RU2202627C1 - Method of production of complex flux for steelmaking process - Google Patents
Method of production of complex flux for steelmaking process Download PDFInfo
- Publication number
- RU2202627C1 RU2202627C1 RU2001123529A RU2001123529A RU2202627C1 RU 2202627 C1 RU2202627 C1 RU 2202627C1 RU 2001123529 A RU2001123529 A RU 2001123529A RU 2001123529 A RU2001123529 A RU 2001123529A RU 2202627 C1 RU2202627 C1 RU 2202627C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- flux
- charge
- mixture
- furnace
- iron
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано при производстве флюса для сталеплавильного производства. The invention relates to the field of ferrous metallurgy and can be used in the production of flux for steelmaking.
Известен способ получения флюса для сталеплавильного производства, по которому в смесь известняка и железосодержащего материала при соотношении 24: 1 добавляют 35-40% воды от массы загружаемой шихты и измельчают ее до крупности не более 0,08 мм. Полученную шихту загружают во вращающуюся трубчатую печь, обжигают при температуре факела 1450-1510oС и окомковывают [1].A known method of producing flux for steelmaking, in which a mixture of limestone and iron-containing material at a ratio of 24: 1 add 35-40% of water by weight of the charge to be loaded and crushed to a particle size of not more than 0.08 mm The resulting mixture is loaded into a rotary tube furnace, fired at a torch temperature of 1450-1510 o C and pelletized [1].
Недостатком этого способа является неустойчивость процесса минералообразования в обжигаемом продукте из-за колеблемости химического состава колошниковой пыли, взятой в качестве железосодержащего материала, что приводит в случае повышения в нем содержания железа к образованию настылей на внутренних стенках печи на основе ферритов кальция, а следовательно, и к нарушению газодинамического режима обжига. Вследствие этого ухудшаются теплообменные процессы, что, в конечном счете, приводит к ухудшению качества готового продукта. Кроме того, получаемый по этому техническому решению флюс не может решать проблемы стойкости магнезитовой футеровки конверторов - агрегатов для выплавки стали. The disadvantage of this method is the instability of the process of mineral formation in the fired product due to the variability of the chemical composition of blast furnace dust taken as an iron-containing material, which leads to the formation of deposits on the inner walls of the furnace based on calcium ferrites in the case of an increase in its iron content to violation of the gas-dynamic firing regime. As a result, heat transfer processes are worsened, which ultimately leads to a deterioration in the quality of the finished product. In addition, the flux obtained by this technical solution cannot solve the problems of resistance of magnesite lining of converters - units for steel smelting.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является способ получения известняково-магнезиального флюса, заключающийся в смешивании шихты из доломита и железосодержащего материала путем их совместного мокрого помола до удельной поверхности 2500-3000 см2/г. Полученную смесь обжигают во вращающейся печи в окислительной атмосфере при температуре 1360-1450oС и окомковывают. Получают флюс с содержанием оксидов железа 5-15%. При увеличении содержания оксидов железа на каждый процент в указанном интервале снижают температуру обжига на 10oС. После грохочения охлажденного флюса фракцию менее 5 мм возвращают во вращающуюся печь [2].Closest to the proposed technical essence and the achieved positive effect is a method for producing limestone-magnesia flux, which consists in mixing a mixture of dolomite and iron-containing material by co-wet milling them to a specific surface of 2500-3000 cm 2 / g. The resulting mixture is fired in a rotary kiln in an oxidizing atmosphere at a temperature of 1360-1450 o C and pelletized. A flux is obtained with an iron oxide content of 5-15%. With an increase in the content of iron oxides per percent in the indicated range, the calcination temperature is reduced by 10 ° C. After screening the cooled flux, a fraction of less than 5 mm is returned to the rotary kiln [2].
