RU2516428C2 - Method to produce wustite product for flushing of blast furnace hearth - Google Patents

Method to produce wustite product for flushing of blast furnace hearth Download PDF

Info

Publication number
RU2516428C2
RU2516428C2 RU2012109974/02A RU2012109974A RU2516428C2 RU 2516428 C2 RU2516428 C2 RU 2516428C2 RU 2012109974/02 A RU2012109974/02 A RU 2012109974/02A RU 2012109974 A RU2012109974 A RU 2012109974A RU 2516428 C2 RU2516428 C2 RU 2516428C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
furnace
carbon
product
charge
containing material
Prior art date
Application number
RU2012109974/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012109974A (en
Inventor
Самуил Григорьевич Меламуд
Игорь Анатольевич Дудчук
Владислав Вадимович Шацилло
Дмитрий Николаевич Волков
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью Научно-внедренческое предприятие "Пиромет-Технология" (ООО НВП "Пиромет-Технология")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью Научно-внедренческое предприятие "Пиромет-Технология" (ООО НВП "Пиромет-Технология") filed Critical Общество с ограниченной ответственностью Научно-внедренческое предприятие "Пиромет-Технология" (ООО НВП "Пиромет-Технология")
Priority to RU2012109974/02A priority Critical patent/RU2516428C2/en
Publication of RU2012109974A publication Critical patent/RU2012109974A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2516428C2 publication Critical patent/RU2516428C2/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/10Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
    • Y02P10/143Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions of methane [CH4]

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: invention relates to ferrous metallurgy, namely, to production of a highly protoxidic product used for flushing of walls and hearths of a blast furnace. The method includes annealing of a charge from bulk concentrate of annealed siderite with a carbon-containing material in a rotary furnace at the temperature of 1250-1350°C in a restoration atmosphere, which is created by means of incomplete burning of a carbon-containing material due to limited access of oxygen with specific flow of natural gas 45.0-55.0 Nm3/t of the charge and efficiency of the furnace equal to 19.0-25.0 kg/hour with 1 m3 of furnace volume. The bulk concentrate of annealed siderite and carbon-containing material within the charge are mixed at the components ratio of 5:1 with size of 10-40 mm and 0-10 mm, accordingly. The carbon-containing material is coke fines, and/or coal, and/or anthracite, and/or crushed graphitised or carbon materials.
EFFECT: usage of the invention provides for production of a wustite product of increased strength with content of FeO>40%.
2 cl, 1 dwg, 6 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к производству высокозакисного продукта, используемого при промывке стен и горнов доменных печей.The invention relates to ferrous metallurgy, and in particular to the production of high-duty product used in washing walls and furnaces of blast furnaces.

При выплавке чугуна кокс частично подвергается разрушению под действием механических и термических нагрузок. В результате в высокотемпературной зоне доменной печи образуется «коксовый мусор», который скапливается в горне, уменьшает его объем, ухудшает дренажную способность коксовых слоев и отработку продуктов плавки. Поэтому периодически необходимо производить промывку горна доменной печи.When smelting cast iron, coke is partially destroyed by mechanical and thermal stresses. As a result, “coke debris” is formed in the high-temperature zone of the blast furnace, which accumulates in the furnace, reduces its volume, impairs the drainage capacity of coke layers and the development of melting products. Therefore, it is periodically necessary to flush the hearth of a blast furnace.

Известно использование железорудных материалов на основе агломерата, окатышей, руды, металлодобавок [1, Товаровский И.Г. «Совершенствование и оптимизация параметров доменного процесса» - М.: Металлургия, 1987 г., 192 с.].It is known to use iron ore materials based on sinter, pellets, ore, metal additives [1, I. Tovarovsky "Improving and optimizing the parameters of the domain process" - M .: Metallurgy, 1987, 192 S.].

Существенными недостатками данных материалов являются;Significant disadvantages of these materials are;

- различные размеры и форма материала, приводящая к уменьшению газопроницаемости столба шихтовых материалов в доменной печи;- various sizes and shapes of the material, leading to a decrease in the gas permeability of the column of charge materials in the blast furnace;

- низкий удельный вес материала, препятствующий быстрому опусканию шихтовых материалов в горн доменной печи;- low specific gravity of the material, preventing the rapid lowering of the charge materials in the furnace of a blast furnace;

- отсутствие активного кислорода в материалах, приводящее к неполному сжиганию сажистого углерода и графита, образующихся в горне и нижней части шахты доменной печи.- the lack of active oxygen in the materials, leading to incomplete combustion of soot carbon and graphite formed in the furnace and the lower part of the mine blast furnace.

Известно использование для промывки горна шихты, состоящей из сварочного шлака, железной руды, марганцевой руды и плавикового шпата. [2, Авт. св. №802365, кл. С21В 3/00, опубл. 07.02.1981, БИ №5]. Недостатком этого технического решения является использование дорого и дефицитного плавикового шпата. На доменных печах объемом 2700-3200 м3 его суточный расход составляет 56-60 т, а на всю промывку требуется 350-450 т. Это приводит к накоплению в горне фтористых соединений, которые оказывают вредное влияние на стойкость футеровки горна, а при массовом выходе из горна вызывает сильное загрязнение рабочей зоны. Использование сварочного шлака, марганцевой и железной руд имеет тот недостаток, что эти материалы недостаточно эффективны при сильном загромождении горна и полезны как профилактические средства.It is known to use a mixture for washing a furnace furnace consisting of welding slag, iron ore, manganese ore and fluorspar. [2, Aut. St. No. 802365, class C21B 3/00, publ. 02/07/1981, BI No. 5]. The disadvantage of this technical solution is the use of expensive and scarce fluorspar. On blast furnaces with a volume of 2700-3200 m 3, its daily consumption is 56-60 tons, and 350-450 tons are required for the entire washing. This leads to the accumulation of fluoride compounds in the furnace, which have a detrimental effect on the durability of the furnace lining, and in mass output from the hearth causes severe pollution of the working area. The use of welding slag, manganese and iron ores has the disadvantage that these materials are not effective enough when the furnace is heavily cluttered and are useful as preventive measures.

Известен также брикет для промывки горна доменной печи, получаем путем прессования, включающий окисленный железосодержащий материал, минеральное связующее и пластификатор [3, Патент РФ №2183679, МПК С21С 5/52, С21В 3/00, С22В 1/24, 1/23, 2002, опубл. в БИ №17].Also known is a briquette for washing the hearth of a blast furnace, obtained by pressing, including oxidized iron-containing material, a mineral binder and a plasticizer [3, RF Patent No. 2183679, IPC C21C 5/52, C21B 3/00, C22B 1/24, 1/23, 2002, publ. in BI No. 17].

Брикет, производимый из данных материалов указанным способом, после пропаривания имеет достаточно хорошую прочность и термостойкость и не разрушается при перегрузках и при нагреве в восстановительной атмосфере доменной печи до получения из него чугуна и шлака.After steaming, the briquette made from these materials in the indicated way has a fairly good strength and heat resistance and does not break when overloaded and when heated in a reducing atmosphere of a blast furnace to produce pig iron and slag from it.

Недостатком данного технического решения является то, что оно не регламентирует химического состава брикета и не учитывает механизм образования промывочного шлака в доменной печи. При двухкомпонентном составе шихты (окалина и цемент) в нем отсутствует свободный кремнезем, который при соединении с монооксидом железа образует легкоплавкий и трудновосстановимый силикат железа - файялит, являющийся основой промывочного шлака в горне. Кремнезем в цементе находится в виде тугоплавких алюмосиликатов кальция, что затрудняет образование силиката железа.The disadvantage of this technical solution is that it does not regulate the chemical composition of the briquette and does not take into account the mechanism of formation of flushing slag in a blast furnace. With the bicomponent composition of the charge (scale and cement), it does not have free silica, which, when combined with iron monoxide, forms fusible and hardly recoverable iron silicate - fayalit, which is the basis of washing slag in the furnace. Silica in cement is in the form of refractory calcium aluminosilicates, which complicates the formation of iron silicate.

