .полученный при высоких температурах, обеспечивает им неизменную высокую прочность на протяжении процесса нагрева, до

60

восстановления в условиях доменной и вращающейся печей, ів то время как окисленные окатыши (кривая 2)

прочность, а доля разрушенных ів трубчатой печи ока тышей (кривая 5) возрастает до 50%.

Г л а в а II

МЕТАЛЛИЗАЦИЯ РУДО-УГОЛЬНЫХ ОКАТЫШЕЙ В КОНВЕЙЕРНОЙ ПЕЧИ

Возможность металлизации рудо-уголыных окаты­ шей в токе дымовых газов известна не только из лабо­ раторных, но из полупромышленных советских и зару­ бежных исследований [10, 11, 30, 47—69]. В 1954 г. в

Кливленде (США) была построена опытгіая установка для получения жидкого металла по способу ДЛМ, в ■состав которой входила конвейерная обжиговая маши­

61

■проходили последовательно зоны сушки, нагрева, и металлизации при температуре просасываемого газа Г50—,370; 640—1100 и 1050—1370°С соответственно [47, 48].

По другой схеме в первой части зоны металлизации газ-теплоноситель просасывался через слой окатышей сверху вниз и затем во второй части зоны продувался

время в Испании для получения металлизованных ока­ тышей построена конвейерная машина шириной лен­ ты 3,6 м, полезной поверхностью >163 м2. Производи­ тельность установкидо 3600 т/сут [62]. Однако эта краткая информация пока не имеет подтверждения. Имеются патенты на подобные процессы, предполагаю­ щие получение окатышей с более высокой (до 90%) степенью металлизации1, однако отсутствует подробное

рудо-угольных окатышей на конвейерной машине с по­ мощью конвертированного природного газа. Москов­ ский институт стали и сплавов осуществил в промыш­ ленных масштабах технологию получения частично -ме­

Схема подготовки сухих окатышей включала сле­ дующие основные операции: дозировку и смешение шихтовых материалов (Коршуновского -концентрата и буроугольного полукокса), мокрое измельчение до крупности 80% фракции 0,074—0 мм, фильтрацию на вакуум-фильтрах до влажности 12—14%, окатывание на тарельчатом грануляторе с добавкой жидкого стек­

1 Пат. (США), № 3264091 и 3264092, 1966.

62

мого восстановления.

Установка (рис. 62) имела следующую техническую

Г

В первой вакуум-камере разрежение было до 600 Н/м2; во второй — до 800. Установка была оборудована при­ борами для измерения температуры в горне, разреже­ ния в вакуум-камерах, над слоем, а также расхода ке­ росина и воздуха.

Сухие рудо-угольные окатыши и сырой бурый уголь

•подавались в соответствующие отделения загрузочно­ го бункера конвейерной пени, из которых они загружа­ лись на движущуюся решетку послойно (сначала ока-

63

тыши, затем уголь). Толщину слоев регулировали вы­ сотой поднятия заслонок. Далее шихта поступала в футерованный горн, разделанный подвижным затвором на зоны подогрева и восстановления. Торн отапливался керосином с помощью одной торцовой и двух боко­ вых форсунок. Таз-тѳплоноситель последовательно про­ ходил зоны восстановления и подогрева и затем сбра­ сывался в дымовую трубу, где дожигались его горючие компоненты. При поднятии затвора теплоноситель про­ сасывался одновременно через обе зоны печи.

В начале опытов, общая продолжительность кото­ рых составила 840 «горячих часов», когда окатыши не защищались углем, независимо от скорости движения ленты и температуры в горне (до ІІООЧС), получили агломерат. После укрытия окатышей слоем сырого бу­ рого угля толщиной 5—;10 мм средняя степень метал­ лизации возросла до 20—60% при 900— 1100°С. Повы­ шение температуры в горне до 1300°С позволило под­ нять среднюю степень металлизации до 80 % (рис. 63)

Рис. 53. Зависимость степени металлизации от температуры в горне

гари времени пребывания окатышей в иечи 15 мин и толщине их слоя 30—40 мм.

Данными (Экспериментами подтверждена возмож­ ность высокой металлизации рудо-угольных окатышей на движущейся решетке и выяснены основные требова­ ния к конструкции установки — достаточные герме­ тичность горна и жаропрочность металлических частей. В отличие от конвейерной машины, установка, предназ­

наченная для металлизации, была названа конвейерной печью.