Несмотря на то, что известное техническое решение позволяет управлять параметрами теплового режима обжига в зависимости от содержания железа в исходном продукте, из-за высокой тепловой инерции и большого транспортного запаздывания, характерных для работы вращающихся печей, остаются условия для образования настылей, а следовательно, и для изменения газодинамических условий при текущих изменениях химического состава исходных компонентов с вытекающими отсюда негативными последствиями. Despite the fact that the known technical solution allows you to control the parameters of the thermal firing mode depending on the iron content in the initial product, due to the high thermal inertia and the large transport delay typical for the operation of rotary kilns, conditions remain for the formation of accretions, and therefore to change the gas-dynamic conditions with current changes in the chemical composition of the starting components with the ensuing negative consequences.
Общим недостатком известных способов является пассивное управление процессом окомкования обжигаемого материала. Агрегирование в низкотемпературной части печи смешанных в процессе мокрого помола компонентов не дает необходимого результата, поскольку полученные окатыши разрушаются в процессе сушки и подогрева, увеличивая пылевынос и выход некондиционных фракций менее 5 мм во флюсе. Разрушение происходит из-за низкой температуры термического шока образующихся окатышей в результате развивающегося высокого давления водяных паров внутри них при испарении влаги. По известным способам окомкование в основном развито в высокотемпературной части печи за счет жидкофазного спекания на основе ферритов кальция. Об этом свидетельствует высокое содержание оксидов железа во флюсе, достигающее 15%, которые участвуют в образовании ферритов кальция еще в твердой фазе из кальцита (СаСО3) и гематита (Fe2CO3) при 590oС и ферритов магния при 350oС [3]. Успешному протеканию реакций в твердой фазе способствует тонкий помол исходных компонентов и окислительная атмосфера в печи. При температурах выше 1200oС ферриты кальция начинают плавиться. Но жидкая фаза способствует не только образованию окатышей, в том числе крупных, некондиционных более 40 мм, но и налипанию обжигаемого материала на стенки печи, что приводит к нарушению технологического режима обжига.A common disadvantage of the known methods is the passive control of the process of pelletizing the calcined material. Aggregation in the low-temperature part of the furnace of components mixed during wet grinding does not give the desired result, since the obtained pellets are destroyed during drying and heating, increasing dust removal and the output of substandard fractions of less than 5 mm in the flux. The destruction occurs due to the low temperature of the thermal shock of the formed pellets as a result of the developing high pressure of water vapor inside them during the evaporation of moisture. According to known methods, pelletizing is mainly developed in the high-temperature part of the furnace due to liquid-phase sintering based on calcium ferrites. This is evidenced by the high content of iron oxides in the flux, reaching 15%, which are involved in the formation of calcium ferrites in the solid phase from calcite (CaCO 3 ) and hematite (Fe 2 CO 3 ) at 590 o С and magnesium ferrites at 350 o С [ 3]. The successful course of reactions in the solid phase is facilitated by the fine grinding of the starting components and the oxidizing atmosphere in the furnace. At temperatures above 1200 o With calcium ferrites begin to melt. But the liquid phase contributes not only to the formation of pellets, including large, substandard more than 40 mm, but also to the sticking of the calcined material on the walls of the furnace, which leads to a violation of the technological mode of firing.
Задачей изобретения является увеличение производительности печи, улучшение качества комплексного флюса для конверторного производства стали, а также уменьшение выбросов пыли в окружающую среду. The objective of the invention is to increase the productivity of the furnace, improving the quality of the integrated flux for converter steel production, as well as reducing dust emissions into the environment.
Поставленная задача решается следующим образом. В способе получения комплексного флюса для сталеплавильного производства, включающем смешивание путем совместного мокрого помола шихты, состоящей из доломита и железосодержащего материала, сушку, обжиг и высокотемпературное окомкование шихты в окислительной атмосфере во вращающейся трубчатой печи, последующее охлаждение продукта, в отличии от прототипа перед помолом в шихту вводят связующую добавку в количестве 1,5-3,5% от массы шихты, проводят предварительное окомкование шихты в низкотемпературной части печи, а в сухой шихте поддерживают отношение содержаний СаО/Fе2О3 в пределах 16-22.The problem is solved as follows. In the method for producing a complex flux for steelmaking, including mixing by co-wet milling a mixture consisting of dolomite and an iron-containing material, drying, calcining and high-temperature pelletizing of the mixture in an oxidizing atmosphere in a rotary tube furnace, subsequent cooling of the product, in contrast to the prototype before grinding in the mixture is introduced a binder additive in an amount of 1.5-3.5% of the mass of the mixture, carry out preliminary pelletizing of the mixture in the low-temperature part of the furnace, and supporting in a dry mixture the ratio of CaO / Fe 2 O 3 contents is within 16-22.