Кроме того, окалина содержит в основном трехвалентное железо, которое практически не вступает в реакцию с кремнеземом. Это еще больше затрудняет образование промывочного шлака в горне.In addition, the scale contains mainly ferric iron, which practically does not react with silica. This further complicates the formation of washing slag in the furnace.

Известное техническое решение не регламентирует также отношений основных и кислых оксидов материалов, составляющих шихту для производства агломерата для промывки горна доменной печи. Эти отношения определяют температуру кристаллизации и вязкость шлаков, образующихся из агломерата, и определяют его функциональные свойства.The known technical solution also does not regulate the relations of basic and acidic oxides of materials that make up the mixture for the production of sinter for washing the hearth of a blast furnace. These relations determine the crystallization temperature and viscosity of the slag formed from the agglomerate, and determine its functional properties.

Наиболее близким по технической сущности является способ производства высокозакисного агломерата [5, А.с. №1574656, кл. С21В 1/16, опубл. 30.06.1990, бюл. 24].The closest in technical essence is the method of production of high-sinter agglomerate [5, A.S. No. 1574656, cl. C21B 1/16, publ. 06/30/1990, bull. 24].

Способ отличается высоким содержанием в аглошихте вюститных материалов (60-90), что способствует увеличению количества закиси железа в агломерате выше 35%.The method is characterized by a high content of sludge materials in the sinter charge (60-90), which contributes to an increase in the amount of iron oxide in the sinter above 35%.

В качестве вюститных материалов в изобретении использовали прокатную окалину, содержащую более 60% вюстита, и традиционный железорудный концентрат. С целью повышения прочности и содержания FeO в верхней части опека предлагается в верхний слой (массовая доля 30%) дозировать 80-100% всей прокатной окалины в шихте.As the thickening materials in the invention, mill scale containing more than 60% wustite and traditional iron ore concentrate were used. In order to increase the strength and content of FeO in the upper part of the ward, it is proposed to dose 80-100% of all mill scale in the charge into the upper layer (mass fraction 30%).

В качестве флюсов используют известняк и известь в количестве, обеспечивающем основность агломерата по отношению CaO/SiO2=0,7.Limestone and lime are used as fluxes in an amount that ensures the basicity of the agglomerate in the ratio CaO / SiO2 = 0.7.

Содержание твердого топлива составляет 7% (масс.) по отношению к рудно-флюсовой части шихты.The solid fuel content is 7% (mass.) In relation to the ore-flux part of the charge.

Недостатками способа являются:The disadvantages of the method are:

1. Необходимость формирования двух разных по составу шихт для нижнего и верхнего слоев загрузки, что усложняет всю технологическую схему формирования шихты. Для реализации этого способа на существующих аглофабриках потребуется их коренная реконструкция, в частности, дооборудование каждой агломашины еще одной линией шихтовых бункеров с дозирующими весоизмерительными устройствами.1. The need to form two different composition of the charge for the lower and upper layers of the load, which complicates the whole technological scheme of the formation of the charge. To implement this method at existing sinter plants, they will need a radical reconstruction, in particular, the retrofitting of each sinter machine with another line of charge silos with metering weighing devices.

2. Использование прокатной окалины, содержащей более 60% вюстита, ограничивает объем производства высокозакисного продукта из-за незначительного ее количества. Например, на заводе с годовым производством стали 7 млн. тонн количество такой окалины составляет 3-5 тыс. тонн.2. The use of mill scale containing more than 60% of wustite limits the production volume of high-grade product due to its insignificant amount. For example, in a plant with annual steel production of 7 million tons, the amount of such dross is 3-5 thousand tons.

3. Спекание шихты с содержанием в верхнем слое 0,8-1,0 прокатной окалины от общего ее количества в шихте приводит к формированию неравномерной структуры агломерата по высоте. Сосредоточение прокатной окалины в верхнем слое снижает интенсивность спекания, т.к. при остывании структура застывающей массы из оксидов железа представляет собой корку с низкой газопроницаемостью.3. Sintering of the mixture with a content in the upper layer of 0.8-1.0 mill scale of its total amount in the mixture leads to the formation of an uneven height structure of the agglomerate. The concentration of mill scale in the upper layer reduces the sintering intensity, because when cooling, the structure of the hardening mass of iron oxides is a crust with low gas permeability.

4. Способ не регламентирует наиболее важные параметры химического состава агломерата, предназначенного для промывки горна доменной печи. К ним относятся величины содержания Fe и FeO, а также соотношения оксидов Са и Mg, оказывающих влияние на температуру размягчения агломерата и вязкость расплава.4. The method does not regulate the most important parameters of the chemical composition of the sinter intended for washing the hearth of a blast furnace. These include the values of the content of Fe and FeO, as well as the ratio of Ca and Mg oxides, which affect the softening temperature of the agglomerate and the viscosity of the melt.

5. В способе не указан тепловой режим спекания, в частности общее содержание топлива в шихте и его распределение по слоям загрузки.5. The method does not indicate the thermal regime of sintering, in particular, the total fuel content in the charge and its distribution over the loading layers.

Технической задачей предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков известных технических решений - аналогов и прототипа, а именно получение вюститного продукта повышенной прочности с содержанием FeO более 40%, а также обеспечение высоких функциональных и металлургических свойств продукта для промывки горнов и стен доменных печей, выплавляющих чугун. Способ направлен на получение промывочного продукта из железорудных концентратов без специального использования дополнительных железосодержащих материалов, например окалины.The technical task of the invention is to remedy these shortcomings of the known technical solutions - analogues and prototype, namely, obtaining a wustite product of increased strength with an FeO content of more than 40%, as well as providing high functional and metallurgical properties of the product for washing the furnaces and walls of blast furnaces smelting cast iron. The method is aimed at obtaining a washing product from iron ore concentrates without special use of additional iron-containing materials, such as scale.

Технический результат достигается тем, что осуществляют обжиг шихты из кускового концентрата обожженного сидерита с углеродсодержащим материалом во вращающейся печи при температуре 1250-1350°С в восстановительной атмосфере, которую создают благодаря неполному сгоранию углеродсодержащего материала из-за ограниченного доступа кислорода при удельном расходе природного газа 45,0-55,0 Нм3/т шихты и производительности печи, равной 19,0-25,0 кг/час с 1 м3 объема печи, входящие в шихту кусковый концентрат обожженного сидерита и углеродсодержащий материал смешивают при соотношении компонентов как 5:1, при этом имеют крупность 10-40 мм и 0-10 мм соответственно.The technical result is achieved by performing the firing of the mixture from lump concentrate of calcined siderite with carbon-containing material in a rotary kiln at a temperature of 1250-1350 ° C in a reducing atmosphere, which is created due to the incomplete combustion of carbon-containing material due to the limited access of oxygen at a specific consumption of natural gas 45 , 0-55.0 Nm 3 / t of charge and furnace productivity equal to 19.0-25.0 kg / h with 1 m 3 of furnace volume, lumpy siderite lump concentrate and carbon-containing material included in the charge yal is mixed at a ratio of components of 5: 1, while they have a particle size of 10-40 mm and 0-10 mm, respectively.

В качестве углеродсодержащего материала используют коксовую мелочь, и/или уголь, и/или антрацит, и/или бой графитизированных или углеродистых материалов.As the carbon-containing material, coke breeze and / or coal and / or anthracite and / or battle of graphitized or carbon materials are used.

Дополнительное решение поставленной технической задачи улучшается тем, что обжиг компонентов шихты проводят во вращающейся печи при температуре 1250-1350°С в восстановительной атмосфере, которую создают благодаря неполному сгоранию углеродсодержащего материала из-за ограниченного доступа кислорода при удельном расходе природного газа 45,0-55,0 Нм3/т шихты и производительности, равной 19,0-25,0 кг/час с 1 м3 объема печи.An additional solution of the technical problem posed is improved by the fact that the firing of the charge components is carried out in a rotary kiln at a temperature of 1250-1350 ° C in a reducing atmosphere, which is created due to the incomplete combustion of carbon-containing material due to the limited access of oxygen at a specific consumption of natural gas of 45.0-55 , 0 Nm 3 / t of charge and capacity equal to 19.0-25.0 kg / h with 1 m 3 of furnace volume.