64

2. МЕТАЛЛИЗАЦИЯ ОКАТЫШЕЙ В ПОЛУПРОМЫШЛЕННОЙ КОНВЕЙЕРНОЙ ПЕЧИ ПЛОЩАДЬЮ НАГРЕВА 10 м2

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА

Принципиальная схема получения металлизованных оікатыішей 'приведена на рис. 54. Концентрат и ‘Вос­ становитель 'Крупностью 0,2—0 и 50—0 мм подсушива­ ли до влажности 1 и 6% соответственно в барабанных

Рис. 54. Принципиальная схема производства металлнзованных откатышей в- полупромышленной конвейерной печи:

I — сушка; I I — подогрев; I I I — воссстановленне; I V — охлаждение; V — кон­

центрат; VI — уголь

сушилках 1. Уголь измельчали до фракции 10—0 мм в дробилке 2. Концентрат и уголь подавали через бунке­ ра 3 и дозировочные аппараты 4 вместе с бентонитом в шаровую мельницу 5, где они измельчались до 85% фракции 0,074—0 мм. После помола шихту увлажняли до 5% в смесителе 6 и через бункер 7 подавали для окомкования на тарельчатый гранулятор 8 (диаметром 3 м с высотой борта 400 мм), скорость вращения кото­ рого составляла 8—42 об/мин, а угол наклона тарелки

42—47°.

В процессе изготовления сырых окатышей контро­ лировали сушку шихтовых материалов, их дозировку, степень измельчения в шаровой мельнице, влажность шихты перед гранулятором и влажность окатышей пос­ ле него, содержание углерода в сырых окатышах, их прочность и гранулометрический состав.

Сырые окатыши с помощью транопортера и ролико­ вого питателя 9 запружались в конвейерную печь 10,

ветственно через вакуум-камеры 16 и горн. Вентилятор 14 иногда подавал отходящий газ в горн в зону вос­ становления.

Конвейерная печь (рис. 55) для производства металлизационных окатышей, созданная на базе типовой аг­ ломерационной машины К-2-18, имеет площадь нагрева

ли Ст. 3 взамен жаропрочной, применяемой для этих же целей в конвейерных обжиговых машинах.

Сушку окатышей первоначально производили ре­ циркуляционными газами. Впоследствии для обеспече­ ния более строгого регулирования .режима была уста­

66

новлена отдельная толка, дымовые газы из котоірой іпог.- ле разбавления воздухом подавались в зону сушки.

В зоне сушки были вмонтированы две, а в зоне вос­ становления восемь форсунок высокого давления. В некоторых опытах в зону восстановления но газопро­ воду 6 подавали рециркуляционный газ из четвертой вакуум-камеры (см. рис. 54) или дымовые газы из вы­ носной топки 12, разбавленные воздухом.

Охлаждение окатыішей производили водой, пода­ ваемой в три ряда брызгал, установленных в последней, вакуум-ікамере.

Боковые и разделительные стены горна футерованы шамотным кирпичом и поддерживаются водоохлаждае­ мыми балками.

Печь оборудована приборами для измерения и ре­ гулирования температуры газа, расхода мазута, скоро­ сти движения тележек и толщины слоя.

Основные параметры технологии получения металлизованных окатышей, определенные в лаборатор­ ных исследованиях, были проверены в полупромышлен­ ных экспериментах на окатышах из Коршуновского концентрата и буроугольного полукокса, а также сыро­ го бурого угля, кокса и антрацита. При этом парамет­ ры процесса изменяли в следующих пределах: содержа­ ние углерода в окатышах 6—22%, размер окатышей 5—30 мм, толщина слоя 75—200 мм, время пребывания в печи 12—50 мин. Температурный режим по зонам соста­ вил: 150—400°С в зоне сушки, 300— 1000°С в зоне подо­ грева, 1000— 1300°С в первой части зоны восстановления и 1200— 1400°С во второй. Содержание кислорода в гор­ не колебалось в пределах 0— 15%, разрежение в вакуумкамерах составило 300— 1500 Н/м2.

пробе определяли выход годного, прочность и химичес­ кий состав готового продукта (Ёе0бщ, FeMeT, С и S). Часть пробы подвергали испытанию на сбрасывание —

Для «пределения .показателей металлизации по се­ чению слоя партию окатышей помещали в корзинку из нержавеющей стали, которую устанавливали на обжи­

анализировали. Отбирали также среднюю за смену про­ бу на химический анализ и ,на .механические свойства готовых окатышей. Ежечасно анализировался газ в зо­ не восстановления и в вакуум-камерах под ней на со­ держание СОг, СО и 0 2.

'Наблюдение за составом газа и температурным ре­ жимом по высоте слоя окатышей осуществлялось с по­ мощью газозаборных трубок (рис. 56, 1—3) и термо­ пар (4—6).

ВЗАИМОСВЯЗЬ НЕКОТОРЫХ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА МЕТАЛЛИЗАЦИИ

Фактические параметры и показатели процесса ме­ таллизации при скорости процесса газа теплоносителя 0,3 м/с приведены в табл. 5.

Температура газа-теплоносителя в зонах сушки, по­ догрева и первой части зоны восстановления ограничи­ вается разрушением окатышей в .результате теплового удара. Для окатышей из Коршуновского концентрата без связки она была .равной в .зоне сушки 250, в зоне подогрева і600°С. Добавление в шихту 1,5% бентонита позволило поднять температуру газа в зоне сушки до Э50°С, а в зоне подогрева до 800°С. Предельная темпе­ ратура в первой части зоны восстановления была рав-

68