Отличительной особенностью предлагаемого способа является то, что, используя закономерности окомкования тонкоизмельченных материалов, формирование благоприятных условий для образования прочных и равномерных по крупности окатышей достигается введением в шихту связующей добавки, например глины. Это позволяет увеличить температуру термического шока окатышей за счет образования прочных связок, противостоящих давлению паров внутри окатышей при испарении воды. Таким образом, в зону обжига материал поступает в агрегированном состоянии и для образования кускового продукта потребуется меньше расплавленного материала на основе ферритов кальция и магния, что, в свою очередь, снижает вероятность налипания материалов на кладку печей. Операция предварительного окомкования позволяет снизить пылевынос из печи и минимизировать возможность настылеобразования за счет снижения содержания ферритов кальция во флюсе путем контроля и поддерживания в определенных пределах содержания соединений, участвующих в образовании ферритов кальция. A distinctive feature of the proposed method is that, using the laws of pelletizing finely ground materials, the formation of favorable conditions for the formation of strong and uniform pellets is achieved by introducing a binder additive, for example clay, into the charge. This allows you to increase the temperature of the thermal shock of the pellets due to the formation of strong bonds that resist the vapor pressure inside the pellets during the evaporation of water. Thus, the material enters the firing zone in an aggregated state, and less molten material based on calcium and magnesium ferrites will be required to form a lumpy product, which, in turn, reduces the likelihood of materials sticking to the masonry furnaces. The operation of preliminary pelletizing can reduce dust removal from the furnace and minimize the possibility of scattering by reducing the content of calcium ferrites in the flux by controlling and maintaining the content of compounds involved in the formation of calcium ferrites within certain limits.
С использованием изобретения улучшается гранулометрический состав обожженного продукта: снижается выход некондиционных фракций более 40 мм и менее 5 мм. В результате готовый флюс полнее и быстрее ассимилируется при использовании в конверторном производстве стали как в процессе шлакообразования, так и при "залечивании" магнезитовой футеровки конверторов. Using the invention, the particle size distribution of the calcined product is improved: the yield of substandard fractions of more than 40 mm and less than 5 mm is reduced. As a result, the finished flux assimilates more fully and faster when using steel in the converter production, both in the process of slag formation and in the "healing" of the magnesite lining of converters.
Содержание связующего материала в шихте для получения комплексного флюса регламентируется в пределах 1,5-3,5%. При содержании связующего материала в шихте менее 1,5% ухудшаются условия окомкования шихты в низкотемпературной части печи, окатыши получаются непрочными, что приводит к росту пылевыноса из печи и увеличению содержания мелких некондиционных фракций в обожженном продукте. Превышение верхнего предела приводит к разубоживанию флюса по содержанию полезных соединений во флюсе (содержание СаО и MgO должно быть не менее соответственно 58 и 28%), снижая его потребительские характеристики. The content of the binder material in the mixture to obtain a complex flux is regulated in the range of 1.5-3.5%. When the binder content in the batch is less than 1.5%, the conditions for the pelletizing of the batch in the low-temperature part of the furnace worsen, the pellets are fragile, which leads to an increase in dust removal from the furnace and an increase in the content of fine substandard fractions in the calcined product. Exceeding the upper limit leads to flux dilution in the content of beneficial compounds in the flux (CaO and MgO should be at least 58 and 28%, respectively), reducing its consumer characteristics.
