RU2473703C2

RU2473703C2 - Method of operating blast furnace in using carbon-bearing green pellets

Info

Publication number: RU2473703C2
Application number: RU2011117324A
Authority: RU
Inventors: Кенити ХИГУТИ; Такаси СИНОХАРА; Такеси НОДА
Original assignee: Ниппон Стил Корпорейшн
Priority date: 2008-10-10
Filing date: 2009-10-09
Publication date: 2013-01-27

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: proposed method comprises loading in turns coke layers and green and fired pellets as the mix of carbon-bearing material. Note here that relationship between said green and fired pellets is adjusted so that relationship between specific consumption R of carbon-bearing green pellets (kg/t of products) and specific consumption P of fired pellets (kg/t of products) makes the range of magnitudes from 0.09 to 0.31.

EFFECT: decreased specific consumption of fuel.

2 cl, 6 dwg, 1 tbl, 2 ex

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Настоящее изобретение относится к способу эксплуатации доменной печи, включающему получение углеродсодержащих необожженных окатышей, которые характеризуются повышенной способностью к самовосстановлению содержащимся в них углеродом, и загрузку их в доменную печь совместно с другими основными материалами из колошника для селективного улучшения на участках низкой реакционной способности в печи и уменьшения расхода восстановителя в доменной печи.The present invention relates to a method for operating a blast furnace, including obtaining carbon-containing unburnt pellets, which are characterized by increased self-healing ability of the carbon contained in them, and loading them into the blast furnace together with other basic materials from the top for selective improvement in areas of low reactivity in the furnace and reducing the consumption of reducing agent in the blast furnace.

Уровень техникиState of the art

При эксплуатации обычной доменной печи в качестве железосодержащих материалов используют агломерированную руду, обожженные окатыши и крупнокусковую руду. В Японии доля использования агломерированной руды является наибольшей - при этом доля находится в диапазоне от 70 до 90%. С другой стороны, обожженные окатыши также используют с долями в диапазоне от 5 до 20%. Данные железосодержащие материалы подают из приемных бункеров и загружают сверху доменной печи вовнутрь. На данной стадии возникает действие сегрегирования вследствие разницы размера частиц, кажущейся плотности и формы.In the operation of a conventional blast furnace, sintered ore, calcined pellets and lump ore are used as iron-containing materials. In Japan, the share of the use of agglomerated ore is the largest - while the share is in the range from 70 to 90%. On the other hand, calcined pellets are also used with fractions in the range of 5 to 20%. These iron-containing materials are fed from receiving hoppers and loaded from the top of the blast furnace inward. At this stage, the effect of segregation occurs due to the difference in particle size, apparent density and shape.

Данные железосодержащие материалы последовательно загружают из колошника для прослаивания кусковым коксом внутри доменной печи. Кроме того, в данный момент для промотирования восстановления железосодержащих материалов в печи и уменьшения сопротивления газопроницаемости в состоянии высокотемпературного расплава общепринятая практика заключалась в перемешивании кусков мелкозернистой или среднезернистой коксовой мелочи с железосодержащими материалами.These iron-containing materials are sequentially loaded from the top for laminating with lump coke inside the blast furnace. In addition, at the moment, in order to promote the recovery of iron-containing materials in the furnace and to reduce the gas permeability resistance in the high-temperature melt state, the common practice was to mix pieces of fine-grained or medium-grained coke breeze with iron-containing materials.

В способе восстановления железосодержащих материалов в доменной печи скорость восстановления является самой медленной на стадии восстановления из вюстита (FeO) в железо (Fe). Данная реакция в шахте доменной печи протекает в области температур, равных 800°C и более. Данная реакция определяется по скорости величиной реакции газификации кокса, где большую роль играет состав газа, и которая протекает при температуре, близкой к 1000°C (реакция взаимодействия кокса с диоксидом углерода в восстановительной зоне).In a method for reducing iron-containing materials in a blast furnace, the reduction rate is the slowest in the reduction step from wustite (FeO) to iron (Fe). This reaction takes place in a blast furnace shaft at temperatures of 800 ° C or more. This reaction is determined by the rate of the coke gasification reaction, where the gas composition plays an important role, and which proceeds at a temperature close to 1000 ° C (the reaction of the interaction of coke with carbon dioxide in the reduction zone).

Углеродсодержащие необожженные окатыши, образованные из мелких зерен углеродистых материалов и оксида железа в тесном соседстве друг с другом, характеризуются не только превосходной способностью к восстановлению, как и сами углеродсодержащие окатыши, но также и определенной величиной уровня содержания углерода, так что, как известно, высокая реакционная способность кокса делает возможным поразительное улучшение способности к восстановлению железосодержащих материалов.Carbon-containing unburnt pellets formed from fine grains of carbon materials and iron oxide in close proximity to each other are characterized not only by excellent reducibility as the carbon-containing pellets themselves, but also by a certain level of carbon content, so that, as you know, a high the reactivity of coke makes possible a dramatic improvement in the ability to recover iron-containing materials.

Железосодержащий материал, применяемый в доменной печи, в качестве основного железосодержащего материала использует порошкообразную железную руду, характеризующуюся средним размером частиц в диапазоне приблизительно от 2 до 3 мм. Для этого перемешивают известняк, кремнезем и другие вторичные материалы, порошкообразный кокс, антрацит и другие углеродистые материалы. Кроме того, добавляют воду и получающийся в результате продукт перемешивают и гранулируют для получения псевдочастиц. После этого для получения агломерированной руды используют агломерационную машину для нагревания и агломерирования частиц при использовании углеродистого материала в материалах исходного сырья. В настоящее время в этом заключается господствующая тенденция.The iron-containing material used in the blast furnace uses powdered iron ore as the main iron-containing material, characterized by an average particle size in the range of about 2 to 3 mm. To do this, mix limestone, silica and other secondary materials, powdered coke, anthracite and other carbon materials. In addition, water is added and the resulting product is mixed and granulated to obtain pseudoparticles. After that, to obtain an agglomerated ore, an agglomeration machine is used to heat and agglomerate particles using a carbon material in raw materials. This is currently the dominant trend.

Псевдочастицы агломерирующихся материалов в данном способе представляют собой в основном гранулированный материал, образованный из крупных частиц, характеризующихся размером частиц, равным приблизительно 1 мм и более, в качестве ядер и приставших к ним мелких частиц, характеризующихся размером частиц в диапазоне от приблизительно 0,5 до менее чем 1 мм. Данные псевдочастицы сохраняют газопроницаемость слоя, загруженного агломерирующимися материалами в агломерирующей машине, и промотируют прохождение хорошей реакции агломерирования. Для этого требуется достаточная прочность в холодном состоянии, чтобы не происходило раздавливание при загрузке агломерирующихся материалов и, кроме того, во время нагревания, высушивания и агломерирования.The pseudoparticles of agglomerated materials in this method are mainly granular material formed from large particles, characterized by a particle size of approximately 1 mm or more, as nuclei and adhering to them small particles, characterized by a particle size in the range from about 0.5 to less than 1 mm. These pseudoparticles retain the gas permeability of the layer loaded with agglomerated materials in an agglomerating machine and promote the passage of a good agglomeration reaction. This requires sufficient strength in the cold state so that crushing does not occur when loading agglomerated materials and, in addition, during heating, drying and agglomeration.

Обычно для формования из агломерирующихся материалов псевдочастиц используют барабанный смеситель, позволяющий перемешивать агломерирующиеся материалы и формовать из них частицы.Typically, a drum mixer is used to form pseudoparticles from agglomerating materials, which allows agglomerating materials to be mixed and particles formed from them.

С другой стороны, в качестве железосодержащих материалов также используют и железосодержащую пыль, полученную в результате сбора агломерационной пыли, колошниковой пыли и тому подобного, что получают в больших количествах в процессе изготовления железа, а кроме того, шлам, окалину и другую тонкоизмельченную пыль (в общем случае это называют «пылью изготовления железа») и исходное сырье для окатышей или другие тонкоизмельченные материалы.On the other hand, iron-containing dust obtained as a result of the collection of agglomeration dust, blast furnace dust and the like that is obtained in large quantities during the manufacture of iron, as well as sludge, scale and other fine dust (in in general, this is called “iron-making dust”) and pellet feedstock or other finely ground materials.

Однако в данных тонкоизмельченных материалах тонкоизмельченные частицы, характеризующиеся размером частиц, равным 0,25 мм и менее, составляют 80% и более от совокупного количества, так что в случае их использования в качестве агломерирующихся материалов легко возникнут проблемы, такие как уменьшение газопроницаемости слоя загруженного материала вследствие наличия тонкоизмельченных частиц и уменьшение производительности.However, in these finely divided materials, finely divided particles, characterized by a particle size of 0.25 mm or less, account for 80% or more of the total amount, so that if they are used as agglomerating materials, problems such as reducing the gas permeability of the loaded material layer will easily arise. due to the presence of fine particles and reduced productivity.

Для проведения агломерирования при использовании таких тонкоизмельченных материалов в качестве железосодержащих материалов используют смеситель для перемешивания железосодержащего материала и вторичных материалов при добавлении воды, после этого для получения сферических сырых окатышей, главным образом образованных из тонкоизмельченных частиц, характеризующихся размером частиц, равным 0,25 мм и менее, используют тарельчатый окомкователь или другую гранулирующую машину, характеризующуюся большей прочностью при гранулировании в сопоставлении с барабанным смесителем, после чего для агломерирования и получения обожженных окатышей используют агломерирующую машину, относящуюся к типу с внешним нагреванием и использующую в качестве источника тепла газообразные продукты сгорания и тому подобное.For agglomeration using such finely ground materials as iron-containing materials, a mixer is used to mix the iron-containing material and secondary materials when water is added, after which to obtain spherical raw pellets, mainly formed from fine particles, characterized by a particle size of 0.25 mm and less, use a disk pelletizer or other granulating machine, characterized by greater strength when granulating in supplied with a drum mixer, after which an agglomerating machine of the type with external heating and using gaseous products of combustion and the like is used for agglomerating and producing calcined pellets.

С другой стороны, в течение длительного времени были известны формование из тонкоизмельченного материала сырых окатышей, после этого отверждение их (в результате проведения реакции гидратации для негашеной извести и тому подобного или карбонизующей обработки) для увеличения прочности гранулированного материала, затем использование их в качестве железосодержащего материала, применяемого в доменной печи, то есть необожженных окатышей.On the other hand, molding pellets of raw pellets from a finely ground material has been known for a long time, then curing them (as a result of a hydration reaction for quicklime and the like or carbonizing treatment) to increase the strength of the granular material, then using them as an iron-containing material used in a blast furnace, i.e. unburnt pellets.