Решение технической задачи улучшается также тем, что расчетным и далее опытным путем были подобраны оптимальные значения крупности загружаемых материалов, а именно 10-40 мм - крупность обожженного сидерита и 0-10 мм - крупность углеродсодержащего компонента при соотношении компонентов как 5:1.The solution to the technical problem is also improved by the fact that by calculation and further by experiment, the optimal values of the size of the loaded materials were selected, namely 10-40 mm - the size of the calcined siderite and 0-10 mm - the size of the carbon-containing component with a component ratio of 5: 1.

Равномерное распределение металлических включений по сечению кусков обожженного сидерита обеспечивает ему магнитные свойства. Присутствие незначительных потерь при прокаливании в немагнитном материале свидетельствует о том, что остаточное содержание углеродсодержащего материала не превышает 1%, а его расход остается оптимальным, т.к. он практически весь используется на восстановительный процесс и не увеличивает массу немагнитной фракции.The uniform distribution of metal inclusions over the cross section of pieces of calcined siderite provides it with magnetic properties. The presence of minor losses during calcination in a non-magnetic material indicates that the residual content of the carbon-containing material does not exceed 1%, and its consumption remains optimal, because almost all of it is used for the recovery process and does not increase the mass of the non-magnetic fraction.

Благодаря использованию признаков изобретения, не известных ранее из области техники, изменились и показатели качества вюститного продукта. При достижении отмеченных параметров возрастало содержание общего железа до 58%, а металлического - до 15%.Thanks to the use of the features of the invention, not previously known from the technical field, the quality indicators of the woolen product have changed. Upon reaching the noted parameters, the content of total iron increased to 58%, and metallic - up to 15%.

Переход железа в металлическую фазу способствовал достижению содержания закиси железа до 40% и более.The transition of iron into the metal phase contributed to the achievement of iron oxide content of up to 40% or more.

Полученные результаты объясняются тем, что при соблюдении отличительных признаков, высота обжигаемого слоя увеличивается, а это создает условия для меньшего доступа кислорода к обжигаемым кусочкам и повышению восстановительного потенциала газа внутри слоя рудо-топливной смеси. Поскольку слой является своеобразным теплоизолятором, то температура в печи поднимается до 1350°С при сокращении удельного расхода природного газа до 45,0-55,0 Нм3/т шихты.The results are explained by the fact that, subject to distinguishing features, the height of the calcined layer increases, and this creates conditions for less access of oxygen to the calcined pieces and increase the reduction potential of the gas inside the layer of the ore-fuel mixture. Since the layer is a kind of heat insulator, the temperature in the furnace rises to 1350 ° C while reducing the specific consumption of natural gas to 45.0-55.0 Nm 3 / t of charge.

Одновременный рост температуры обжига и степени металлизации железа приводит к интенсивному спеканию материала в печи. Выделение небольших количеств расплава, на поверхности перемещающихся в печи кусков КОСа, обеспечивало образованию прочных гранул.A simultaneous increase in the firing temperature and the degree of metallization of iron leads to intensive sintering of the material in the furnace. The release of small amounts of melt on the surface of the pieces of KOSa moving in the furnace ensured the formation of strong granules.

Углеродсодержащий материал закатывался внутрь гранул, а немагнитной фазы практически не было.Carbon-containing material rolled into the granules, and there was practically no non-magnetic phase.

При температуре в печи менее 1250° и более 1350°С, а также при изменении производительности печи (менее 19,0 или более 25,0 кг/час с 1 м3 объема печи) ухудшались качественные показатели обжигаемого продукта из-за снижения в нем содержания FeO.When the temperature in the furnace is less than 1250 ° and more than 1350 ° C, and also when the productivity of the furnace changes (less than 19.0 or more than 25.0 kg / h with 1 m 3 of the furnace volume), the quality parameters of the fired product deteriorated due to a decrease in it FeO content.

Сущность заявляемого изобретения заключается в следующемThe essence of the claimed invention is as follows

Рудными материалами для восстановительного обжига во вращающейся печи служил кусковый концентрат обожженного сидерита (КОС) крупностью 10-40 мм и углеродсодержащий материал крупностью 0-10 мм. Для восстановления трех окиси железа, составляющую основу КОСа, а также сохранения закиси железа сидерита, в печи поддерживают восстановительную атмосферу за счет неполного сгорания углеродистых материалов из-за ограниченного доступа кислорода.Ore materials for reducing firing in a rotary kiln were lumpy siderite concentrate (KOS) with a grain size of 10–40 mm and a carbon-containing material with a grain size of 0–10 mm. To reduce the three iron oxides that form the basis of WWTP, as well as to preserve siderite iron oxide, the atmosphere in the furnace is maintained by the incomplete combustion of carbon materials due to the limited access of oxygen.

В качестве углеродистого материала для условий опытных проработок заявляемого технического решения использовали коксовую мелочь Магнитогорского металлургического комбината (ОАО «ММК»).As the carbon material for the conditions of experimental studies of the claimed technical solution, coke breeze of the Magnitogorsk Iron and Steel Works (OJSC MMK) was used.

Поскольку материал может поступать в печь только по одной технологической линии, то для обеспечения равномерного распределения коксовой мелочи между кусками сидерита на Бакальском РУ формировали штабели из руды и мелкого коксика, перевозили их на площадку ЦОМП ОАО «Комбинат «Магнезит» и оттуда доставляли в бункеры вращающейся печи №3.Since the material can enter the furnace through only one production line, to ensure uniform distribution of coke breeze between siderite pieces on Bakalskoye RU, piles of ore and fine coke were formed, transported to the TsOMP site of OJSC Magnesit Combine, and from there delivered to bins of rotating furnace number 3.

Соотношение «руда-коксик» подбиралось исходя из стехиометрического количества углерода, необходимого для восстановления трех окиси железа в 1 т руды до закиси, и ранее полученными экспериментальными данными на малой вращающейся печи Медногорского медно-серного комбината длиной 16 м.The ore-coke ratio was selected based on the stoichiometric amount of carbon needed to recover three iron oxides in 1 ton of ore before nitrous oxide, and previously obtained experimental data on a small rotary kiln of the Mednogorsk copper-sulfur plant with a length of 16 m.

В таблице 1 приведен химический и гранулометрический состав КОСа и коксовой мелочи, а в таблице 2 показаны физические свойства коксовой мелочи и экспериментальных смесей руды с коксиком по данным Бакальского РУ.Table 1 shows the chemical and particle size distribution of KOS and coke breeze, and Table 2 shows the physical properties of coke breeze and experimental mixtures of ore with coke according to Bakalsky RU.

Таблица 1.Table 1. Химический и гранулометрический состав сидеритового концентрата и коксовой мелочи.Chemical and granulometric composition of siderite concentrate and coke breeze. ПоказателиIndicators Значение показателей для материалов:The value of indicators for materials: Кусковый концентрат обожженного сидерита (КОС)Calcined Siderite Lump Concentrate (CBS) Коксовая мелочьCoke trifle Химический состав, масс.%Chemical composition, wt.% общ Fe common 51,051.0 7,47.4 FeOFeO 8,58.5 -- 2О3 Fe 2 O 3 67,867.8 10,510.5 SiO2 SiO 2 4,84.8 48,548.5 Al2O3 Al 2 O 3 1,01,0 22,322.3 MnOMnO 1,81.8 0,20.2 СаОCaO 2,12.1 12,412,4 MgOMgO 15,115.1 4,04.0 ПМППPMPP 3,63.6 0,50.5 РR 0,0150.015 0,50.5 ВсегоTotal 98,698.6 99,499,4 Гранулометрический состав, масс.%Granulometric composition, wt.% +40 мм+ 40 mm 14,114.1 -- +20 мм+20 mm 42,242,2 -- +15 мм+15 mm 17,217,2 -- +13 мм+ 13 mm 6,36.3 -- +10 мм+ 10 mm 7,07.0 -- +5 мм+5 mm 5,45,4 -- +3 мм+3 mm 2,22.2 -- - 3 мм- 3 mm 5,65,6 -- ВсегоTotal 100,0100.0 --

Таблица 2.Table 2. Физические свойства сидеритового концентрата и коксовой мелочи.Physical properties of siderite concentrate and coke breeze. Вид материалаType of material Насыпная масса, т/м3 Bulk weight, t / m 3 Влажность, масс.%Humidity, wt.% Зольность, масс.%Ash content, wt.% Массовое соотношение «концентрат : коксик», ед.The mass ratio of "concentrate: coke", units Кусковый концентрат обожженного сидеритаCalcined Siderite Lump Concentrate 1,501,50 0,50.5 Коксовая мелочьCoke trifle 0,680.68 22,522.5 20,720.7 Смесь КОСа с коксикомA mixture of CBS with coke 1,30-1,401.30-1.40 4,24.2 3,83.8 5:15: 1

Из приведенных данных следует, что содержание железа при использовании КОСа - достигнет 50 - 51%, а это определяет высокое содержание закиси железа в вюститном продукте при использовании КОСа в качестве рудной составляющей штабеля.From the above data it follows that the iron content when using KOSA - will reach 50 - 51%, and this determines the high content of iron oxide in the wustite product when using KOSA as the ore component of the stack.