Содержание СаО и Fе2О3 в шихте регламентируется условиями шлакообразования в процессе получения стали и образования ферритов кальция в твердой фазе в процессе обжига. При значении отношения содержаний указанных соединений в сухой шихте для производства комплексного флюса ниже 16 чрезмерно развиваются процессы образования ферритов кальция в твердой фазе при температуре 590oС, которые в зоне обжига при температурах, начиная с 1200oС, дают много расплава, участвующего в настылеобразовании. Превышение верхнего значения указанного отношения приводит к снижению прочностных характеристик обожженного продукта, увеличению в нем некондиционных мелких фракций, а также к замедлению процесса шлакообразования в производстве стали из-за снижения содержания оксидов железа во флюсе.The content of CaO and Fe 2 O 3 in the charge is regulated by the conditions of slag formation during steelmaking and the formation of calcium ferrites in the solid phase during the firing process. When the ratio of the contents of these compounds in the dry mixture for the production of complex flux below 16 is excessively developed, the formation of calcium ferrites in the solid phase at a temperature of 590 o C, which in the firing zone at temperatures starting from 1200 o C, give a lot of melt involved in the hardening . Exceeding the upper value of this ratio leads to a decrease in the strength characteristics of the calcined product, an increase in its substandard fine fractions, and also to a slowdown in the process of slag formation in steel production due to a decrease in the content of iron oxides in the flux.
Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. The proposed method is as follows.
Контролируют химический состав компонентов шихты (табл.1). Задаются расходом связующего материала в пределах 1,5-3,5% от общей массы шихты. Расчетным путем, исходя из требований соблюдения отношения содержаний СаО/Fе2О3 в сухой шихте в пределах 16-22, определяют расход железосодержащего материала и доломита. Дальнейшее дозирование компонентов шихты, их смешивание мокрым помолом и обжиг производят известным способом, а предварительное окомкование шихты осуществляют в низкотемпературной части печи при температуре до 1360oС, а высокотемпературное окомкование осуществляют при температуре 1360-1450oС.The chemical composition of the charge components is controlled (Table 1). Set by the consumption of binder material in the range of 1.5-3.5% of the total mass of the charge. By calculation, based on the requirements for observing the ratio of CaO / Fe 2 O 3 contents in a dry charge in the range of 16-22, the consumption of iron-containing material and dolomite is determined. Further dosing of the components of the mixture, mixing them with wet grinding and firing is carried out in a known manner, and preliminary pelletizing of the mixture is carried out in the low-temperature part of the furnace at temperatures up to 1360 o C, and high-temperature pelletizing is carried out at a temperature of 1360-1450 o C.
Расчет выполнен на 100 кг шихты. Расход связующего материала (глины) принят равным 2% от общей массы шихты, а отношение содержаний СаО/Fe2О3 в сухой шихте - 20. Решая систему уравнений, находим расходы доломита и железосодержащего материала (аспирационной пыли из пылеуловителей участка загрузки доменного цеха):
где Д, Ж - соответственно расход доломита и железосодержащего материала на 100 кг шихты, кг;
СаОr, СаОд, СаОж - содержание СаО соответственно в глине, доломите и аспирационной пыли, %;
Fе2О3г, Fе2О3д, Fе2О3ж - содержание Fе2О3 соответственно в глине, доломите и аспирационной пыли, %;
2 - расход глины на 100 кг шихты, кг;
20 - отношение содержаний оксидов кальция и железа в исходной шихте.The calculation was performed per 100 kg of charge. The consumption of binder material (clay) is taken to be 2% of the total mass of the charge, and the ratio of CaO / Fe 2 O 3 in the dry mixture is 20. Solving the system of equations, we find the costs of dolomite and iron-containing material (aspiration dust from the dust collectors of the blast furnace loading section) :
where D, G - respectively, the consumption of dolomite and iron-containing material per 100 kg of charge, kg;
CaOr, CaOd, CaOzh — CaO content in clay, dolomite and dust, respectively,%;
Fe 2 O 3 g, Fe 2 O 3 d, Fe 2 O 3 g — content of Fe 2 O 3, respectively, in clay, dolomite and suction dust,%;
2 - clay consumption per 100 kg of charge, kg;
20 is the ratio of the contents of calcium and iron oxides in the initial charge.
