RU2782595C1 - Способ получения окатышей из рудных материалов - Google Patents

Способ получения окатышей из рудных материалов Download PDF

Info

Publication number
RU2782595C1
RU2782595C1 RU2022104154A RU2022104154A RU2782595C1 RU 2782595 C1 RU2782595 C1 RU 2782595C1 RU 2022104154 A RU2022104154 A RU 2022104154A RU 2022104154 A RU2022104154 A RU 2022104154A RU 2782595 C1 RU2782595 C1 RU 2782595C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pellets
iron ore
slaked lime
pelletizing
ore concentrate
Prior art date
Application number
RU2022104154A
Other languages
English (en)
Inventor
Сергей Александрович Остапенко
Сергей Валериевич Кулаков
Алексей Юрьевич Кузнецов
Original Assignee
Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь")
Filing date
Publication date
Application filed by Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") filed Critical Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь")
Application granted granted Critical
Publication of RU2782595C1 publication Critical patent/RU2782595C1/ru

Links

Abstract

Изобретение относится к области подготовки сырья к металлургическому переделу и может быть использовано при производстве железорудных окатышей с использованием гашеной извести для их дальнейшего применения как в доменном производстве, так и в процессе прямого восстановления окатышей. При получении окатышей из рудных материалов осуществляют измельчение компонентов, окомкование и обжиг окатышей при температуре 1200-1400°С. При этом окомкование компонентов осуществляют при следующем долевом содержании на единицу железорудного концентрата: железорудный концентрат – 1, бентонитовая глина - 0,004-0,010, гашеная известь - 0,01-0,04. Для окомкования применяют железорудный концентрат и гашеную известь с содержанием влаги не более 10,0 и 0,5% соответственно и фракционным составом не более 0,1 мм. Термообработку окатышей производят в течение не менее 30 мин. Полученные окатыши соответствуют следующим параметрам: фракционный состав - 8-16 мм более 95%, модуль основности - от 0,15-0,9, показатели холодной прочности - не менее 240 кг/о, массовая доля серы - не более 0,02%. Обеспечивается повышение и стабилизация показателя холодной прочности офлюсованных железорудных окатышей, а также повышение металлургической ценности окатышей по массовой доле железа. 4 з.п. ф-лы, 2 табл.