В качестве способа получения необожженных окатышей известен способ получения, заключающийся в формовании из вторичной золы доменной печи конвертерной пыли, агломерационной пыли, набивочного материала и другой пыли изготовления железа, полученной на предприятиях изготовления железа, сырых окатышей, во время чего проводят регулирование распределения частиц пыли по размеру с приведением в подходящий диапазон, добавлении негашеной извести, цемента или другого связующего и от 5 до 15% воды, использовании тарельчатого окомкователя и тому подобного для получения сырых окатышей, отверждении окатышей в результате сваливания их в кучу на складе и так далее на несколько дней (промотирование прохождения реакции гидратации для связующего на основе СаО или реакции карбонизации) для стимулирования их затвердевания и, тем самым, получения окатышей холодного схватывания (например, смотрите документ ПЛ 1).As a method for producing unburnt pellets, a production method is known which consists of forming converter dust, agglomeration dust, ramming material and other iron-making dust from secondary ash of a blast furnace obtained at iron-making enterprises and raw pellets, during which the distribution of dust particles is controlled size adjusted to a suitable range, adding quicklime, cement or other binder and from 5 to 15% water, using a disk pelletizer, and so on other things to get raw pellets, curing the pellets by dumping them into a heap in a warehouse, and so on for several days (promotion of the hydration reaction for a CaO-based binder or carbonation reaction) to stimulate their solidification and, thereby, obtaining cold setting pellets ( for example, see PL 1).

Кроме того, в последние годы для цели уменьшения расхода восстановителя при эксплуатации доменной печи был предложен способ использования вышеупомянутого способа необожженных окатышей для получения необожженных окатышей, характеризующихся высоким уровнем содержания углерода (например, смотрите документы ПЛ от 2 до 5).In addition, in recent years, in order to reduce the reducing agent consumption during operation of a blast furnace, a method has been proposed for using the aforementioned method of unburnt pellets to produce unburnt pellets having a high carbon content (for example, see submarine documents from 2 to 5).

Например, были предложены углеродсодержащие необожженные окатыши для применения в доменной печи, которые получают в результате перемешивания друг с другом материалов, содержащих оксид железа, и углеродистых материалов на углеродной основе, добавления связующего, после этого замешивания, формования и отверждения получающегося в результате продукта, который содержит от 80 до 120% от теоретического количества углерода, необходимого для восстановления оксида железа железной руды при получении металлического железа, и для которых проводят отбор по связующему, формование и отверждение для получения прочности на раздавливание при обычной температуре, равного 7850 кн/м² (80 кг/см²) и более, и способ их получения (например, смотрите документ ПЛ 2).For example, carbon-containing unfired pellets have been proposed for use in a blast furnace, which are obtained by mixing together materials containing iron oxide and carbon-based carbon materials, adding a binder, then mixing, molding and curing the resulting product, which contains from 80 to 120% of the theoretical amount of carbon necessary for the reduction of iron oxide of iron ore in the production of metallic iron, and for which binder testing, molding and curing to obtain crushing strength at ordinary temperature equal to 7850 kn / m ² (80 kg / cm ² ) and more, and the method of their preparation (for example, see PL 2).

В соответствии с данным способом, как в общем случае следует из соотношения между температурой газообразного восстановителя и составом газа (ηCO=CO₂/(CO+CO₂)), даже в зоне аккумулирования тепла и зоне равновесия реакции восстановления шахты доменной печи, где прохождение реакции восстановления оксида железа ограничено, в области температур в диапазоне от 900 до 1100°C оксид железа в необожженных окатышах претерпевает реакцию восстановления благодаря углероду, содержащемуся в них. В результате степень восстановления улучшается, так что можно ожидать получение эффекта уменьшения расхода восстановителя во время эксплуатации доменной печи.In accordance with this method, as generally follows from the relationship between the temperature of the gaseous reducing agent and the composition of the gas (ηCO = CO ₂ / (CO + CO ₂ )), even in the heat storage zone and the equilibrium zone of the reduction reaction of the blast furnace shaft, where the reduction reaction of iron oxide is limited; in the temperature range from 900 to 1100 ° C, iron oxide in unburnt pellets undergoes a reduction reaction due to the carbon contained in them. As a result, the degree of reduction is improved, so that one can expect to obtain the effect of reducing the consumption of reducing agent during operation of the blast furnace.

Однако по данным способам уровень содержания С, характеризующий необожженные окатыши, ограничивается величиной, не большей чем 120% от теоретического количества углерода, необходимого для восстановления окисленной руды до металлического железа (что ниже иногда называют «С-эквивалентом») (при выражении через совокупный уровень содержания углерода (СУСУ) не более чем 120% соответствуют не более чем 15% (мас.)). При увеличении уровня содержания С выше данной величины имела место проблема ухудшения у необожженных окатышей прочности на раздавливание в холодном состоянии и прочности в нагретом состоянии.However, according to these methods, the level of C, which characterizes unbaked pellets, is limited to not more than 120% of the theoretical amount of carbon needed to reduce oxidized ore to metallic iron (sometimes referred to below as the "C-equivalent") (when expressed in terms of the cumulative level carbon content (SUSU) of not more than 120% correspond to not more than 15% (wt.)). With an increase in the level of C above this value, there was a problem of deterioration in unbaked pellets of crushing strength in the cold state and strength in the heated state.

Кроме того, в данных способах для выдерживания прочности на раздавливание в холодном состоянии у необожженных окатышей, содержащих углеродистый материал, вместо негашеной извести используют быстротвердеющий портландцемент или другое связующее на основе цемента, так что при увеличении количества добавленного связующего имела место проблема, заключающаяся в том, что эндотермическая реакция в виде реакции дегидратации цемента вызывала не только падение степени увеличения температуры в шахте доменной печи, но также и приводила к появлению низкотемпературной области медленного восстановления (низкотемпературная зона аккумулирования тепла), и в результате ухудшалось тонкое измельчение при восстановлении агломерированной руды, загруженной в доменную печь в качестве железосодержащего материала, применяемого в доменной печи.In addition, in these methods for maintaining the crushing strength in the cold state of unburnt pellets containing carbon material, quick-setting Portland cement or other cement-based binder is used instead of quicklime, so that with an increase in the amount of added binder, there was a problem in that that the endothermic reaction in the form of a cement dehydration reaction caused not only a decrease in the degree of temperature increase in the shaft of the blast furnace, but also led to the appearance low temperatures slow recovery uw (low temperature zone heat accumulation) and deteriorated as a result of micronizing the reduction of sintered ore is loaded into the blast furnace as iron-containing material used in the blast furnace.

Кроме того, для получения хорошей способности к восстановлению и прочности после восстановления у необожженных окатышей, содержащих углеродистый материал, были предложены необожженные окатыши, содержащие углеродистый материал, которые образованы из углеродистого материала и железной руды и которые определяют по соотношению между максимальной текучестью во время размягчения и плавления углеродистого материала и долей частиц оксида железа, имеющих размер, равный 10 мкм и менее, в железной руде (например, смотрите документ ПЛ 3).In addition, in order to obtain good recovery ability and post-recovery strength in unbaked pellets containing carbon material, unburnt pellets containing carbon material have been proposed which are formed from carbon material and iron ore and which are determined by the ratio between the maximum fluidity during softening and melting of carbonaceous material and fractions of iron oxide particles having a size equal to 10 μm or less in iron ore (for example, see PL 3).

В соответствии с данным способом можно использовать размягчение и расплавление углеродистого материала в необожженных окатышах, содержащих углеродистый материал, в области температур в диапазоне от 260 до 550°C, после этого его затвердевание для обеспечения проникновения и затвердевания расплавленного углеродистого материала в областях между частицами оксида железа, увеличения поверхности контакта между углеродистым материалом и оксидом железа и улучшения теплопроводности и увеличения эффективности восстановления, а также для упрочнения связей между частицами оксида железа в целях улучшения прочности после восстановления (прочность в нагретом состоянии).In accordance with this method, it is possible to use softening and melting of carbonaceous material in unburnt pellets containing carbonaceous material in the temperature range from 260 to 550 ° C, after which it solidifies to ensure penetration and solidification of the molten carbonaceous material in the regions between the particles of iron oxide , increasing the contact surface between the carbon material and iron oxide and improving thermal conductivity and increasing recovery efficiency, as well as to strengthen bonds between the particles of iron oxide in order to improve the strength after recovery (strength in the heated state).

Однако в данном способе для улучшения способности к восстановлению и прочности после восстановления (прочность в нагретом состоянии) у необожженных окатышей, содержащих углеродистый материал, в качестве углеродистого материала необходимо использовать уголь, характеризующийся высокой максимальной текучестью, так что это нельзя назвать предпочтительным способом с точки зрения цели, заключающейся в уменьшении расхода восстановителя во время эксплуатации доменной печи, разработанной для экономии энергии и рационального использования ресурсов.However, in this method, to improve the ability to recover and strength after recovery (strength in the heated state) in unburnt pellets containing a carbon material, it is necessary to use carbon with a high maximum fluidity as a carbon material, so this cannot be called the preferred method from the point of view the goal of reducing reducing agent consumption during operation of a blast furnace designed to save energy and rational use resources.

Кроме того, также были предложены брикеты для получения восстановленного железа, имеющие кажущуюся плотность, равную 2,3 г/см³ и более, и полученные в результате перемешивания порошкообразной руды и коксующегося угля, содержащего 16% и более летучих компонентов и характеризующегося текучестью по Гизелеру, равной 20 делений шкалы в минуту и более (углеродистый материал), горячего формования смеси в области температур в диапазоне от 260 до 550°C при использовании давления формования в диапазоне от 20 до 150 МПа, после этого проведения дегазификации в области температур формования в течение 5 минут и более (например, смотрите документ ПЛ 4).In addition, briquettes for producing reduced iron were also proposed, having an apparent density of 2.3 g / cm ³ or more, and obtained by mixing powdered ore and coking coal containing 16% or more volatile components and characterized by Giseler fluidity equal to 20 scale divisions per minute or more (carbon material), hot molding the mixture in the temperature range from 260 to 550 ° C using molding pressure in the range from 20 to 150 MPa, after which degassification molding temperature region for 5 minutes or more (e.g., see document PL 4).

В соответствии с данным способом смесь подвергают горячему формованию в области температур в диапазоне от 260 до 550°C, в которой углеродистый материал размягчается и расплавляется, после этого затвердевает, частицы оксида железа прочно соединяются углеродистым материалом с образованием брикетов, имеющих кажущуюся плотность, равную 2,3 г/см³ и более, после этого их подвергают дегазификации для отгона из углеродистого материала летучих компонентов, в результате чего прочность брикетов увеличивается, и предотвращается растрескивание вследствие набухания брикетов во время восстановления.In accordance with this method, the mixture is subjected to hot molding in the temperature range from 260 to 550 ° C, in which the carbon material softens and melts, then hardens, the particles of iron oxide are firmly joined by the carbon material to form briquettes having an apparent density of 2 , 3 g / cm ³ or more, after which they are degassed to remove volatile components from the carbon material, as a result of which the briquette strength is increased and cracking is prevented afterwards Your swelling briquettes during recovery.