Кроме мелкого коксика, в качестве углеродсодержащего материала также были опробованы такие материалы как уголь, антрацит, бой графитированых или углеродистых материалов.In addition to fine coke, materials such as coal, anthracite, and graphite or carbon materials were also tested as carbon-containing materials.

Переработку смеси для получения вюститного продукта из кускового концентрата обожженного сидерита начали сразу же по окончанию переработки сырого сидерита. Обжиг КОСа отличался от сырого сидерита, главным образом, содержанием коксовой мелочи в исходной рудо-топливной смеси. При КОСе расход коксика был на 16,5% (относительных) меньше и не превышал 200 кг/т КОСа.The processing of the mixture to obtain a wustite product from lumpy siderite lump concentrate was started immediately after the processing of raw siderite. KOS firing differed from raw siderite, mainly by the content of coke breeze in the initial ore-fuel mixture. In case of WWTP, the consumption of coke was 16.5% (relative) less and did not exceed 200 kg / t of WWTP.

При производительности печи равной 19 кг/час с 1 м3 объема печи содержание железа в обожженном продукте из КОСа поднялось до 54,2%. При этом большая часть железа при установленной температуре в печи 1250°С находилась в виде закиси (вюстита), содержание которой достигло в среднем 47,3%. Незначительная часть железа (около 8%) находилась в металлической фазе.With a furnace capacity of 19 kg / h with 1 m 3 of furnace volume, the iron content in the calcined KOS product increased to 54.2%. At the same time, most of the iron at the set temperature in the furnace 1250 ° C was in the form of nitrous oxide (wustite), the content of which reached an average of 47.3%. An insignificant part of iron (about 8%) was in the metal phase.

Равномерное распределение металлических включений по сечению кусков обожженного материала обеспечивало ему магнитные свойства. Присутствие незначительных потерь при прокаливании в немагнитном материале (около 14%) свидетельствует о том, что остаточное содержание коксика не превышало 1%, а его расход был оптимальным, т.к. он практически весь использовался на восстановительный процесс и не увеличивал массу не магнитной фракции.The uniform distribution of metal inclusions over the cross section of pieces of calcined material provided him with magnetic properties. The presence of insignificant losses during calcination in a non-magnetic material (about 14%) indicates that the residual content of coke did not exceed 1%, and its consumption was optimal, because almost all of it was used for the recovery process and did not increase the mass of the non-magnetic fraction.

Увеличение производительности печи более 25 кг/час с 1 м3 объема печи изменило показатели качества продуктов обжига. Содержание общего железа выросло до 58%, а металлического - до 15%. Переход железа в металлическую фазу естественно понизил содержание закиси железа до 38%. Полученные результаты объясняются тем, что при увеличении производительности печи высота обжигаемого слоя увеличилась в 1,5 раза. Это создало условия для меньшего доступа кислорода к обжигаемым кусочкам и повышения восстановительного потенциала газа внутри слоя рудо-топливной смеси. Поскольку слой является своеобразным теплоизолятором, то температура в печи поднялась почти на 100°С при сокращении расхода природного газа на 20%.An increase in furnace productivity of more than 25 kg / h from 1 m 3 of furnace volume has changed the quality indicators of firing products. The total iron content increased to 58%, and metallic - up to 15%. The transition of iron into the metal phase naturally lowered the content of iron oxide to 38%. The results are explained by the fact that with an increase in furnace productivity, the height of the fired layer increased by 1.5 times. This created the conditions for less access of oxygen to the fired pieces and increase the reduction potential of the gas inside the layer of the ore-fuel mixture. Since the layer is a kind of heat insulator, the temperature in the furnace rose by almost 100 ° C while reducing the consumption of natural gas by 20%.

В таблице 3 приведены данные по химическому составу и магнитным свойствам проб обожженного материала.Table 3 shows data on the chemical composition and magnetic properties of the samples of the calcined material.

Figure 00000001
Figure 00000001

Одновременный рост температуры обжига и степени металлизации железа привел к интенсивному спеканию материала в печи. Выделение небольших количеств расплава на поверхности, перемещающихся в печи кусков КОСа, обеспечивало образование прочных гранул размером 10 -40 мм. Оставшийся кокс закатывался внутрь гранул, а немагнитной фазы практически не было.A simultaneous increase in the calcination temperature and the degree of metallization of iron led to intensive sintering of the material in the furnace. Isolation of small amounts of melt on the surface moving pieces of KOSa in the furnace ensured the formation of strong granules 10–40 mm in size. The remaining coke rolled into the granules, and there was practically no non-magnetic phase.

Для применения обожженного продукта в качестве промывочного материала доменных печей снижение содержания закиси железа за счет дополнительной металлизации не целесообразно. Очевидно, что постоянный обжиг при получении вюститного продукта при производительности печи 19,0-25,0 кг/час с 1 м3 объема печи требует расхода углеродсодержащего материала в пределах 200 кг/т КОСа, т.е. оптимальное соотношение концентрат : углеродсодержащий материал равно как 5:1.To use the calcined product as a washing material for blast furnaces, it is not advisable to reduce the iron oxide content due to additional metallization. Obviously, the constant firing upon receipt of a wustite product with a furnace capacity of 19.0-25.0 kg / h with 1 m 3 of furnace volume requires a consumption of carbon-containing material in the range of 200 kg / t of WWTP, the optimal ratio of concentrate: carbon-containing material is equal to 5: 1.

Из приведенных данных следует, что химический состав вюститного продукта из КОСа в большей степени отвечает требованиям, предъявляемым к промывочному материалу доменных печей. Содержание железа в нем равно 56,4%. Соответственно, содержание закиси железа (FeO) в вюститном продукте из КОСа достигало требуемого уровня 43-45%. Как ясно из предыдущего изложения, эта величина могла приблизиться к 50% в том случае, если бы была возможность оперативного снижения расхода коксовой мелочи.From the above data it follows that the chemical composition of the wustite product from KOSa to a greater extent meets the requirements for washing material of blast furnaces. The iron content in it is 56.4%. Accordingly, the content of iron oxide (FeO) in the wustite product from KOSa reached the required level of 43-45%. As is clear from the previous statement, this value could approach 50% in the event that there was the possibility of an operational reduction in the consumption of coke breeze.

По мере накопления обожженного материала в бункере печи №3 ЦОМП ОАО «Комбинат «Магнезит» он вывозился автомобильным транспортом на рудный склад Бакальского РУ. С каждой пары самосвалов отбирались представительные пробы для анализа магнитных свойств, химического и гранулометрического составов. Магнитные свойства определялись непосредственно на промышленных сепараторах Бакальского РУ. Для этого материал погрузчиком помещался на конвейер, по которому обожженная руда подавалась из холодильников шахтных печей на магнитный сепаратор. На время испытаний подача обожженной руды с шахтных печей прекращалась.As the burnt material accumulated in the bunker of furnace No. 3 of the TsOMP of OJSC Magnesit Combine, it was transported by road to the ore warehouse of Bakalsky RU. Representative samples were taken from each pair of dump trucks for analysis of magnetic properties, chemical and particle size distribution. Magnetic properties were determined directly on the industrial separators of Bakalsky RU. For this, the material was loaded by a loader onto a conveyor, through which the calcined ore was fed from the coolers of the shaft furnaces to a magnetic separator. During the test, the supply of calcined ore from the shaft furnaces was interrupted.