Д=96,5 кг; Ж=1,5 кг. D = 96.5 kg; W = 1.5 kg.
Исследования по обжигу шихт различного исходного состава проводили во вращающейся со скоростью 1,3 об/мин трубчатой печи ОАО "Магнитогорский цементно-огнеупорный завод" диаметром 4 м и длиной 150 м. Расход природного газа на обжиг составлял 6000-6700 м3/час.Studies on the firing of blends of various initial compositions were carried out in a rotary kiln of OJSC Magnitogorsk Cement-Refractory Plant, rotating at a speed of 1.3 rpm, with a diameter of 4 m and a length of 150 m. The consumption of natural gas for firing was 6000-6700 m 3 / h.
Результаты исследований приведены в табл.2. The research results are given in table.2.
Анализ представленных результатов показывает не только принципиальную возможность получения по предлагаемому решению (1) комплексного флюса, отвечающего требованиям производства стали в конверторах, но и улучшения технико-экономических показателей процесса обжига по сравнению с прототипом [2]:
- увеличить производительность вращающейся печи на 1-5,5% (отн.);
- снизить энергетические затраты на производство флюса на 0,5-2,9% (отн. );
- уменьшить выброс пыли в окружающую среду на 0,6-3,65% (абс.);
- улучшить качество флюса: снизить выход некондиционных фракций во флюсе более 40 и менее 5 мм соответственно на 3,3-9,4 и 0,6-3,65% (абс.).The analysis of the presented results shows not only the fundamental possibility of obtaining, according to the proposed solution (1), a complex flux that meets the requirements for steel production in converters, but also the improvement of technical and economic indicators of the firing process compared to the prototype [2]:
- increase the productivity of a rotary kiln by 1-5.5% (rel.);
- reduce energy costs for flux production by 0.5-2.9% (rel.);
- reduce dust emissions into the environment by 0.6-3.65% (abs.);
- improve the quality of the flux: reduce the yield of substandard fractions in the flux of more than 40 and less than 5 mm, respectively, by 3.3–9.4 and 0.6–3.65% (abs.).
Выход за заявленные пределы ухудшает технико-экономические показатели процесса обжига и качество флюса, приводит к нарушению технологического режима из-за настылеобразования на футеровке вращающихся печей. Об этом свидетельствуют зависимости, представленные на чертеже и построенные по данным таблицы 2. В области изменения значений соотношения содержаний СаО/Fе2О3 в исходной шихте менее 16 в силу особенности распределения указанных химических соединений в компонентах шихты изменение расхода железосодержащего компонента выше аналогичного показателя в 3 раза, чем в области изменения значений указанного соотношения более 16. Это означает, что при снижении значения соотношения содержаний СаО/Fе2О3 менее 16 прогрессивно увеличивается число контактов кальцита и гематита, приводящее к интенсивному росту образования продуктов реакции между ними в твердой фазе - ферритов кальция.Exceeding the declared limits worsens the technical and economic indicators of the firing process and the quality of the flux, leads to a violation of the technological regime due to the dust formation on the lining of rotary kilns. This is evidenced by the dependencies shown in the drawing and constructed according to table 2. In the range of changes in the ratio of CaO / Fe 2 O 3 contents in the initial charge less than 16, due to the distribution of the indicated chemical compounds in the charge components, the change in the consumption of the iron-containing component is higher than the same indicator in 3 times higher than in changing the values of said ratio over 16. This means that the reduction ratio values contents of CaO / Fe 2 O 3 less than 16 progressively increases the number of con acts calcite and hematite, which leads to an intense increase in the formation of the reaction product between the solid phase - calcium ferrites.
Дополнительный эффект получается в сталеплавильном переделе за счет увеличения срока службы футеровки конверторов, а также за счет ускорения процесса шлакообразования, а следовательно, увеличения производительности сталеплавильных агрегатов. An additional effect is obtained in steelmaking by increasing the service life of the lining of converters, as well as by accelerating the process of slag formation, and, consequently, increasing the productivity of steelmaking units.