Однако данный способ требует проведения горячего брикетирования и дегазифицирующей обработки, так что расходование энергии во время получения является большим, а производственная себестоимость увеличивается. В данном аспекте это экономически невыгодный способ. Кроме того, в сопоставлении со способом гранулирования плотность брикетов становится большей, так что брикеты легко разламываются вследствие газификации углеродистого материала в них или действия газообразных СО и CO₂, полученных при реакции восстановления оксида железа.However, this method requires hot briquetting and degassing treatment, so that the energy consumption during production is large, and the production cost increases. In this aspect, this is an economically disadvantageous method. In addition, in comparison with the granulation method, the density of the briquettes becomes higher, so that the briquettes are easily broken due to the gasification of the carbon material in them or the action of gaseous CO and CO ₂ obtained by the reduction reaction of iron oxide.

Кроме того, были предложены необожженные окатыши, содержащие углеродистый материал, обладающие двухслойной структурой, образованной из ядра из углеродистого материала, имеющего размер частицы в диапазоне от 3 до 25 мм, и внешнего периферического слоя, окружающего ядро, из смеси железосодержащего материала, имеющего размер частицы, равный 1 мм и менее, и углеродистого материала, где объемная процентная доля углеродистого материала ядра находится в диапазоне от 0,2 до 30% (об.) от окатышей в целом, уровень содержания углеродистого материала во внешнем периферическом слое находится в диапазоне от 5 до 25% (мас.), а совокупный уровень содержания углерода в окатышах в целом находится в диапазоне от целых 25 до 35% (мас.) (например, смотрите документ ПЛ 5).In addition, unburnt pellets containing carbon material have been proposed having a two-layer structure formed from a core of carbon material having a particle size in the range of 3 to 25 mm and an outer peripheral layer surrounding the core from a mixture of iron-containing material having a particle size equal to 1 mm or less, and carbon material, where the volume percentage of the carbonaceous material of the core is in the range from 0.2 to 30% (vol.) from the pellets as a whole, the level of carbon material in eshnem peripheral layer is in the range from 5 to 25% (wt.), and a total carbon content in the pellets is generally in the range of as much as 25 to 35% (wt.) (e.g., see document PL 5).

В соответствии с данным уровнем техники углеродистый материал, имеющий размер частиц, равный 1 мм и менее, и содержащийся в наружном периферическом слое, используют для восстановления оксида железа. При плавлении внешнего периферического слоя углеродистый материал ядра начинает наполнять функцию источника науглероживания. Вследствие этого можно улучшить способность к восстановлению в доменной печи, а также улучшить характеристики протекания процесса капания для расплавленной чушки вследствие действия науглероживания и уменьшить расход топлива во время эксплуатации доменной печи и уменьшить сопротивление газопроницаемости в зоне плавления.According to the prior art, a carbonaceous material having a particle size of 1 mm or less and contained in the outer peripheral layer is used to reduce iron oxide. When the outer peripheral layer is melted, the carbonaceous material of the core begins to fill the function of a carbonization source. As a result, it is possible to improve the recovery ability in the blast furnace, as well as to improve the flow characteristics of the dripping process for the molten ingots due to the carburizing action and to reduce fuel consumption during operation of the blast furnace and to reduce the gas permeability resistance in the melting zone.

Однако таким окатышам, которые образованы из двухслойной структуры, характеризующейся различными размерами и составами частиц углеродистого материала и оксидов, и которые характеризуются совокупным уровнем содержания углерода, равным целым 25% (мас.) и более, свойственна проблема, заключающаяся в пониженном сопротивлении истиранию в холодном состоянии. Кроме того, для получения окатышей, который обладают такой специальной двухслойной структурой, способ получения становится усложненным, для поддержания прочности становится необходимым большое количество связующего, и так далее. Данный способ оказался невыгодным с точки зрения производительности и стоимости во время производства.However, such pellets, which are formed from a two-layer structure, characterized by different sizes and compositions of particles of carbon material and oxides, and which are characterized by a combined level of carbon content equal to as much as 25% (wt.) Or more, are characterized by the problem of reduced abrasion resistance in cold condition. In addition, to obtain pellets that have such a special two-layer structure, the production method becomes complicated, a large amount of binder becomes necessary to maintain strength, and so on. This method turned out to be disadvantageous in terms of productivity and cost during production.

В вышеупомянутом способе для выдерживания прочности на раздавливание в холодном состоянии, равной 50 кг/см² и более, что требуется в случае материала, применяемого в доменной печи, обычные углеродсодержащие необожженные окатыши необходимо было ограничивать по уровню содержания углерода величиной 15% (мас.) (при выражении через углеродный эквивалент это соответствует 1,2), так что даже в случае достаточного активизирования прямого восстановления оксида железа в вышеупомянутых углеродсодержащих необожженных окатышах было невозможно в достаточной степени стимулировать восстановление агломерированной руды или других основных железосодержащих материалов, применяемых в доменной печи, отличных от вышеупомянутых углеродсодержащих необожженных окатышей.In the aforementioned method, in order to withstand cold crushing strength of 50 kg / cm ² or more, which is required in the case of a material used in a blast furnace, conventional carbon-containing unburnt pellets had to be limited in carbon content to 15% (wt.) (when expressed in terms of the carbon equivalent, this corresponds to 1.2), so even if the direct reduction of iron oxide was sufficiently activated in the aforementioned carbon-containing unburnt pellets, it was impossible to reach exact degree stimulate recovery agglomerated ore or other iron-core materials used in the blast furnace, other than the above carbon-containing unfired pellets.

Кроме того, при использовании обычного способа добавления большого количества портландцемента или другого связующего, отверждающегося водой, прочность на раздавливание в холодном состоянии у углеродсодержащих необожженных окатышей может быть в определенной степени улучшена, но в области температур восстановления доменной печи вышеупомянутое связующее подвергается реакции дегидратации, так что достаточная прочность в нагретом состоянии выдержана быть не может.In addition, using the conventional method of adding a large amount of Portland cement or other water-curing binder, the cold crushing strength of carbon-containing unburnt pellets can be improved to some extent, but in the range of blast furnace reduction temperatures, the aforementioned binder undergoes a dehydration reaction, so that sufficient strength in the heated state cannot be sustained.

Поэтому для улучшения степеней восстановления углеродсодержащих необожженных окатышей и железосодержащего материала, применяемого в доменной печи, и значительного уменьшения расхода восстановителя во время эксплуатации доменной печи была желательна разработка способа получения необожженных окатышей, содержащих углеродистый материал, который использует относительно недорогой и простой способ получения для получения окатышей, которые характеризуются достаточным уровнем содержания углерода и превосходны с точки зрения как прочности в холодном состоянии, так и прочности в нагретом состоянии в области температур восстановления (прочность при восстановлении).Therefore, to improve the recovery rates of carbon-containing unfired pellets and iron-containing material used in the blast furnace, and to significantly reduce the consumption of reducing agent during operation of the blast furnace, it was desirable to develop a method for producing unfired pellets containing carbon material, which uses a relatively inexpensive and simple method for producing pellets which are characterized by a sufficient level of carbon and excellent in terms of how durable ti cold and hot strength in the reduction temperature (strength recovery).

С другой стороны, в числе железосодержащих материалов, применяемых в доменной печи, обожженные окатыши образуют металлические оболочки (плотные слои железа, образованные в результате агломерирования восстановленного железа на поверхности) вследствие интенсивной топохимической реакции во время процесса восстановления, когда газообразный восстановитель вызывает прохождение восстановления с поверхности окатышей, так что в сопоставлении с агломерированной рудой их труднее восстанавливать в высокотемпературной области, соответствующей 1000°C и более. В начале плавления выгружается большое количество расплава.On the other hand, among the iron-containing materials used in the blast furnace, the calcined pellets form metal shells (dense layers of iron formed as a result of agglomeration of the reduced iron on the surface) due to the intense topochemical reaction during the reduction process, when the gaseous reducing agent undergoes reduction from the surface pellets, so that in comparison with agglomerated ore they are more difficult to recover in the high temperature region, corresponding her 1000 ° C or more. At the beginning of melting, a large amount of melt is discharged.

Кроме того, вследствие наличия (сферической) формы в сопоставлении с агломерированной рудой или железной рудой во время загрузки в печь легко происходит сегрегирование. В частности, как известно, в случае большой степени сегрегирования в окрестности большой загрузки восстановителя происходит частичная задержка восстановления, увеличивается толщина зоны плавления в доменной печи, образованной из агломерированной руды и обожженных окатышей, ухудшается газопроницаемость в печи, а также происходит скалывание невосстановленного расплава, так что расход восстановителя увеличивается.In addition, due to the presence of a (spherical) shape in comparison with agglomerated ore or iron ore, segregation easily occurs during loading into the furnace. In particular, as is known, in the case of a large degree of segregation in the vicinity of a large reductant load, a partial delay in the reduction occurs, the melting zone in the blast furnace formed from sintered ore and calcined pellets increases, the gas permeability in the furnace worsens, and unreduced melt cleavage occurs, that reducing agent consumption increases.

При эксплуатации современной обычной доменной печи в основном используют агломерированную руду. Ее доля находится в диапазоне от 70 до 90%. Доля обожженных окатышей находится в диапазоне от 5 до 20% или около того. Однако вследствие исчерпания рудных месторождений качество железной руды становится хуже. Вследствие сортности руды железная руда во все большей мере поставляется в виде мелкого порошка. Проблемой становится понижение выхода продукта и производительности вследствие меньшей газопроницаемости при получении агломерированной руды с использованием тонкоизмельченной железной руды.In the operation of a modern conventional blast furnace, sinter ore is mainly used. Its share is in the range from 70 to 90%. The proportion of calcined pellets ranges from 5 to 20% or so. However, due to the exhaustion of ore deposits, the quality of iron ore is getting worse. Due to the grade of the ore, iron ore is increasingly being supplied in the form of a fine powder. The problem is the decrease in product yield and productivity due to lower gas permeability in the preparation of agglomerated ore using finely divided iron ore.

Поэтому все большую важность в доменных печах приобретает технология использования необожженных окатышей, которые могут быть получены при использовании железосодержащего материала, включающего тонкоизмельченную руду, без стимулирования уменьшения выхода продукта и производительности в сопоставлении с тем, что имеет место для агломерированной руды. Кроме того, было предложено несколько способов с использованием углеродсодержащих необожженных окатышей вместо части обожженных окатышей (например, смотрите документы ПЛ от 6 до 7).Therefore, the technology of using unbaked pellets, which can be obtained using iron-containing material, including finely ground ore, without stimulating a decrease in product yield and productivity in comparison with that for agglomerated ore, is becoming increasingly important in blast furnaces. In addition, several methods have been proposed using carbon-containing unfired pellets instead of a portion of the fired pellets (for example, see submarine documents 6 to 7).