Таким образом, проведенные работы позволили получить опытную партию вюститного продукта, пригодного для использования в качестве промывочного материала для доменных печей. Наиболее приемлемым исходным сырьем оказался КОС, прошедший предварительный обжиг в шахтных печах и магнитную сепарацию на Бакальском РУ. Он обладал более высоким содержанием закиси железа и имел мало мелочи.Thus, the work performed allowed us to obtain an experimental batch of wustite product suitable for use as washing material for blast furnaces. The most acceptable feedstock was KOS, which underwent preliminary firing in shaft furnaces and magnetic separation at Bakalsky RU. It had a higher iron oxide content and had little fines.

Для анализа эффективности применения вюститного продукта из сидеритовых руд в качестве промывочного материала доменных печей провели испытания на печи №1 ЧМЗ. Результаты будут изложены далее.To analyze the effectiveness of the use of wustite product from siderite ores as washing material for blast furnaces, tests were carried out at furnace No. 1 of ChMZ. The results will be presented below.

Результаты опытных доменных плавок вюститнго продукта из бакальских сидеритовых руд.Results of pilot blast furnace melts of the wustite product from bakal siderite ores.

Для производства железорудного материала из Бакальских сидеритовых руд, обладающего промывочными свойствами при плавках в доменных печах, проведен восстановительный обжиг кусковых фракций окисленного концентрата обожженного сидерита в трубчатых печах ОАО «Комбинат «Магнезит» в присутствии коксовой мелочи. Условия обжига позволили перевести свыше 80% трех окиси железа в его закись (FeO), что предполагает наличие промывочных свойств полученного материала.For the production of iron ore material from Bakalsky siderite ores, which have flushing properties during smelting in blast furnaces, a reduction firing of lump fractions of oxidized concentrate of calcined siderite in tube furnaces of OJSC Plant Magnesite in the presence of coke breeze was performed. Firing conditions made it possible to transfer over 80% of three iron oxide to its nitrous oxide (FeO), which implies the presence of washing properties of the obtained material.

Концентрат обожженного сидерита с вюститными свойствами был произведен во вращающихся печах ОАО «Комбинат «Магнезит» в количестве 552,7 тонн. Из него выделен крупный класс 10-40 мм, приемлемый для загрузки в доменные печи. Готовый для отгрузки продукт складировали на открытой площадке БРУ.Annealed siderite concentrate with viscous properties was produced in rotary kilns of OJSC “Magnesit Combine” in the amount of 552.7 tons. A large class of 10–40 mm was selected from it, suitable for loading into blast furnaces. Ready for shipment, the product was stored in an open area of the BRU.

Скорректированный по данным контрольной лаборатории ОАО «Уралмеханобр» химический состав вюститного продукта на момент отгрузки представлен в таблице 4.The chemical composition of the constituent product at the time of shipment, adjusted according to the control laboratory of Uralmekhanobr OJSC, is presented in table 4.

Таблица 4.Table 4. Химический состав объединенного вюститного продукта на момент отгрузки на ЧМЗ (масс.%)The chemical composition of the combined wustite product at the time of shipment to ChMZ (wt.%) Feобщ Fe commonly Feмет Fe meth FeOFeO SiO2 SiO 2 CaOCaO MgOMgO MnOMnO SS PP 52-5552-55 8-108-10 48-5048-50 8-128-12 3-43-4 14-1514-15 1-21-2 0,0860,086 0,0140.014

Содержание мелочи: 0-10 мм - 10%.Fines content: 0-10 mm - 10%.

Прочность: Б+5 - 84-88%, Б-0,5 - 8,5-9,0%.Strength: B +5 - 84-88%, B -0.5 - 8.5-9.0%.

На ОАО «ЧМЗ» продукт доставлен в середине сентября 2011 года, т.е. спустя шесть месяцев, после нахождения под воздействием осадков и смены температуры, в количестве 174,6 тонн. Оставшийся объем материала использован на Бакальском РУ для продажи в качестве агломерационной руды.The product was delivered to ChMZ OJSC in mid-September 2011, i.e. six months later, after being exposed to precipitation and temperature changes, in the amount of 174.6 tons. The remaining volume of material was used at Bakalskoye RU for sale as sinter ore.

Таблица 5.Table 5. Технологическая карта работы вращающейся печи №3 при восстановительном обжиге смеси КОСа с коксовой мелочью для производства вюститного продукта.Technological work schedule of rotary kiln No. 3 during regenerative firing of a mixture of KOS with coke breeze for the production of wustite product. № п/пNo. p / p ПараметрыOptions РазмерностьDimension Значение параметровParameter Value 1.one. Вид исходного рудного материалаType of source ore material КОС крупностью 10-40 ммKOS with a size of 10-40 mm 2.2. Вид восстановителяType of reducing agent Коксовая мелочь крупностью 0 -10 ммCoke breeze with a particle size of 0-10 mm 3.3. Расход коксовой мелочиCoke breeze consumption т/т КОСt / t CBS 0,20.2 4.four. Скорость вращения барабанаDrum speed об/минrpm 1,01,0 5.5. Производительность по смеси КОС с коксовой мелочьюPerformance on a mixture of CBS with coke breeze кг/часkg / hour 25,025.0 6.6. Расход природного газаNatural gas consumption общийcommon Нм3/часNm 3 / hour 800800 удельныйspecific Нм3/т шихтыNm 3 / t charge 53,553.5 7.7. Расход электроэнергииPower consumption кВт-час/т шихтыkWh / t charge 52,0052.00 8.8. Расход технической водыProcess water consumption м3/т шихтыm 3 / t charge 6,06.0 9.9. Давление природного газа в коллектореManifold natural gas pressure мм вод. ст.mm of water. Art. 1,8-2,21.8-2.2 10.10. ТемператураTemperature в печиin the oven °С° C 13501350 в пылевой камереin the dust chamber 900900 перед котлом утилизаторе мin front of the waste heat boiler m 750750 после котла утилизатораafter the recovery boiler 250250 перед электрофильтромin front of the electrostatic precipitator 180180 после электрофильтраafter electrostatic precipitator 150150 11.eleven. РазрежениеUnderpressure в газоходеin the flue мм вод. ст.mm of water. Art. 1,0-2,01.0-2.0 после электрофильтраafter electrostatic precipitator 200-300200-300

Большее содержание железа и закиси железа в продуктах обжига КОСа объясняется тем, что в печь он загружался после предварительного магнитного обогащения, позволяющего удалить значительную часть пустой породы (сланцы, известняк и др.).The higher content of iron and iron oxide in the products of KOSa firing is explained by the fact that it was loaded into the furnace after preliminary magnetic enrichment, which made it possible to remove a significant part of the gangue (shales, limestone, etc.).

Крупный вюститный продукт имел высокую прочность на уровне железорудных окатышей, позволяющую без разрушения загружать его в доменные печи. Прочность вюститного продукта, содержащего не менее 50% FeO, при испытаниях в стандартном барабане по ГОСТ 15137-87 достигала 87% по выходу кл. более 5 мм и превышала прочность агломератов.A large wustite product had high strength at the level of iron ore pellets, which allows it to be loaded into blast furnaces without destruction. The strength of a wustite product containing at least 50% FeO, when tested in a standard drum according to GOST 15137-87, reached 87% in yield of cell. more than 5 mm and exceeded the strength of the agglomerates.