Источники информации
1. Патент Российской Федерации 2078832, кл. 6 С 21 С 5/36, С 22 В 1/00.Sources of information
1. Patent of the Russian Federation 2078832, cl. 6 C 21 C 5/36, C 22
2. Патент Российской Федерации 2141535, кл. 6 С 21 С 5/36, 5/54. 2. Patent of the Russian Federation 2141535, cl. 6 C 21 C 5/36, 5/54.
3. Доменное производство: Справочное издание. В 2-х т. Т. 1. Подготовка руд и доменный процесс /Под ред. Вегмана Е.Ф. - М.: Металлургия, 1989, 496 с. 3. Blast furnace production: Reference publication. In 2 volumes T. T. 1. Ore preparation and blast furnace process / Ed. Wegman E.F. - M.: Metallurgy, 1989, 496 p.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001123529A RU2202627C1 (en) | 2001-08-22 | 2001-08-22 | Method of production of complex flux for steelmaking process |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001123529A RU2202627C1 (en) | 2001-08-22 | 2001-08-22 | Method of production of complex flux for steelmaking process |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2202627C1 true RU2202627C1 (en) | 2003-04-20 |
Family
ID=20252799
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001123529A RU2202627C1 (en) | 2001-08-22 | 2001-08-22 | Method of production of complex flux for steelmaking process |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2202627C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2606375C1 (en) * | 2015-12-31 | 2017-01-10 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Method of producing iron-rich lime |
| RU2761998C1 (en) * | 2020-07-15 | 2021-12-14 | Общество с ограниченной ответственностью "Магнитогорский цементно-огнеупорный завод" | Lime-magnesia flux and method for its production |
-
2001
- 2001-08-22 RU RU2001123529A patent/RU2202627C1/en active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2606375C1 (en) * | 2015-12-31 | 2017-01-10 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Method of producing iron-rich lime |
| RU2761998C1 (en) * | 2020-07-15 | 2021-12-14 | Общество с ограниченной ответственностью "Магнитогорский цементно-огнеупорный завод" | Lime-magnesia flux and method for its production |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EA036441B1 (en) | Process for manufacturing calcium aluminates | |
| JP2000248309A (en) | Production of calcium-ferrite for refining molten iron | |
| RU2202627C1 (en) | Method of production of complex flux for steelmaking process | |
| US3793006A (en) | Method of manufacturing granular basic slag forming agent for use in steel manufacturing | |
| US2806776A (en) | Method of strengthening iron ore agglomerates | |
| Umadevi et al. | Influence of coke breeze particle size on quality of sinter | |
| RU2547379C1 (en) | Metallurgical flux and method of its manufacturing | |
| Shapovalov et al. | The effect of the composition of magnesia flux on the sinter structure and properties | |
| RU2761998C1 (en) | Lime-magnesia flux and method for its production | |
| US2990268A (en) | Pelletized iron ore concentrate composition and process for making the same | |
| RU2381279C2 (en) | Method of receiving of steel-smelting flux | |
| RU2749446C1 (en) | Charge and method of obtaining flux and refractory material for steel production (options) with its use | |
| US4219363A (en) | Process for the preparation of Portland cement clinker | |
| US3754889A (en) | Highly fluxed iron oxide pellet | |
| RU2524878C2 (en) | Steel high-magnesia flux and method of its production (versions) | |
| SU834166A1 (en) | Method of producing ferrolime | |
| US3677781A (en) | Method of making cement clinkers | |
| RU2009222C1 (en) | Method for production of pellets for blast furnace plant | |
| RU2244017C2 (en) | Modificator for metallurgic dross of magnesia composition and method for producing the same | |
| RU2782595C1 (en) | Method for producing pellets from ore materials | |
| RU2141535C1 (en) | Method of production of lime-magnesian flux | |
| RU2796485C1 (en) | Charge for the production of magnesian iron flux | |
| US4383044A (en) | Slaking-resistant calcia refractory | |
| JPH0430442B2 (en) | ||
| US2133672A (en) | Refractory |