При перемешивании углеродсодержащих необожженных окатышей в слое железосодержащего материала, содержащем большое количество обожженных окатышей, для использования в доменной печи даже в случае возможного промотирования восстановления основного материала слоя железосодержащего материала, то есть агломерированной руды, было невозможно селективно промотировать прохождение реакции восстановления на многих участках, где в слое железосодержащего материала обожженные окатыши сегрегировались. В конце концов на данных участках происходила задержка восстановления, и достаточным эффектом уменьшения расхода восстановителя воспользоваться было нельзя.When carbon-containing unburnt pellets were mixed in a layer of iron-containing material containing a large amount of burnt pellets for use in a blast furnace, even in the case of possible promotion of the reduction of the base material of the layer of iron-containing material, i.e., agglomerated ore, it was impossible to selectively promote the reduction reaction in many areas where in the layer of iron-containing material, the calcined pellets are segregated. In the end, recovery was delayed in these areas, and it was impossible to use the sufficient effect of reducing the consumption of the reducing agent.

Для достаточного промотирования восстановления на участках концентрированных обожженных окатышей в слое железосодержащего материала по данному способу было необходимо использование большого количества углеродсодержащих необожженных окатышей. Однако при использовании большого количества углеродсодержащих необожженных окатышей имели место проблемы, заключающиеся в том, что реакция дегидратации связующего, содержащегося в углеродсодержащих необожженных окатышах, не только вызывала уменьшение степени увеличения температуры в шахте в доменной печи, но также и приводила к образованию низкотемпературной области медленного восстановления (низкотемпературная зона аккумулирования тепла) и ухудшала тонкое измельчение при восстановлении агломерированной руды в слое железосодержащего материала, применяемого в доменной печи.In order to sufficiently promote recovery in the areas of concentrated calcined pellets in the layer of iron-containing material by this method, it was necessary to use a large amount of carbon-containing unfired pellets. However, when using a large number of carbon-containing unfired pellets, there were problems in that the dehydration reaction of the binder contained in the carbon-containing unfired pellets not only caused a decrease in the temperature increase in the shaft in the blast furnace, but also led to the formation of a low-temperature region of slow recovery (low-temperature heat storage zone) and worsened fine grinding during the reduction of agglomerated ore in the iron-containing layer burning material used in a blast furnace.

Кроме того, эффект промотирования восстановления обожженных окатышей углеродсодержащими необожженными окатышами был невелик, и степень использования имеющихся необожженных окатышей была большей, чем необходимо, так что это было обязано привести к тонкому измельчению при восстановлении агломерированной руды в доменной печи (например, смотрите документ ПЛ 7).In addition, the effect of promoting the recovery of calcined pellets with carbon-containing unburnt pellets was small, and the degree of utilization of the existing unburnt pellets was greater than necessary, so this was bound to result in fine grinding during the reduction of agglomerated ore in a blast furnace (for example, see PL 7) .

Поэтому при эксплуатации доменной печи с использованием большого количества обожженных окатышей в качестве железосодержащего материала желательной была разработка способа использования углеродсодержащих необожженных окатышей в доменной печи, который делает возможным эффективное проявление эффекта промотирования восстановления обожженных окатышей углеродсодержащими необожженными окатышами и который перспективен с точки зрения достижения большого эффекта уменьшения расхода восстановителя.Therefore, when operating a blast furnace using a large number of calcined pellets as an iron-containing material, it was desirable to develop a method of using carbon-containing unburnt pellets in a blast furnace, which makes it possible to effectively manifest the promotion effect of the recovery of burnt pellets with carbon-containing unburnt pellets and which is promising from the point of view of achieving a large reduction effect reducing agent consumption.

Перечень ссылокList of links

Патентная литератураPatent Literature

1 Японская патентная публикация (А) №53-130202.1 Japanese Patent Publication (A) No. 53-130202.

2 Японская патентная публикация (А) №2003-342646.2 Japanese Patent Publication (A) No. 2003-342646.

3 Японская патентная публикация (А) №2000-160219.3 Japanese Patent Publication (A) No. 2000-160219.

4 Японская патентная публикация (А) №11-92833.4 Japanese Patent Publication (A) No. 11-92833.

5 Японская патентная публикация (А) №8-199249.5 Japanese Patent Publication (A) No. 8-199249.

6 Японская патентная публикация (А) №2003-301205.6 Japanese Patent Publication (A) No. 2003-301205.

7 Японская патентная публикация (А) №6-145729.7 Japanese Patent Publication (A) No. 6-145729.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

С учетом вышеупомянутого предшествующего уровня техники настоящее изобретение своей целью имеет предложение способа эксплуатации доменной печи, использующего при эксплуатации доменной печи большое количество обожженных окатышей в качестве железосодержащего материала, в котором перемешивают углеродсодержащие необожженные окатыши с обожженными окатышами для их загрузки по соседству с обожженными окатышами, обладающими своей неудовлетворительной способностью к восстановлению, в целях исключения участков задержанного восстановления по соседству с зоной плавления в печи и получения структуры тонкой зоны плавления для достижения, тем самым, большого эффекта уменьшения удельного расходования топлива во время эксплуатации доменной печи.In view of the aforementioned prior art, the present invention aims to provide a method for operating a blast furnace using a large quantity of calcined pellets as an iron-containing material in the operation of a blast furnace, in which carbon-containing unbaked pellets are mixed with calcined pellets for loading next to the calcined pellets having its unsatisfactory ability to recover, in order to exclude sections of the delayed restoration tions adjacent melting zone in the furnace and obtain a thin melting zone structure to achieve thereby a large effect of reducing the specific consumption of fuel during blast furnace operation.

Были измерены высокотемпературные характеристики ингредиентов, образующих железосодержащие материалы, применяемые в доменной печи, такие как агломерированная руда, обожженные окатыши и крупнокусковая руда, и провели интенсивное исследование с использованием экспериментов и тому подобного, направленное на выявление изменений их высокотемпературных характеристик при примешивании к ним предварительно определенных количеств углеродсодержащих необожженных окатышей.The high-temperature characteristics of the ingredients forming the iron-containing materials used in the blast furnace, such as agglomerated ore, calcined pellets and lump ore, were measured and an intensive study was carried out using experiments and the like, aimed at detecting changes in their high-temperature characteristics when mixed with predefined amounts of carbon-containing unburnt pellets.

В результате они обнаружили то, что при перемешивании в числе агломерированной руды, обожженных окатышей и крупнокусковой руды, образующих железосодержащие материалы, применяемые в доменной печи, в частности обожженных окатышей с углеродсодержащими необожженными окатышами, эффект улучшения высокотемпературной способности к восстановлению был особенно большим.As a result, they found that when mixing, among the agglomerated ore, calcined pellets and lump ore, forming iron-containing materials used in a blast furnace, in particular calcined pellets with carbon-containing unburnt pellets, the effect of improving the high-temperature reduction ability was especially large.

Кроме того, как они установили исходя из соотношения между степенями использования обожженных окатышей и углеродсодержащих необожженных окатышей, в результате оптимизации степени использования углеродсодержащих необожженных окатышей можно в максимальной степени извлечь эффект улучшения восстановления обожженных окатышей углеродсодержащими необожженными окатышами.In addition, as they established on the basis of the relationship between the degrees of use of burnt pellets and carbon-containing unburnt pellets, as a result of optimizing the use of carbon-containing unburnt pellets, the effect of improving the recovery of burnt pellets with carbon-containing unburnt pellets can be maximized.

Настоящее изобретение было создано для решения вышеупомянутых проблем, и его сущность заключается в нижеследующем.The present invention has been made to solve the above problems, and its essence is as follows.

Согласно изобретению способ загрузки доменной печи с использованием углеродсодержащих необожженных окатышей, при котором сверху в доменную печь поочередно слоями загружают железосодержащий материал и кокс, заключается в том, что предварительно перемешивают углеродсодержащие необожженные и обожженные окатыши и загружают смесь упомянутых углеродсодержащих необожженных и обожженных окатышей в качестве железосодержащего материала, при этом регулируют соотношение в смеси между упомянутыми углеродсодержащими необожженными и обожженными окатышами таким образом, чтобы соотношение удельного расходования R упомянутых углеродсодержащих необожженных окатышей (кг/т продукта) и удельным расходованием Р упомянутых углеродсодержащих обожженных окатышей (кг/т продукта) было равно диапазону значений от 0,09 до 0,31.According to the invention, a method for loading a blast furnace using carbon-containing unburnt pellets, wherein iron-containing material and coke are alternately loaded onto the blast furnace from above in a blast furnace, the carbon-containing unburnt and burnt pellets are pre-mixed and a mixture of said carbon-containing unburnt and burnt pellets is charged as material, while regulating the ratio in the mixture between the aforementioned carbon-containing unburnt and burnt bubbled with pellets so that the ratio of the specific consumption R of said carbon-containing unburned pellets (kg / ton product) and specific expenditure P mentioned carbonaceous fired pellets (kg / ton product) is equal to a range of values from 0.09 to 0.31.

Предпочтительно, упомянутое удельное расходование Р обожженных окатышей находится в диапазоне от 150 кг/т продукта до 650 кг/т продукта.Preferably, said specific consumption P of calcined pellets ranges from 150 kg / t of product to 650 kg / t of product.

В соответствии с настоящим изобретением при эксплуатации доменной печи, при которой используют железосодержащие материалы, в которые примешивают большое количество обожженных окатышей, можно получить большое улучшение расхода восстановителя в результате использования меньшего количества углеродсодержащих необожженных окатышей в сопоставлении с тем, что было в прошлом.In accordance with the present invention, when operating a blast furnace in which iron-containing materials are used in which a large amount of calcined pellets are mixed, a large improvement in reducing agent consumption can be obtained by using less carbon-containing unburnt pellets in comparison with what was in the past.

Поэтому благодаря применению настоящего изобретения можно использовать порошкообразную железную руду, которая является недорогой, но неудовлетворительной по качеству, в качестве материала для эффективного получения обожженных окатышей и значительного уменьшения расхода восстановителя (расхода кокса) во время эксплуатации доменной печи при использовании обожженных окатышей. Это делает возможными эффективное использование ресурсов, экономию энергии и меньший выход CO₂.Therefore, due to the application of the present invention, it is possible to use powdered iron ore, which is inexpensive, but unsatisfactory in quality, as a material for the efficient production of calcined pellets and a significant reduction in the consumption of reducing agent (coke consumption) during operation of a blast furnace using calcined pellets. This makes it possible to efficiently use resources, save energy and lower CO ₂ output.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Фигура 1 представляет собой вид, схематически демонстрирующий аппарат для испытания на размягчение загрузки, предназначенный для измерения характеристик восстановления различных типов загрузок доменной печи.Figure 1 is a view schematically showing the apparatus for testing the softening of the load, designed to measure the recovery characteristics of various types of loads of the blast furnace.

Фигура 2 представляет собой график, демонстрирующий изменения в степенях восстановления при 1200°C для агломерированной руды и обожженных окатышей вследствие равномерного перемешивания с углеродсодержащими необожженными окатышами.Figure 2 is a graph showing changes in degrees of reduction at 1200 ° C. for sintered ore and calcined pellets due to uniform mixing with carbon-containing unburnt pellets.