Полная естественная основность вюститного продукта по отношению (СаО+MgO)/(SiO2+Al2O3) в несколько раз больше и позволяет поднять содержание железа в доменной шихте до такого же уровня, как и при использовании Михайловских окатышей, за счет вывода сырого известняка или снижения основности агломерата;The full natural basicity of the wustite product in relation to (CaO + MgO) / (SiO 2 + Al 2 O 3 ) is several times larger and allows raising the iron content in the blast furnace charge to the same level as when using Mikhailovsky pellets due to the removal of crude limestone or sinter reduction;

- наличие более 40% закиси железа в вюститном продукте определяет его промывочные свойства и дает возможность при постоянном вводе в доменную шихту избегать зарастания шахты и горна печи неплавкими массами, обеспечивающее экономию кокса и рост производительности доменной печи;- the presence of more than 40% iron oxide in the wustite product determines its flushing properties and makes it possible, with continuous introduction into the blast furnace charge, to avoid overgrowth of the mine shaft and furnace hearth with non-fusible masses, which saves coke and increases the productivity of the blast furnace;

- расположение места производства вюститного продукта вблизи крупных уральских металлургических комбинатов (ЧМК, ММК, ЧМЗ и др.) позволяет экономить затраты на транспортировку по сравнению с Михайловскими окатышами, доставлять которые необходимо с Центральной России.- the location of the production site of the wustite product near large Ural metallurgical plants (ChMK, MMK, ChMZ, etc.) allows saving transportation costs compared to Mikhailovsky pellets, which must be delivered from Central Russia.

Технологический прием промывки горна доменной производится при появлении признаков, подтверждающих загромождение центральной части горна доменной печи.The technological method of washing the blast furnace hearth is performed when signs appear that confirm the blocking of the central part of the furnace hearth.

Как правило, загромождению горна предшествует ухудшение качества кокса, появления расстройства хода печи, работа печи на тихом ходу и сбавленном дутье. При этом в центральной части горна вследствие ухудшения газодинамических условий начинает скапливаться кокс мелких фракций. Следует отметить, что мелкие частицы кокса не смачиваются ни шлаком, ни каплями чугуна. В результате чего в центральной части горна образуется шлакометаллическая суспензия с коксовой мелочью, появление которой практически сводит на нет осевой газовый поток, снижается фильтрация чугуна через шлаковый пояс. В результате этого ухудшается выдача продуктов плавки, происходит более быстрое появление шлака при выпуске чугуна, происходит неравномерность выпусков чугуна по леткам.As a rule, the clutter of the hearth is preceded by a deterioration in the quality of coke, the appearance of a disturbance in the course of the furnace, and the operation of the furnace at a low speed and reduced blast. At the same time, in the central part of the hearth, due to the deterioration of gas-dynamic conditions, coke of small fractions begins to accumulate. It should be noted that small particles of coke are not wetted by either slag or drops of cast iron. As a result, a slag metal suspension with coke breeze is formed in the central part of the hearth, the appearance of which practically negates the axial gas flow, and the filtration of cast iron through the slag belt is reduced. As a result of this, the output of smelting products deteriorates, there is a more rapid appearance of slag during the production of pig-iron, and there is an uneven release of pig-iron.

При появлении описанных выше признаков в доменную шихту вводят специальный промывочный продукт.When the above symptoms appear, a special flushing product is introduced into the blast furnace charge.

Технологический смысл промывки горна заключается в воде в его центральную часть материалов, содержащих оксиды железа, которые активно взаимодействуют с коксовой мелочью и ликвидируют загромождение.The technological sense of washing the hearth lies in the water in its central part of materials containing iron oxides, which actively interact with coke breeze and eliminate clutter.

При этом в доменную печь загружают рудную и коксовую части подачи с использованием промывочного материала и проводят доменную плавку, выпуская продукты плавки, следя за перепадом температур воды в холодильниках горна и лещади и плотностью теплового потока. Использование промывочного материала прекращают после повышения перепада температур воды до 1,5°С и плотности теплового потока до 5 кВт/ м2.At the same time, the ore and coke feed parts are loaded into the blast furnace using washing material and blast furnace smelting is carried out, releasing the smelting products, monitoring the temperature difference in the hearth and bream refrigerators and the heat flux density. The use of washing material is stopped after increasing the water temperature difference to 1.5 ° C and the heat flux density to 5 kW / m 2 .

Следует отметить, что значения температурного перепада в холодильниках горна и лещади, а также плотность теплового потока были получены опытным путем, в результате испытаний.It should be noted that the temperature difference in the hearth and bream refrigerators, as well as the heat flux density were obtained experimentally, as a result of tests.

Промывочный материал имеет минимальную температуру плавления и низкую вязкость. Благодаря этому он легко проникает в пространство между кусками компонентов шихты в нижней части шахты, в распаре, в заплечиках и между кусками кокса в горне доменной печи. При высоких температурах происходит восстановление Fe из FeO фаялита и Mn из MnO тефроита с расходованием на это коксовой мелочи и спели: 2FeO 2SiO2+2С=2Fe+SiO2+2СО; 2MnO SiO2+2C=2Mn+SiO2+2CO с соответствующей промывкой от коксовой мелочи и спели.The flushing material has a minimum melting point and low viscosity. Due to this, it easily penetrates into the space between the pieces of the charge components in the lower part of the shaft, in steam, in the shoulders and between the pieces of coke in the furnace of the blast furnace. At high temperatures, Fe is reduced from FeO of fayalite and Mn from MnO of tephroite with the consumption of coke breeze and sang: 2FeO 2SiO 2 + 2C = 2Fe + SiO 2 + 2CO; 2MnO SiO 2 + 2C = 2Mn + SiO 2 + 2CO with the appropriate washing from coke breeze and sang.

ПримерExample

Опытное опробование патентуемого промывочного продукта проводилось на доменной печи №1 Чусовского металлургического завода. Промывочный продукт загружали в печь путем замены в подачах рудных компонентов шихты (железорудного агломерата, окатышей, рудных компонентов) при снижении рудной нагрузки на кокс. Расход и температура дутья, расход топлива и кислорода изменяли в зависимости от величины нижнего перепада давления газов в печи и физического нагрева чугуна и шлака.The pilot testing of the patented washing product was carried out on a blast furnace No. 1 of the Chusovsky Metallurgical Plant. The washing product was loaded into the furnace by replacing in the feed the ore components of the charge (iron ore sinter, pellets, ore components) while reducing the ore load on the coke. The flow rate and temperature of the blast, fuel and oxygen consumption were varied depending on the magnitude of the lower differential pressure of gases in the furnace and the physical heating of cast iron and slag.

На доменной печи №1 ЧМЗ объемом 225 м3 проплавлено 174,6 т вюститного продукта. Его содержание в шихте достигало 5%. Установлено, что ввод вюститного продукта привел к повышению температуры продуктов плавки при неизменном расходе кокса. Отмечен неоднократный сход гарнисажа с футеровки шахты, что свидетельствует о наличии промывочных свойств вюститного продукта из бакальских сидеритовых руд.1At a blast furnace No. 1 of ChMZ with a volume of 225 m 3, 174.6 tons of wustite product were melted. Its content in the charge reached 5%. It was established that the introduction of a wustite product led to an increase in the temperature of the smelting products with a constant consumption of coke. Repeatedly descending the skull from the lining of the mine is noted, which indicates the presence of flushing properties of the wustite product from Bakal siderite ores. 1

Таблица 6.Table 6. Технические показатели работы доменной печи №1 ЧМЗ в базовый и опытный периоды.Technical indicators of the blast furnace №1 ChMZ in the base and experimental periods. Наименование показателейThe name of indicators ПериодыPeriods БазовыйBase ОпытныйExperienced Производство, среднесуточное, тProduction, daily average, t 348348 353353 Удельный расход скипового кокса, кг/тSpecific consumption of skip coke, kg / t 508508 506506 Удельный расход природного газа, Нм3Specific consumption of natural gas, Nm 3 / t 81,681.6 81,281.2 Удельный расход известняка, кг/тSpecific limestone consumption, kg / t 67,267.2 33,733.7 Удельный расход рудной части шихты, кг/тThe specific consumption of the ore part of the charge, kg / t 1801,01801.0 1875,61875.6 В том числе: агломерат КГОКIncluding: KGOK agglomerate 684,7684.7 799,0799.0 окатыши КГОКKGOK pellets 510,1510.1 311,7311.7 агломерат ЧМЗsmelter ChMZ 585,6585.6 697,6697.6 металлоконцентратmetal concentrate 18,918.9 0,90.9 металлопродуктmetal product 1,51,5 00 вюститный продуктwoolen product 00 66,466,4 Содержание железа в шихте, %The iron content in the mixture,% 55,555.5 55,055.0 Температура чугуна, °СCast iron temperature, ° С 14211421 14251425 Химический состав чугуна, %The chemical composition of cast iron,% SiSi 0,350.35 0,380.38 MnMn 0,810.81 0,870.87 SS 0,0230,023 0,0210,021 Химический состав шлака, %The chemical composition of the slag,% SiO2 SiO 2 30,330.3 31,431,4 Al2O3 Al 2 O 3 13,013.0 12,912.9 СаОCaO 29,929.9 29,129.1 MgOMgO 12,312.3 12,512.5 MnOMnO 1,41.4 1,51,5 TiO2 TiO 2 8,58.5 8,48.4 V2O5 V 2 O 5 0,160.16 0,180.18 Основность шлака, ед.Slag basicity, units 0,990.99 0,930.93