Фигура 3 представляет собой график, демонстрирующий расходуемую величину С/О для вычисления требуемого количества близкорасположенных углеродсодержащих необожженных окатышей в способе восстановления обожженных окатышей.Figure 3 is a graph showing the expendable C / O value for calculating the required amount of closely spaced carbon-containing unburnt pellets in a method for recovering burnt pellets.

Фигура 4 представляет собой график, демонстрирующий соотношение между удельным расходованием R углеродсодержащих необожженных окатышей, уровнем содержания С в углеродсодержащих необожженных окатышах и удельным расходованием Р обожженных окатышей.Figure 4 is a graph showing the relationship between the specific consumption R of carbon-containing unburnt pellets, the level C of carbon-containing unburnt pellets, and the specific consumption R of burnt pellets.

Фигура 5 представляет собой график, демонстрирующий соотношение между уровнем содержания С и прочностью после реакции углеродсодержащих необожженных окатышей.Figure 5 is a graph showing the relationship between the content of C and the strength after the reaction of carbon-containing unfired pellets.

Фигура 6 представляет собой график, демонстрирующий соотношение между соотношением А (=R/P) между удельным расходованием R углеродсодержащих необожженных окатышей, удельным расходованием Р обожженных окатышей и расходом восстановителя для доменной печи.Figure 6 is a graph showing the relationship between the ratio A (= R / P) between the specific consumption R of carbon-containing unburnt pellets, the specific consumption R of burnt pellets and the consumption of reducing agent for a blast furnace.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Далее будут разъяснены подробности настоящего изобретения.Next, details of the present invention will be explained.

Сначала использовали аппарат для испытания на размягчение загрузки, способный моделировать реакцию внутри доменной печи для исследования изменений расхода углеродсодержащих необожженных окатышей, обладающих способностью к восстановлению, в различных типах железосодержащих загрузок.Initially, a softening test apparatus was used, capable of simulating a reaction inside a blast furnace to study changes in the consumption of carbon-containing unburnt pellets, which are capable of reduction, in various types of iron-containing charges.

Метод измерения степени восстановления при использовании аппарата для испытания на размягчение загрузки будет разъяснен ниже. ФИГУРА 1 представляет собой вид в поперечном сечении для аппарата для испытания на размягчение загрузки. Нижнюю электрическую печь 6 и верхнюю электрическую печь 5 соединяют фланцем для получения целостной конструкции.A method for measuring the degree of recovery using a softening test apparatus will be explained below. FIGURE 1 is a cross-sectional view for a softening test apparatus. The lower electric furnace 6 and the upper electric furnace 5 are connected by a flange to obtain a complete structure.

Нижнюю электрическую печь 6 предусматривают для предварительного нагревания газообразного восстановителя, в то время как верхнюю электрическую печь 5 используют для нагревания образца 3. Железную руду или другой образец 3 загружают в тигель, после этого устанавливают внутри реакционной трубки. Образец 3 загружают между верхним и нижним слоями кокса в тигле.The lower electric furnace 6 is provided for preheating the gaseous reducing agent, while the upper electric furnace 5 is used to heat the sample 3. Iron ore or another sample 3 is loaded into the crucible, and then installed inside the reaction tube. Sample 3 is loaded between the upper and lower layers of coke in the crucible.

Газообразный восстановитель, который предварительно отрегулировали для получения предварительно определенных состава и расхода при подаче, вводят в реакционную трубку из впускного отверстия газообразного восстановителя 7, предварительно нагревают в нижней электрической печи 6, после этого вводят в образец 3 в тигле. Газ после реакции выпускают из выпускного отверстия реакционного газа 2. Часть данного отработанного газа отбирают в качестве образца и анализируют на наличие ингредиентов при использовании газоанализатора. Степень восстановления рассчитывают по величинам, полученным при анализе данного отработанного газа.The gaseous reducing agent, which has been pre-adjusted to obtain a predetermined composition and flow rate, is introduced into the reaction tube from the inlet of the gaseous reducing agent 7, preheated in the lower electric furnace 6, and then introduced into the sample 3 in the crucible. Gas after the reaction is discharged from the outlet of the reaction gas 2. Part of this exhaust gas is taken as a sample and analyzed for the presence of ingredients using a gas analyzer. The degree of recovery is calculated from the values obtained in the analysis of this exhaust gas.

В то же самое время для измерения температуры детали непосредственно над образцом 3 используют термопару 4. Также измеряют давления газа на впускном отверстии газообразного восстановителя 7 и выпускном отверстии газообразного восстановителя 2. Исходя из разности давлений измеряют сопротивление газопроницаемости для образца 3. Кроме того, в процессе увеличения температуры и восстановления образца 3 используют устройство приложения нагрузки 1 для приложения любой нагрузки к образцу 3 при моделировании условий нагрузки в фактической печи. Измеряют характеристики усадки полученного в результате образца 3. Обратите внимание на то, что на фигуре позиция 8 указывает на контейнер окапывания жидкости, в то время как позиция 9 указывает на детектор скапывания жидкости.At the same time, a thermocouple 4 is used to measure the temperature of the part directly above sample 3. The gas pressure is also measured at the inlet of the gaseous reducing agent 7 and the outlet of the gaseous reducing agent 2. Based on the pressure difference, the gas permeability for sample 3 is measured. In addition, in the process increasing temperature and reducing sample 3 use a load application device 1 to apply any load to sample 3 when simulating the load conditions in the actual furnace. The shrinkage characteristics of the resulting sample 3 are measured. Note that in the figure, position 8 indicates a container for dripping liquid, while position 9 indicates a detector for dripping liquid.

ФИГУРА 2 демонстрирует результаты измерений. Агломерированную руду и обожженные окатыши, использованные в фактической печи, рассеивали для получения среднего размера частиц в диапазоне от 10 до 15 мм, после этого, соответственно, равномерно перемешивали с углеродсодержащими необожженными окатышами для использования в качестве образцов.FIGURE 2 shows the measurement results. The agglomerated ore and calcined pellets used in the actual furnace were dispersed to obtain an average particle size in the range of 10 to 15 mm, after which, respectively, they were uniformly mixed with carbon-containing unburnt pellets for use as samples.

Углеродсодержащие необожженные окатыши получали в результате перемешивания железосодержащей пыли, углеродсодержащей пыли и быстротвердеющего портландцемента в предварительно определенных количествах, затем гранулирования смеси при использовании чашевого окомкователя, после этого отверждения в течение двух недель под открытым небом. Углеродсодержащие необожженные окатыши были образованы из углерода 25% и совокупного Fe 45% и характеризовались углеродным эквивалентом 2,0.Carbon-containing unburnt pellets were obtained by mixing iron-containing dust, carbon-containing dust and quick-hardening Portland cement in predetermined quantities, then granulating the mixture using a bowl pelletizer, and then curing for two weeks in the open. Carbon-containing unburnt pellets were formed from carbon 25% and total Fe 45% and had a carbon equivalent of 2.0.

В результате примешивания к углеродсодержащим необожженным окатышам пиковые степени восстановления для агломерированной руды и обожженных окатышей при 1200°C улучшились. Если сопоставить два материала, то, в первую очередь, у обожженных окатышей степень восстановления является меньшей.As a result of mixing with carbon-containing unfired pellets, the peak reduction rates for sintered ore and fired pellets at 1200 ° C improved. If we compare the two materials, then, first of all, in the calcined pellets, the degree of recovery is less.

Это обуславливается следующей причиной. В случае обожженных окатышей распределение пор по размерам является однородным, так что восстановление проходит по топохимической реакции, в низкотемпературной области образуется прочная металлическая оболочка, и диффундирование газа внутрь подавляется. В результате внутри обожженных окатышей содержится расплав, содержащий большое количество невосстановленного FeO. Он вытекает наружу и сразу утрачивается в высокотемпературной области, так что восстановление становится ощутимо медленным вследствие закупоривания пор в высокотемпературной области.This is due to the following reason. In the case of calcined pellets, the pore size distribution is uniform, so that the reduction proceeds by a topochemical reaction, a strong metal shell forms in the low-temperature region, and gas diffusion inward is suppressed. As a result, a melt containing a large amount of unreduced FeO is contained inside the calcined pellets. It flows out and is immediately lost in the high temperature region, so that the recovery becomes significantly slow due to clogging of the pores in the high temperature region.

С другой стороны, агломерированная руда обладает неоднородной структурой пор, так что восстановление проходит быстро и равномерно вовнутрь, приводя в результате к металлизации. Поэтому имеется относительно мало расплава, содержащего большое количество невосстановленного FeO, а также промотируется восстановление в высокотемпературной области.On the other hand, the agglomerated ore has a heterogeneous pore structure, so that the reduction proceeds quickly and uniformly inward, resulting in metallization. Therefore, there is relatively little melt containing a large amount of unreduced FeO, and reduction in the high temperature region is also promoted.

Как установили при сопоставлении эффектов для углеродсодержащих необожженных окатышей, однородное перемешивание углеродсодержащих необожженных окатышей с обожженными окатышами создает повышенный эффект улучшения степени восстановления. Это обуславливается чрезвычайно высокой степенью восстановления самих углеродсодержащих необожженных окатышей и промотированием восстановления газообразным СО, полученным в результате газификации углеродсодержащих необожженных окатышей, перед образованием вышеупомянутой металлической оболочки, так что количество расплава, остающегося внутри, уменьшается, а замедление восстановления в высокотемпературной области ослабляется.As established by comparing the effects for carbon-containing unfired pellets, uniform mixing of carbon-containing unfired pellets with fired pellets creates an increased effect of improving the degree of reduction. This is due to the extremely high degree of reduction of the carbon-containing unburnt pellets themselves and the promotion of reduction with gaseous CO obtained by gasification of the carbon-containing unburnt pellets before the formation of the aforementioned metal shell, so that the amount of melt remaining inside is reduced, and the retardation of reduction in the high-temperature region is weakened.

Как полагают изобретатели исходя из вышеизложенных результатов, в случае перемешивания углеродсодержащих необожженных окатышей с обожженными окатышами, а не поблизости от агломерированной руды и, тем самым, приближения углеродсодержащих необожженных окатышей к обожженным окатышам эффект мог бы проявиться в значительной степени.According to the inventors, based on the above results, in the case of mixing carbon-containing unfired pellets with fired pellets, rather than near the agglomerated ore, and thus, the proximity of carbon-containing unfired pellets to the fired pellets, the effect could be manifested to a large extent.

Кроме того, изобретатели провели углубленное исследование соотношения в смеси между углеродсодержащими необожженными окатышами и обожженными окатышами, направленное на уменьшение удельного расходования топлива во время эксплуатации доменной печи.In addition, the inventors conducted an in-depth study of the ratio in the mixture between carbon-containing unburnt pellets and burnt pellets, aimed at reducing the specific fuel consumption during operation of the blast furnace.

Перед этим они рассчитали углеродный эквивалент (моль.), произведенный из соседних углеродсодержащих необожженных окатышей, необходимых для восстановления обожженных окатышей. Стадию восстановления обожженных окатышей и углеродсодержащих необожженных окатышей, загруженных в виде части слоя железосодержащего материала в доменную печь, в общем случае подразделяют на следующие далее три стадии (от (1) до (3)). Рассчитывают расходуемую величину С/О на различных стадиях.Before that, they calculated the carbon equivalent (mol.) Produced from neighboring carbon-containing unburnt pellets needed to restore the burnt pellets. The step of recovering the calcined pellets and carbon-containing unburnt pellets loaded as part of a layer of iron-containing material into a blast furnace is generally divided into the following three stages (from (1) to (3)). Expendable C / O value at various stages is calculated.

В данном случае О представляет собой совокупную величину (моль.) количества восстановленного кислорода из обожженных окатышей и углеродсодержащих необожженных окатышей, С представляет собой количество С (моль.), произведенного из углеродсодержащих необожженных окатышей, и С/О выражает количество углерода, произведенное из углеродсодержащих необожженных окатышей, необходимых для восстановления количества кислорода, произведенного из восстанавливаемых обожженных окатышей.In this case, O represents the total value (mol.) Of the amount of reduced oxygen from the calcined pellets and carbon-containing unburnt pellets, C represents the amount of C (mol.) Produced from carbon-containing unburnt pellets, and C / O expresses the amount of carbon produced from carbon-containing unburnt pellets needed to restore the amount of oxygen produced from recoverable burnt pellets.

(1) Степень восстановления обожженных окатышей <30% (низкотемпературная область)(1) The degree of recovery of calcined pellets <30% (low temperature region)

Обожженные окатыши восстанавливаются газообразным восстановителем, произведенным из обычного кокса без участия углеродсодержащих необожженных окатышей.The calcined pellets are recovered by a gaseous reducing agent produced from ordinary coke without the participation of carbon-containing unburnt pellets.

(2) Степень восстановления обожженных окатышей: от 30 до 50% (область непрямого восстановления)(2) The degree of recovery of calcined pellets: from 30 to 50% (area of indirect recovery)

Обожженные окатыши восстанавливаются газообразным восстановителем, произведенным из углеродсодержащих необожженных окатышей.The calcined pellets are recovered by a gaseous reducing agent produced from carbon-containing unburnt pellets.

(начало газификации С, произведенного из углеродсодержащих необожженных окатышей)

(start of gasification C produced from carbon-containing unburnt pellets)

(область непрямого восстановления обожженных окатышей)

(area of indirect recovery of calcined pellets)

Из представленных выше формулы (1) и формулы (2)Of the above formulas (1) and formulas (2)

С+2FeO=2Fe+CO₂ C + 2FeO = 2Fe + CO ₂

Молярное соотношение: С/О=0,5.Molar ratio: C / O = 0.5.

(3) Степень восстановления обожженных окатышей: от 50 до 100% (область (прямого) восстановления в расплаве)(3) The degree of recovery of calcined pellets: from 50 to 100% (area of (direct) recovery in the melt)

Обожженные окатыши начинают размягчаться и плавиться и восстанавливаются в результате (прямого) восстановления в расплаве.The calcined pellets begin to soften and melt and are restored as a result of (direct) reduction in the melt.

Молярное соотношение: С/О=1,0.Molar ratio: C / O = 1.0.

Вышеизложенные результаты продемонстрированы на ФИГУРЕ 3. Эффект промотирования восстановления углеродсодержащими необожженными окатышами проявляется в области (2). В окрестности обожженных окатышей достаточным является получение молярного соотношения С/О 0,2×0,5=0,1.The above results are shown in FIGURE 3. The effect of promoting recovery of carbon-containing unfired pellets is manifested in the region (2). In the vicinity of the calcined pellets, it is sufficient to obtain a molar ratio C / O of 0.2 × 0.5 = 0.1.

С другой стороны, кислород, восстанавливаемый в углеродсодержащих необожженных окатышах, восстанавливается в областях (2) и (3) углеродом в углеродсодержащих необожженных окатышах, так что в окрестности углеродсодержащих необожженных окатышей молярное соотношение С/О должно быть равным 0,6.On the other hand, oxygen reduced in carbon-containing unburnt pellets is reduced in regions (2) and (3) by carbon in carbon-containing unburnt pellets, so that in the vicinity of the carbon-containing unburnt pellets, the C / O molar ratio should be 0.6.

Исходя из результатов вышеупомянутого исследования изобретатели установили удельное расходование R углеродсодержащих необожженных окатышей (кг/тн продукта) в соответствии с удельным расходованием Р обожженных окатышей (кг/тн продукта).Based on the results of the aforementioned study, the inventors have determined the specific consumption of R carbon-containing unfired pellets (kg / t of product) in accordance with the specific consumption of P fired pellets (kg / t of product).

Например, при использовании удельного расходования Р обожженных окатышей (кг/т продукта) для перемешивания обожженных окатышей при О: 28,1% (совокупное Fe=65,7%, FeO=0,9%) и углеродсодержащих необожженных окатышей с количеством восстанавливаемого кислорода 0% и загрузки смеси в доменную печь удельное расходование R углеродсодержащих необожженных окатышей для восстановления обожженных окатышей и углеродсодержащих необожженных окатышей (кг/тн продукта) выражают следующей далее формулой, где С: уровень содержания углерода в углеродсодержащих необожженных окатышах (%) и О: количество восстанавливаемого кислорода в углеродсодержащих необожженных окатышахFor example, when using the specific consumption R of calcined pellets (kg / t of product) to mix the calcined pellets at 0: 28.1% (combined Fe = 65.7%, FeO = 0.9%) and carbon-containing unfired pellets with the amount of oxygen recovered 0% and loading the mixture into the blast furnace, the specific consumption of R carbon-containing unfired pellets for the recovery of fired pellets and carbon-containing unfired pellets (kg / t product) is expressed by the following formula, where C: carbon content of carbon-containing Burning pellets (%) and O: amount of oxygen in the recovered unburned carbon-containing pellets

Далее будет разъясняться соотношение между уровнем содержания углерода и количеством восстанавливаемого кислорода в углеродсодержащих необожженных окатышах. Углеродсодержащие необожженные окатыши в основном образованы из С и оксида железа Fe₂O₃, но характеризуются зольностью, произведенной из железосодержащей пыли и углеродсодержащей пыли, содержанием ингредиентов пустой породы, произведенных из цемента, и кристаллизационной воды вследствие прохождения реакции гидратации цемента в совокупности в количестве в диапазоне от 20 до 30%. Далее ингредиенты углеродсодержащих необожженных окатышей выражают через величину [С/О] (молярное соотношение).Next, the relationship between the carbon content and the amount of oxygen recovered in the carbon-containing unburnt pellets will be explained. Carbon-containing unburnt pellets are mainly formed from C and iron oxide Fe ₂ O ₃ , but are characterized by ash content made from iron-containing dust and carbon-containing dust, content of gangue ingredients made from cement, and crystallization water due to the passage of the cement hydration reaction together in the amount of range from 20 to 30%. Further, the ingredients of carbon-containing unfired pellets are expressed in terms of [C / O] (molar ratio).

Теперь, если принять количество ингредиента пустой породы углеродсодержащих необожженных окатышей равным 25%Now, if you take the amount of ingredient of waste rock carbon-containing unfired pellets equal to 25%

так что соотношение между восстанавливаемым кислородом О (% (моль.)) и уровнем содержания углерода (% (мас.)) становится равнымso that the ratio between the reduced oxygen O (% (mol.)) and the carbon content (% (wt.)) becomes equal

При использовании данного соотношения в формуле (4) получаютUsing this ratio in the formula (4) receive

Поэтому в результате задания удельного расходования R углеродсодержащих необожженных окатышей (кг/т продукта) в соответствии с удельным расходованием Р обожженных окатышей (кг/т продукта) и уровнем содержания С в углеродсодержащих необожженных окатышах на основании соотношения вышеупомянутой формулы (7) можно восстановить близкорасположенные обожженные окатыши.Therefore, as a result of setting the specific consumption R of carbon-containing unburnt pellets (kg / t of product) in accordance with the specific consumption of R burnt-out pellets (kg / t of product) and the level of C content in carbon-containing unburnt pellets, based on the ratio of the above formula (7), it is possible to restore closely located burnt pellets.

Соотношение между удельным расходованием R углеродсодержащих необожженных окатышей (кг/т продукта) и удельным расходованием Р обожженных окатышей (кг/т продукта) продемонстрировано на ФИГУРЕ 4.The ratio between the specific consumption R of carbon-containing unfired pellets (kg / t of product) and the specific consumption of P fired pellets (kg / t of product) is shown in FIGURE 4.

Кроме того, при выражении ингредиентов углеродсодержащих необожженных окатышей через величину С/О (молярное соотношение) из формулы (6) получаютIn addition, when expressing the ingredients of carbon-containing unfired pellets in terms of C / O (molar ratio) from formula (6),

и

and

Исходя из данного соотношения, например, [С/О]=1,0, 2,0, 3,0, соответственно, соответствуют величине С (% (мас.))=14%, 23% и 30%.Based on this ratio, for example, [C / O] = 1.0, 2.0, 3.0, respectively, correspond to the value of C (% (wt.)) = 14%, 23% and 30%.

В случае увеличения уровня содержания С прочность в холодном и нагретом состояниях углеродсодержащих необожженных окатышей уменьшится, так что существует верхний предел. Поэтому изобретатели исследовали воздействие уровня содержания С на прочность после реакции для углеродсодержащих необожженных окатышей.In the case of an increase in the C content, the strength in the cold and heated conditions of carbon-containing unfired pellets decreases, so that there is an upper limit. Therefore, the inventors investigated the effect of the C level on post-reaction strength for carbon-containing unfired pellets.

Изобретатели исследовали прочность на раздавливание после нагревания углеродсодержащих необожженных окатышей, характеризующихся различными уровнями содержания С, в условиях 900°C и СО/СО₂=7/3 в течение 1 часа. Как продемонстрировано на ФИГУРЕ 5, вместе с увеличением уровня содержания С прочность после реакции уменьшалась. Исходя из публикации NPLT «Tetsu to Hagane 72 (1986), S98» в доменной печи углеродсодержащие окатыши необходимо выдерживать на уровне 10 кг/т продукта и более, но, как установили изобретатели, в случае уровня содержания С С, большего чем 30%, 10 кг/т продукта выдержать нельзя. В соответствии с этим верхний предел уровня содержания С в настоящем изобретении делают равным 30%.The inventors investigated the crush strength after heating of carbon-containing unfired pellets, characterized by different levels of C, at 900 ° C and CO / CO ₂ = 7/3 for 1 hour. As shown in FIGURE 5, together with an increase in the content of C, the strength after the reaction decreased. Based on the NPLT publication "Tetsu to Hagane 72 (1986), S98" in a blast furnace, carbon-containing pellets must be kept at 10 kg / t of product or more, but, as the inventors have established, in the case of a C C content of more than 30%, 10 kg / t of product cannot be maintained. Accordingly, the upper limit of the C content in the present invention is made equal to 30%.