На рис.1 приведено изменение состава чугуна и шлака, а также температуры чугуна в каждом из выпусков опытного периода и несколько выпусков до и после опытного периода.Figure 1 shows the change in the composition of cast iron and slag, as well as the temperature of cast iron in each of the releases of the experimental period and several releases before and after the experimental period.

Использование вюститного продукта в количестве 3% в шихте доменной печи началось с 7й подачи 2й смены 20.09.2011 г. Начиная с проплавки первого объема шихтовых материалов с промывочным вюститным продуктом, выросла температура чугуна. За счет этого содержание Si и Mn повысились до 0,46% и 0,97% соответственно, при базовых значениях - 0,35% и 0,81%. Содержание S понизилось до 0,020% (базовая 0,023%). Других изменений, кроме повышенного нагрева, замечено не было, поэтому принято решение с 7й подачи 2й смены 24.09.2011 г. увеличить до 5% долю вюститного продукта в шихте.Using vyustitnogo product in an amount of 3% in the charge of the blast furnace commenced from 7 th feed 2nd shift of 20-09-2011 Since proplavki first volume wash with the batch materials vyustitnym product increased iron temperature. Due to this, the content of Si and Mn increased to 0.46% and 0.97%, respectively, with base values of 0.35% and 0.81%. S content decreased to 0.020% (baseline 0.023%). Other changes in addition to high heat, has not been noticed, so decided to 7 th feed 24.09.2011 2nd shift was increased to 5% share in the burden vyustitnogo product.

Химический состав чугуна подтверждает повышение нагрева. Среднее содержание Si составляет 0,38% (база - 0,35%), Mn - 0,87% (0,81%), S - 0,021% (0,023%), при пониженной основности шлака 0,93 ед. (0,99 ед.).The chemical composition of cast iron confirms an increase in heating. The average Si content is 0.38% (base - 0.35%), Mn - 0.87% (0.81%), S - 0.021% (0.023%), with a reduced slag basicity of 0.93 units. (0.99 units).

Из данных приведенных на рис.1 следует, что через 15-16 часов после скачкообразного роста содержаний Si и Mn, начиная с 7й подачи 20.09.2011 г, свидетельствующего о поступлении с шихтой вюститного продукта, зафиксирован первый сход гарнисажа с футеровки шахты. Этот эффект подтверждается увеличением содержания Al2O3 в шлаке на 1,0-1,5% (см. рис 4.1). Рост массовой доли оксида алюминия связан со сходом гарнисажа, т.к. Al2O3 входит в состав огнеупорной шпинели и концентрируется в тугоплавких массах гарнисажа.From the data given in Figure 1 shows that after 15-16 hours after a sudden growth of Si and Mn contents ranging from 7 th feed 20.09.2011 g, evidencing the admission to the charge vyustitnogo product fixed converging first ledge from the mine lining. This effect is confirmed by an increase in the content of Al 2 O 3 in the slag by 1.0-1.5% (see Fig. 4.1). The increase in the mass fraction of alumina is associated with the disappearance of the skull. Al 2 O 3 is part of the refractory spinel and is concentrated in the refractory masses of the skull.

Увеличение расхода вюститного продукта 23.09.2011 г. привело ко второму и третьему сходу гарнисажа 24 и 27.09.2011 г., который отразился на росте содержания оксида алюминия в шлаке. Характерно, что при последнем сходе гарнисажа 27.09.2011 г. отмечено появление шлака на фурмах. В этот период отмечалось длительное и интенсивное повышением содержание Al2O3 в шлаке (см. рис.4.1.).An increase in the consumption of wustite product on September 23, 2011 led to the second and third disappearance of the skull on September 24 and September 27, 2011, which affected the increase in the content of aluminum oxide in the slag. It is characteristic that at the last gathering of the skull on September 27, 2011, the appearance of slag on the tuyeres was noted. During this period, a long and intense increase in the Al 2 O 3 content in the slag was noted (see Fig. 4.1.).

Таким образом, общие данные о влиянии вюститного продукта из бакальских сидеритов на доменную плавку являются положительными по следующим причинам:Thus, the general data on the effect of wustite product from Bakal siderite on blast furnace smelting are positive for the following reasons:

1. Повышение нагрева чугуна при использовании КОС создает возможность для потенциального снижения расхода кокса. Во время эксперимента болеет высокий нагрев изначально сохранялся осознанно для ликвидации вероятного массового схода гарнисажа. На заключительном этапе снижение нагрева происходило за счет увеличения количества рудных материалов, при отсутствии возможности регулировать расход кокса, т.к. он дозировался объемно с помощью загрузочных чаш. При этом рудная нагрузка возросла до 3,66 т/т. кокса, при базе 3,54 т/т. кокса;1. Increasing the heating of cast iron when using CBS creates the opportunity for a potential reduction in coke consumption. During the experiment, the high heat was sick initially was kept consciously to eliminate the likely mass disappearance of the skull. At the final stage, the decrease in heating occurred due to an increase in the amount of ore materials, in the absence of the ability to control the coke consumption, it was dosed volumetricly using loading bowls. At the same time, the ore load increased to 3.66 t / t. coke, at a base of 3.54 t / t. coke;

2. Повышенное содержание FeO в вюститном продукте и его промывочные свойства не были полностью реализованы по причине краткости опытного периода и в связи с изменениями состава шихты. Тем не менее при этом зафиксировано и отмечено в плавильном журнале два случая схода гарнисажа. Оба случая сопровождались снижением содержания Si, Mn в чугуне и ростом Al2O3 в шлаке.2. The increased content of FeO in the wustite product and its washing properties were not fully realized due to the shortness of the experimental period and due to changes in the composition of the charge. Nevertheless, two cases of the disappearance of the skull were recorded and noted in the smelting magazine. Both cases were accompanied by a decrease in the content of Si, Mn in cast iron and an increase in Al 2 O 3 in the slag.

Таким образом, проведенные опытные плавки показали:Thus, the conducted experimental swimming trunks showed:

1. Качество концентрата обожженного сидерита с повышенным содержанием FeO после нахождения на открытой площадке не изменилось, и он оказался пригодным для доменных плавок.1. The quality of the calcined siderite concentrate with a high FeO content after being in the open area did not change, and it turned out to be suitable for blast-furnace smelting.

2. Использование вюститного продукта в шихте доменной печи ведет к повышению нагрева чугуна и как следствие к снижению расхода кокса.2. The use of wustite product in the charge of a blast furnace leads to increased heating of cast iron and, as a result, to a decrease in coke consumption.

3. Промывочные свойства вюститного продукта были зафиксированы по сходу гарнисажа.3. The washing properties of the wustite product were recorded according to the descent of the skull.