Затем изобретатели провели интенсивное исследование оптимального диапазона удельного расходования R углеродсодержащих необожженных окатышей (кг/т продукта), направленное на уменьшение расхода восстановителя. В случае уровня содержания углерода Y в углеродсодержащих необожженных окатышах, меньшего чем 15, (величина С/О соответствует 1,0), эффект улучшения эффективности реакции непрямого восстановления и (прямого) восстановления в расплаве по приведенной выше формуле (2) станет меньшим. В результате в сопоставлении с использованием обычного кокса становится трудно уменьшить расход восстановителя в достаточной степени.Then, the inventors conducted an intensive study of the optimal range of specific consumption R of carbon-containing unfired pellets (kg / t of product), aimed at reducing the consumption of reducing agent. If the carbon content of Y in carbon-containing unfired pellets is less than 15 (C / O value corresponds to 1.0), the effect of improving the efficiency of the indirect reduction reaction and (direct) reduction in the melt according to the above formula (2) will become smaller. As a result, when compared to using conventional coke, it becomes difficult to sufficiently reduce the consumption of reducing agent.

Кроме того, в случае превышения уровня содержания углерода С в углеродсодержащих необожженных окатышах 30% (величина С/О соответствует 3,0) прочность на раздавливание уменьшится, и газопроницаемость в доменной печи будет ингибирована, так что прохождение реакции непрямого восстановления по приведенным выше формуле (1) и формуле (2) будет ингибировано. В результате в сопоставлении с использованием обычного кокса становится трудно уменьшить расход восстановителя в достаточной степени.In addition, if the carbon C level in carbon-containing unburnt pellets is exceeded by 30% (C / O value corresponds to 3.0), the crushing strength will decrease and gas permeability in the blast furnace will be inhibited, so that the indirect reduction reaction can be performed according to the above formula ( 1) and formula (2) will be inhibited. As a result, when compared to using conventional coke, it becomes difficult to sufficiently reduce the consumption of reducing agent.

По этой причине уровень содержания С в углеродсодержащих необожженных окатышах предпочтительно делают равным величине в диапазоне от 15 до 30%. В случае базирования на предпочтительном количестве С в углеродсодержащих необожженных окатышах в диапазоне от 15 до 30% и вышеупомянутой формуле (7) верхний и нижний пределы удельного расходования R углеродсодержащих необожженных окатышей (кг/т продукта) для уменьшения расхода восстановителя станут следующими далее.For this reason, the level of C content in the carbon-containing unfired pellets is preferably made equal to a value in the range of 15 to 30%. If based on the preferred amount of C in carbon-containing unfired pellets in the range of 15 to 30% and the above formula (7), the upper and lower specific consumption limits R of carbon-containing unfired pellets (kg / t of product) to reduce the consumption of reducing agent will be as follows.

Поэтому в настоящем изобретении для уменьшения расхода восстановителя во время эксплуатации доменной печи соотношение в смеси между углеродсодержащими необожженными окатышами и обожженными окатышами регулируют таким образом, чтобы соотношение R (кг/т продукта) / P (кг/т продукта) между удельным расходованием R углеродсодержащих необожженных окатышей (кг/т продукта) и удельным расходованием Р обожженных окатышей (кг/т продукта) удовлетворяло бы приведенной выше формуле (9).Therefore, in the present invention, in order to reduce the reducing agent consumption during operation of the blast furnace, the mixture ratio between carbon-containing unfired pellets and fired pellets is controlled so that the ratio R (kg / t of product) / P (kg / t of product) between the specific consumption R of carbon-containing unfired pellets (kg / t of product) and specific consumption P of calcined pellets (kg / t of product) would satisfy the above formula (9).

Затем изобретатели провели углубленное исследование диапазона удельного расходования Р обожженных окатышей. В случае удельного расходования Р обожженных окатышей, меньшего чем 150 кг/т продукта, загрузка доменной печи станет образована в основном агломерированной рудой и крупнокусковой рудой. Их характеристики реакции в результате приводят к определению результатов эксплуатации доменной печи. Даже в случае улучшения способности к восстановлению загруженных обожженных окатышей близкорасположенными загруженными углеродсодержащими необожженными окатышами вклад в совокупную эксплуатацию в результате станет относительно небольшим.The inventors then conducted an in-depth study of the specific consumption range P of the calcined pellets. In the case of specific consumption R of calcined pellets, less than 150 kg / t of product, the blast furnace charge will be formed mainly by agglomerated ore and lump ore. Their reaction characteristics as a result lead to the determination of the operation results of the blast furnace. Even if the ability to recover loaded burnt pellets is improved by closely spaced loaded carbon-containing unburnt pellets, the contribution to the total operation will become relatively small.

Кроме того, в случае превышения удельным расходованием Р обожженных окатышей 650 кг/т продукта степень сегрегирования обожженных окатышей во время загрузки станет большей, и даже углеродсодержащих необожженных окатышей будет недостаточно для покрытия неблагоприятных эффектов.In addition, if the specific consumption of P of calcined pellets exceeds 650 kg / t of product, the degree of segregation of the calcined pellets during loading will become greater, and even carbon-containing unfired pellets will not be sufficient to cover adverse effects.

Исходя из вышеизложенного в настоящем изобретении удельное расходование Р обожженных окатышей (кг/т продукта) делают равным величине в диапазоне от 150 до 650 кг/т продукта. Это соответствует доле обожженных окатышей в диапазоне от 10 до 40%. Диапазон удельного расходования R углеродсодержащих необожженных окатышей соответствует величине в диапазоне от 14 до 202 кг/т продукта.Based on the foregoing, in the present invention, the specific consumption P of calcined pellets (kg / t of product) is made equal to a value in the range from 150 to 650 kg / t of product. This corresponds to the proportion of calcined pellets in the range from 10 to 40%. The specific consumption range R of carbon-containing unfired pellets corresponds to a value in the range from 14 to 202 kg / t of product.

Фигура 6 демонстрирует соотношение между соотношением А (=R/P) между удельным расходованием R углеродсодержащих необожженных окатышей (кг/т продукта) и удельным расходованием Р обожженных окатышей (кг/т продукта) и расходом восстановителя.Figure 6 shows the relationship between the ratio A (= R / P) between the specific consumption R of carbon-containing unfired pellets (kg / t of product) and the specific consumption R of fired pellets (kg / t of product) and the consumption of reducing agent.

Изобретатели исследовали изменение расхода восстановителя вследствие степеней использования обожженных окатышей и углеродсодержащих необожженных окатышей в доменной печи, имеющей эффективный объем 5500 м³. Во время периода исследования качество агломерированной руды было по существу постоянным. Эксплуатацию проводили, получая выпуск плавки в диапазоне от 2,1 до 2,2 (т/день/м³). В случае отсутствия примешивания углеродсодержащих необожженных окатышей расход восстановителя увеличивался вместе с увеличением удельного расходования Р обожженных окатышей.The inventors investigated the change in the flow rate of the reducing agent due to the degree of use of the calcined pellets and carbon-containing unburnt pellets in a blast furnace having an effective volume of 5500 m ³ . During the study period, the quality of the agglomerated ore was essentially constant. Operation was carried out, obtaining the release of the heat in the range from 2.1 to 2.2 (t / day / m ³ ). In the absence of admixture of carbon-containing unfired pellets, the consumption of reducing agent increased along with an increase in the specific consumption P of fired pellets.

С другой стороны, в случае перемешивания углеродсодержащих необожженных окатышей и обожженных окатышей таким образом, чтобы соотношение А (=R/P) между удельным расходованием R углеродсодержащих необожженных окатышей (кг/т продукта) и удельным расходованием Р обожженных окатышей (кг/т продукта) стало бы равным величине в диапазоне от 0,09 до 0,31, расход восстановителя сохранялся равным 485 (кг/т продукта) и менее.On the other hand, in the case of mixing carbon-containing unfired pellets and fired pellets in such a way that the ratio A (= R / P) between the specific consumption R of carbon-containing unfired pellets (kg / t of product) and the specific consumption of P fired pellets (kg / t of product) would be equal to a value in the range from 0.09 to 0.31, the consumption of the reducing agent remained equal to 485 (kg / t of product) or less.

Однако в случае превышения удельным расходованием Р обожженных окатышей 650 кг/т продукта даже при использовании углеродсодержащих необожженных окатышей эксплуатация при расходе восстановителя, равном 485 (кг/т продукта) и менее, была затруднительной. Кроме того, даже в случае удельного расходования Р обожженных окатышей, меньшего, чем 150 кг/т продукта, даже при использовании углеродсодержащих необожженных окатышей эксплуатация при расходе восстановителя, равном 485 (кг/т продукта) и менее, была затруднительной.However, in the case where the specific consumption R of the calcined pellets exceeds 650 kg / t of product, even when using carbon-containing unburnt pellets, operation with a reducing agent consumption of 485 (kg / t of product) or less was difficult. In addition, even in the case of specific consumption R of calcined pellets of less than 150 kg / t of product, even when using carbon-containing unburnt pellets, operation with a reducing agent consumption of 485 (kg / t of product) or less was difficult.

В случае превышения соотношением А (=R/P) между удельным расходованием R углеродсодержащих необожженных окатышей и удельным расходованием Р обожженных окатышей 0,31 вместе с увеличением удельного расходования Р обожженных окатышей степень использования углеродсодержащих необожженных окатышей становилась недостаточной, и расход восстановителя увеличивался.If the ratio A (= R / P) exceeds the specific consumption R of carbon-containing unburnt pellets and the specific consumption R of burnt pellets of 0.31, together with an increase in the specific consumption of R burnt pellets, the degree of use of carbon-containing unburnt pellets became insufficient, and the consumption of reducing agent increased.

С другой стороны, в случае соотношения А (=R/P) между удельным расходованием R углеродсодержащих необожженных окатышей и удельным расходованием Р обожженных окатышей, меньшего чем 0,09, вместе с увеличением удельного расходования Р обожженных окатышей увеличивался расход восстановителя.On the other hand, in the case of the ratio A (= R / P) between the specific consumption R of carbon-containing unfired pellets and the specific consumption P of fired pellets of less than 0.09, together with an increase in the specific consumption of P fired pellets, the reducing agent consumption increased.

Как разъяснялось выше, это обуславливалось примешиванием количества углеродсодержащих необожженных окатышей, большего, чем необходимо для восстановления обожженных окатышей, - что в результате приводило к увеличению количества углеродсодержащих необожженных окатышей, характеризующихся меньшей прочностью на раздавливание, чем обожженные окатыши, и сопутствующему значительному уменьшению газопроницаемости, и, кроме того, газообразный СО, полученный в результате быстрой газификации углеродсодержащих необожженных окатышей, не использовался эффективно, а в результате улетучивался к колошнику.As explained above, this was due to the mixing of the amount of carbon-containing unfired pellets, greater than necessary for the recovery of fired pellets, which resulted in an increase in the number of carbon-containing unfired pellets, which are characterized by less crushing strength than the fired pellets, and the concomitant significant reduction in gas permeability In addition, gaseous СО obtained as a result of rapid gasification of carbon-containing unfired pellets was not used It was called effectively, and as a result it disappeared to the top.

Обратите внимание на то, что то же самое не играет роли даже в случае приложения к обычному коксу (небольшие куски кокса). Обычный кокс демонстрирует медленную скорость реакции газификации (С+CO₂=2СО), так что необходимым становится большее количество кокса.Please note that the same does not matter even if applied to regular coke (small pieces of coke). Conventional coke exhibits a slow rate of gasification reaction (C + CO ₂ = 2CO), so more coke becomes necessary.

Кроме того, в настоящем изобретении на размер частиц использующихся углеродсодержащих необожженных окатышей каких-либо конкретных ограничений не накладывают, но для промотирования равномерного перемешивания с обожженными окатышами и для подавления уменьшения газопроницаемости углеродсодержащих необожженных окатышей вследствие раздавливания средний размер частиц предпочтительно делают равным 20 мм и менее.In addition, in the present invention, there are no particular restrictions on the particle size of the carbon-containing unfired pellets used, but to promote uniform mixing with the fired pellets and to suppress the reduction in gas permeability of the carbon-containing unfired pellets due to crushing, the average particle size is preferably made equal to 20 mm or less.

Кроме того, способ загрузки углеродсодержащих необожженных окатышей в доменную печь предпочтительно включает поочередную послойную загрузку железосодержащего материала и кокса сверху доменной печи, во время чего проводят предварительное перемешивание обожженных окатышей и углеродсодержащих необожженных окатышей перед загрузкой и загрузку смеси вышеупомянутых углеродсодержащих необожженных окатышей и вышеупомянутых обожженных окатышей для замены части вышеупомянутого слоя железосодержащего материала.In addition, the method of loading carbon-containing unburnt pellets into a blast furnace preferably includes alternating layer-by-layer loading of iron-containing material and coke on top of the blast furnace, during which pre-mixing the roasted pellets and carbon-containing unburnt pellets before loading and loading the mixture of the above-mentioned carbon-containing unburnt pellets replacing part of the aforementioned layer of iron-containing material.

Что касается способа перемешивания обожженных окатышей и углеродсодержащих необожженных окатышей перед загрузкой, то подобные эффекты могут быть получены даже в случае установки бункера обожженных окатышей и бункера углеродсодержащих необожженных окатышей в тесном соседстве друг с другом и подачи окатышей из них.As regards the method of mixing the calcined pellets and carbon-containing unburnt pellets before loading, similar effects can be obtained even if the bunker of the calcined pellets and the hopper of carbon-containing unburnt pellets in close proximity to each other and the supply of pellets from them.

Кроме того, на углеродсодержащие необожженные окатыши настоящего изобретения не накладывают каких-либо конкретных ограничений по форме или способу получения. В общем случае используют способ получения сырых окатышей с применением чашевого окомкователя, но подобные эффекты могут быть получены даже в случае использования способа формования брикета, позволяющего проводить прессование.In addition, the carbon-containing unfired pellets of the present invention do not impose any specific restrictions on the shape or method of preparation. In the General case, use the method of obtaining raw pellets using a bowl pelletizer, but similar effects can be obtained even in the case of using the method of forming a briquette that allows pressing.

Кроме того, на углеродсодержащие необожженные окатыши настоящего изобретения каких-либо конкретных ограничений также не накладывают и по условиям для материала. В общем случае в основном используют железосодержащую пыль, кокссодержащую пыль и тому подобное, но даже в случае примешивания железной руды, окалины и тому подобного до тех пор, пока диапазон ингредиентов будет попадать в объем настоящего изобретения, можно будет получать по существу подобные эффекты.In addition, the carbon-containing unfired pellets of the present invention also do not impose any specific restrictions on the conditions for the material. In the general case, iron-containing dust, coke-containing dust and the like are mainly used, but even in the case of mixing iron ore, scale and the like, as long as the range of ingredients falls within the scope of the present invention, substantially similar effects can be obtained.

ПримерыExamples

Ниже будут разъяснены примеры настоящего изобретения, но условия примеров представляют собой одну иллюстрацию условий, использующихся для подтверждения технологичности и выгодного эффекта настоящего изобретения. Настоящее изобретение не ограничивается данной иллюстрацией условий. Настоящее изобретение может использовать различные условия до тех пор, пока оно не будет отклоняться от сущности настоящего изобретения и будет достигать цель настоящего изобретения.The examples of the present invention will be explained below, but the conditions of the examples are one illustration of the conditions used to confirm the manufacturability and beneficial effect of the present invention. The present invention is not limited to this illustration of the conditions. The present invention can use various conditions until it deviates from the essence of the present invention and reaches the objective of the present invention.

Пример 1Example 1

В качестве материалов для получения двух типов углеродсодержащих необожженных окатышей Р1 и Р2 использовали железосодержащую пыль, углеродсодержащую пыль и быстроотверждающийся портландцемент. Р1 характеризовался уровнем содержания С 23%, величиной С/О 2,0 и содержанием ингредиента пустой породы 25%. Р2 характеризовался уровнем содержания С 28%, величиной С/О 2,8 и содержанием ингредиента пустой породы 25%.As materials for the preparation of two types of carbon-containing unburnt pellets P1 and P2, iron-containing dust, carbon-containing dust, and quick-setting Portland cement were used. P1 was characterized by a C content of 23%, a C / O value of 2.0, and a gangue ingredient content of 25%. P2 was characterized by a C content of 28%, a C / O value of 2.8, and a gangue ingredient content of 25%.

Данные углеродсодержащие необожженные окатыши для использования загружали в доменную печь, имеющую эффективный объем 5500 м³, совместно с обожженными окатышами из колошника. Во время периода использования качество агломерированной руды было по существу постоянным, а эксплуатацию проводили, получая выпуск плавки в диапазоне от 2,1 до 2,2 (т/день/м³).These carbon-containing unfired pellets for use were loaded into a blast furnace having an effective volume of 5500 m ³ , together with fired pellets from the top. During the period of use, the quality of the sintered ore was essentially constant, and the operation was carried out, receiving the release of the heat in the range from 2.1 to 2.2 (t / day / m ³ ).

Таблица 1 демонстрирует условия использования углеродсодержащих необожженных окатышей и обожженных окатышей и результаты оценки эксплуатации доменной печи. Как необходимо понять из таблицы 1, при использовании углеродсодержащих необожженных окатышей Р1 в случае сравнительного примера 1 при степени использования углеродсодержащих необожженных окатышей, меньшей, чем степень использования обожженных окатышей, эксплуатация при расходе восстановителя, равном 485 (кг/т продукта) и менее, была невозможна.Table 1 shows the conditions for the use of carbon-containing unfired pellets and fired pellets and the results of an evaluation of the operation of a blast furnace. As it is necessary to understand from table 1, when using carbon-containing unburnt pellets P1 in the case of comparative example 1, when the degree of use of carbon-containing unburnt pellets is less than the degree of use of burnt pellets, operation with a reducing agent consumption of 485 (kg / t of product) or less was impossible.

Наоборот, сравнительный пример 2 характеризовался степенью использования углеродсодержащих необожженных окатышей, слишком намного превышающей степень использования обожженных окатышей, так что в результате расход восстановителя увеличивался. Опять-таки, эксплуатация при расходе восстановителя, равном 485 (кг/т продукта) и менее, была невозможна.On the contrary, comparative example 2 was characterized by the degree of use of carbon-containing unfired pellets, too much higher than the degree of use of fired pellets, so that as a result, the consumption of reducing agent increased. Again, operation with a reducing agent consumption of 485 (kg / t product) or less was not possible.

Изобретатели провели исследование случая использования углеродсодержащих необожженных окатышей Р2 в условиях большой степени использования обожженных окатышей. Сравнительный пример 3 характеризовался степенью использования углеродсодержащих необожженных окатышей 45 (кг/т продукта) или той же самой степенью использования, что и в примере изобретения 1, тем не менее, количество обожженных окатышей было недостаточным, и было невозможно уменьшить расход восстановителя. Наоборот, сравнительный пример 4 характеризовался избыточно большим расходом углеродсодержащих необожженных окатышей, так что опять расход восстановителя имел тенденцию к увеличению.The inventors conducted a case study of the use of carbon-containing unfired P2 pellets in conditions of a high degree of use of fired pellets. Comparative example 3 was characterized by the degree of use of carbon-containing unfired pellets 45 (kg / t of product) or the same degree of use as in Example 1, however, the quantity of fired pellets was insufficient, and it was impossible to reduce the consumption of reducing agent. On the contrary, comparative example 4 was characterized by an excessively large consumption of carbon-containing unfired pellets, so again the consumption of reducing agent tended to increase.

Применимость в промышленностиIndustrial Applicability

Как разъяснялось выше, в соответствии с настоящим изобретением при эксплуатации доменной печи, в которой используют железосодержащий материал, к которому примешивают большое количество обожженных окатышей, можно получить большое улучшение расхода восстановителя в результате использования меньшего количества углеродсодержащих необожженных окатышей в сопоставлении с тем, что было в прошлом.As explained above, in accordance with the present invention, when operating a blast furnace in which iron-containing material is used, to which a large amount of calcined pellets are mixed, a large improvement in the consumption of reducing agent can be obtained by using less carbon-containing unburnt pellets in comparison with what was found in the past.

Поэтому благодаря применению настоящего изобретения можно использовать порошкообразную железную руду, которая является недорогой, но неудовлетворительной по качеству, в качестве материала для эффективного получения обожженных окатышей и значительного уменьшения расхода восстановителя (расхода кокса) во время эксплуатации доменной печи при использовании обожженных окатышей. Это делает возможными эффективное использование ресурсов, экономию энергии и меньший выход CO₂. В соответствии с этим настоящее изобретение вносит значительный вклад в промышленность и жизнь общества.Therefore, due to the application of the present invention, it is possible to use powdered iron ore, which is inexpensive, but unsatisfactory in quality, as a material for the efficient production of calcined pellets and a significant reduction in the consumption of reducing agent (coke consumption) during operation of a blast furnace using calcined pellets. This makes it possible to efficiently use resources, save energy and lower CO ₂ output. Accordingly, the present invention makes a significant contribution to industry and society.

Claims

1. A method of loading a blast furnace using carbon-containing unburnt pellets, in which iron-containing material and coke are alternately loaded in layers into the blast furnace, characterized in that the carbon-containing unburnt and burnt pellets are pre-mixed and a mixture of the above-mentioned carbon-containing unburnt and burnt pellets is loaded as iron while regulating the ratio in the mixture between the aforementioned carbon-containing unbaked and calcined pellets so that at the same time, that the ratio of the specific consumption R of said carbon-containing unfired pellets (kg / t of product) and the specific consumption of R of said carbon-containing fired pellets (kg / t of product) was equal to a range of values from 0.09 to 0.31.

2. The method according to claim 1, characterized in that said specific consumption R of calcined pellets is in the range from 150 kg / t to 650 kg / t of product.