Сравнительный анализ заявляемого технического решения с известными промывочными материалами показал, что в состав промывочного вюститного продукта входит кусковый концентрат обожженного сидерита крупностью 10-40 мм и углеродсодержащий материал крупностью 0-10 мм. Обжиг смеси компонентов производят во вращающейся печи при температуре 1250-1350°С в восстановительной атмосфере, которая создается в условиях неполного сгорания углеродсодержащего материала из-за ограниченного доступа кислорода при производительности печи, равной 19,0-25,0 кг/час с 1 м3 объема печи и удельном расходе природного газа 45,0-55,0 Нм3/т шихты. Кроме того, соотношение КОСа и углеродсодержащего материала находится в пределах, равных соответственно как 5:1.A comparative analysis of the proposed technical solution with known washing materials showed that the composition of the washing vustitnogo product includes lumpy concentrate of calcined siderite with a grain size of 10-40 mm and a carbon-containing material with a grain size of 0-10 mm. The mixture of components is fired in a rotary kiln at a temperature of 1250-1350 ° C in a reducing atmosphere, which is created under conditions of incomplete combustion of carbon-containing material due to the limited access of oxygen at a furnace capacity of 19.0-25.0 kg / h from 1 m 3 furnace volumes and specific consumption of natural gas 45.0-55.0 Nm 3 / t of charge. In addition, the ratio of KOS and carbon-containing material is in the range equal respectively to 5: 1.

Указанных признаков в известных аналогах и прототипе нет.These signs in the known analogues and prototype no.

Таким образом, предложенное техническое решение полностью соответствует критерию «новизна».Thus, the proposed technical solution fully meets the criterion of "novelty."

Анализ патентов и научно-технической литературы не выявил использования новых существенных признаков, используемых в предлагаемом изобретении, по функциональному назначению.The analysis of patents and scientific and technical literature did not reveal the use of new significant features used in the proposed invention for its functional purpose.

Следовательно, предлагаемое изобретение соответствует критерию «изобретательский уровень».Therefore, the present invention meets the criterion of "inventive step".

На основании изложенного в описании и в примерах конкретного применения заявитель и авторы заявки считают, что предлагаемое для патентования техническое решение является новым и промышленно применимым. Предлагаемый вюститный продукт опробован в доменном цехе ЧМЗ на доменной печи №1.Based on the description and specific application examples, the applicant and the authors of the application consider that the proposed technical solution for patenting is new and industrially applicable. The proposed wustite product is tested in the blast furnace shop of ChMZ on blast furnace No. 1.

Claims (2)

1. Способ производства вюститного продукта для промывки горна доменной печи, включающий ввод в шихту железорудных материалов, смешивание их, загрузку в печь и последующий обжиг шихты с получением высокозакисного продукта с содержанием FeO более 35%, отличающийся тем, что осуществляют обжиг шихты из кускового концентрата обожженного сидерита с углеродсодержащим материалом во вращающейся печи при температуре 1250-1350°С в восстановительной атмосфере, которую создают благодаря неполному сгоранию углеродсодержащего материала из-за ограниченного доступа кислорода при расходе природного газа 45,0-55,0 Нм3/т шихты и производительности, равной 19,0-25,0 кг/час с 1 м3 объема печи, входящие в шихту концентрат обожженного сидерита и углеродсодержащий материал смешивают в соотношении как 5:1 и компоненты имеют крупность 10-40 мм и 0-10 мм соответственно.1. A method of manufacturing a wustite product for washing the hearth of a blast furnace, including introducing iron ore materials into the charge, mixing them, loading into the furnace and subsequent firing of the mixture to obtain a high-oxide product with an FeO content of more than 35%, characterized in that the mixture is fired from lump concentrate calcined siderite with carbon-containing material in a rotary kiln at a temperature of 1250-1350 ° C in a reducing atmosphere, which is created due to incomplete combustion of the carbon-containing material due to the limited access of oxygen at a flow rate of natural gas 45,0-55,0 Nm 3 / t and the charge capacity equal to 19,0-25,0 kg / hr to 1 m 3 of the furnace volume included in the charge and siderite concentrate calcined carbonaceous material is mixed in a ratio of 5: 1 and the components have a particle size of 10-40 mm and 0-10 mm, respectively. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве углеродсодержащего материала используют коксовую мелочь, и/или уголь, и/или антрацит, и/или бой графитированных или углеродистых материалов. 2. The method according to claim 1, characterized in that coke breeze, and / or coal, and / or anthracite, and / or the battle of graphite or carbon materials are used as the carbon-containing material.
RU2012109974/02A 2012-03-14 2012-03-14 Method to produce wustite product for flushing of blast furnace hearth RU2516428C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012109974/02A RU2516428C2 (en) 2012-03-14 2012-03-14 Method to produce wustite product for flushing of blast furnace hearth

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012109974/02A RU2516428C2 (en) 2012-03-14 2012-03-14 Method to produce wustite product for flushing of blast furnace hearth

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012109974A RU2012109974A (en) 2013-09-20
RU2516428C2 true RU2516428C2 (en) 2014-05-20

Family

ID=49183092

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012109974/02A RU2516428C2 (en) 2012-03-14 2012-03-14 Method to produce wustite product for flushing of blast furnace hearth

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2516428C2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1574656A1 (en) * 1988-02-02 1990-06-30 Днепропетровский Металлургический Институт Method of producing high-protoxide agglomerate
RU2158316C1 (en) * 1999-12-31 2000-10-27 Открытое акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" Method of production of wash sinter
RU2254384C1 (en) * 2004-01-20 2005-06-20 Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" Method of production of flushing agglomerate
RU2403294C2 (en) * 2008-12-04 2010-11-10 ОАО "Уральский институт металлов" Washing agglomerate and manufacturing method thereof
CN101942571A (en) * 2010-09-06 2011-01-12 重庆瑞帆再生资源开发有限公司 Method for innocently treating and recycling chromium residues and metallurgical waste material

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1574656A1 (en) * 1988-02-02 1990-06-30 Днепропетровский Металлургический Институт Method of producing high-protoxide agglomerate
RU2158316C1 (en) * 1999-12-31 2000-10-27 Открытое акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" Method of production of wash sinter
RU2254384C1 (en) * 2004-01-20 2005-06-20 Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" Method of production of flushing agglomerate
RU2403294C2 (en) * 2008-12-04 2010-11-10 ОАО "Уральский институт металлов" Washing agglomerate and manufacturing method thereof
CN101942571A (en) * 2010-09-06 2011-01-12 重庆瑞帆再生资源开发有限公司 Method for innocently treating and recycling chromium residues and metallurgical waste material

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012109974A (en) 2013-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Geerdes et al. Modern blast furnace ironmaking: an introduction (2020)
Yang et al. Ironmaking
RU2447164C2 (en) Method of producing pellets from recovered iron and method of producing cast iron
AU2010274316B2 (en) Apparatus and method for producing reduced iron using alkali-containing iron production dust as the raw material
Dutta et al. Basic concepts of iron and steel making
JP2010229525A (en) Method for producing ferronickel and ferrovanadium
CZ200975A3 (en) Refining technology of metalline zinc-containing waste in revolving furnace
RU2458158C2 (en) Method of obtaining pelletised metallurgical raw materials
WO2009145348A1 (en) Method for manufacturing pig iron
US8690988B2 (en) Use of bimodal carbon distribution in compacts for producing metallic iron nodules
CN102191348A (en) Technological method and device for producing high-grade nickel and stainless steel by using oxidized pellet method
RU2484153C2 (en) Method of arc-furnace dust recovery
RU2516428C2 (en) Method to produce wustite product for flushing of blast furnace hearth
RU2410447C1 (en) Mix material for production of manganese-containing staflux
JP The effect of additives and reductants on the strength of reduced iron ore pellet
RU2534682C1 (en) Method for obtaining molten mineral components for portland-slag cement (versions)
RU2241771C1 (en) Briquette for cast iron smelting
RU2796485C1 (en) Charge for the production of magnesian iron flux
RU2345150C2 (en) Charge used for agglomerate manufacture
RU2157854C2 (en) Method of production of high-ferrous sinter
RU2158316C1 (en) Method of production of wash sinter
RU2548840C1 (en) Method of processing of fine zinc containing metallurgical scrap
Krishna Chettiar et al. Achieving Low Coke Rate Using Calibrated Iron Ore as the Sole Iron Source in Burden Charge During the Successful Recommissioning of Blast Furnace in Syria
Zhunusov et al. RECYCLING OF METALLURGICAL WASTES
RU2313588C2 (en) Method for preparing of sinter burden for sintering treatment

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140315