Description

Изобретение относится к области подготовки сырья к металлургическому переделу и может быть использовано при производстве железорудных окатышей с использованием гашеной извести для их дальнейшего применения как в доменном производстве, так и в процессе прямого восстановления окатышей.
Известны железорудные окатыши для металлургического производства, содержащие железосодержащий материал и связующее вещество, а также отсев кокса. При этом в качестве связующего вещества окатыши содержат гашеную известь, а в качестве железосодержащего материала - шлам и/или пыль газоочисток доменного, мартеновского, конвертерного или электросталеплавильного производств или их смесь. Количество отсева кокса в 1,2-1,4 раза превышает суммарное количество железа и цинка в железосодержащем материале, а количество гашеной извести составляет 0,14-0,20 от общего количества отсева кокса и железосодержащего материала [Патент RU №2566703, МПК C22B 1/243, 2015].
Недостатком этого изобретения является то, что диапазон доли извести в общей шихте ограничен от 0,14 до 0,20 на единицу концентрата, что значительно снижает металлургическую ценность окатышей по показателю железа за счет высокой массовой доли СаО в получаемых окатышах (при прочих равных условиях не менее чем на 5% с дозировкой от 0,14 долей от массы шихты).
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является способ получения окатышей из рудных материалов с использованием в качестве связующего вещества гашеной извести, включающий совместное измельчение компонентов, окомкование и автоклавирование [авторское свидетельство SU №382299, МПК C22B 1/06, 1973].
Недостатком этого способа является то, что процесс, указанный в патенте, требует продолжительной обработки в автоклаве (не менее 24 часов) и не вписывается в традиционные способы сырого окомкования и последующего обжига окатышей. Кроме того, требует селективного измельчения железорудного сырья.
Технический результат предлагаемого технического решения заключается в повышении и стабилизации показателя холодной прочности офлюсованных железорудных окатышей, а также повышении металлургической ценности окатышей по массовой доле железа.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе получения окатышей из рудных материалов, включающем измельчение компонентов и их окомкование, согласно изобретению, осуществляют окомкование компонентов при следующем долевом содержании на единицу железорудного концентрата:
Железорудный концентрат - 1;
Бентонитовая глина - 0,004-0,010;
Гашеная известь - 0,01-0,04,
а далее производят обжиг окатышей при температуре 1200-1400°С.
Для окомкования применяют железорудный концентрат и гашеную известь с содержанием влаги не более 10,0 и 0,5% соответственно.
Для окомкования применяют железорудный концентрат и гашеную известь фракционным составом не более 0,1 мм.
Термообработку окатышей производят в течение не менее 30 мин.
Полученные окатыши соответствуют следующим параметрам:
фракционный состав - 8-16 мм более 95%;
модуль основности - от 0,15-0,9;
показатели холодной прочности - не менее 240 кг/о;
массовая доля серы - не более 0,02%.
Сущность изобретения.
Предложенная концентрация гашеной извести позволяет получать требуемый модуль основности окатышей (соотношение CaO/SiO2) в диапазоне 0,15-0,9, исходя из массовой доли SiO2 в концентрате от 2,9% до 4,75%. Использование гашеной извести в количестве менее 0,01 от железорудного концентрата не позволяет достичь заданного модуля основности, т.е. это характеризует производство неофлюсованных окатышей. Увеличение доли флюса более 0,04 приводит к увеличению модуля основности выше требуемого показателя и как следствие к снижению прочностных свойств окатышей.
С увеличением модуля основности окатышей (CaO/SiO2) выше показателя 0.5 ед. снижается количество связующего компонента (бентонита) на 20%, что повышает металлургическую ценность таких окатышей по массовой доле железа.
Для окомкования применяют железорудный концентрат и гашеную известь с содержанием влаги не более 10 и 0,5% соответственно, бентонитовую глину с влагой до 6,5%, а также ситовыми характеристиками всех компонентов шихты не более 0,1 мм.
Фракционный состав определен раскрытием зерен ценного компонента (железа) в исходной руде при обогащении. Массовая доля влаги до 10% в железорудном концентрате оптимальна для процесса сырого окомкования, так как при влаге более 10% происходит увеличение дозировки бентонита и снижается металлургическая ценность окатышей по массовой доле железа.
Массовая доля влаги бентонитовой глины на уровне до 6,5% является оптимальной для проявления основных ее свойств для окомкования - набухаемость и водопоглощение.
Оптимальная доля бентонитовой глины в шихте составляет 0,004-0,010 на единицу массы железорудного концентрата.
Заявленное количество вводимой бентонитовой глины обусловлено сохранением качественных характеристик сырых окатышей (прочность на сбрасывание, на раздавливание и гранулометрический состав) и позволяет выдерживать показатель массовой доли железа в окатышах на высоком уровне.
Обжиг извести может производиться в печах различной конструкции, при этом обожженный известняк - известь (СаО) - склонен взаимодействовать с влагой воздуха, формируя гидроксид кальция (Са(ОН)2). Реакция формирования гидроксида кальция экзотермическая, поэтому использование извести во влажной среде сопровождается нагревом материала, испарением воды и формированием из прочных кусков извести рыхлых комков гидрата. Для повышения химической стабильности извести и получения качественного флюса (класс 50 мкм не менее 90%) ее гасят на гидраторе с вводом в известь воды в количестве 40-60% от массы - достаточной для полного гашения извести, что позволяет перевести до 95% активной СаО в Са(ОН)2., при этом массовая доля влаги в полученной извести составляет до 0,5%.
Полученную таким способом известь подают в составе шихты на грануляторы (окомкователи) вместо известняка, за счет чего улучшается комкуемость шихты и снижается удельный расход бентоглины на окатыши, без снижения показателей пластичности и прочности сырых окатышей. Кроме этого добавка извести ускоряет реакции образования ферритов и снижает температуру начала образования жидкофазной связки по сравнению с добавками известняка, так как при использовании известняка разложение CaCO3 на СаО и СО2 начинается в зоне подогрева обжиговой машины при температурах 650-1000°С. Это позволяет в свою очередь снизить расход теплоносителя на обжиг или увеличить производительность обжиговой машины.
Целью обжига сырых окатышей является максимальное их упрочнение и удаление из них серы. Это обеспечит минимальное образование мелочи при транспортировке окатышей от фабрики до потребителя, учитывая возможности складирования и хранения окатышей на открытых складах, минимальное разупрочнение и разрушение окатышей в условиях восстановительной плавки доменной печи. В процессе термообработки сырых окатышей происходит ряд физико-химических процессов: удаление влаги, нагрев, разложение гидратов и карбонатов, удаление серы, упрочнение окатышей в результате твердофазного спекания, окисление магнетита и образование жидких фаз, охлаждение. Во время термического упрочнения окатыши последовательно проходят несколько стадий:
- сушка окатышей в два этапа, где при температурах до 350°С происходит удаление влаги из сырых окатышей и подготовка их к последующему высокотемпературному нагреву,
- подогрев, где при температурах до 1000°С происходит удаление влаги из нижних горизонтов слоя; разложение гидратов и карбонатов; окисление магнетита; окисление серы и упрочнение окатышей за счет твердофазного спекания,
- обжиг, где завершаются процессы окисления магнетита, разложения карбонатов, удаляется сера, происходит упрочнение окатышей за счет образования жидких фаз при температурах над слоем окатышей в диапазоне 1200-1400°С,
- рекуперацию, где заканчивается процесс обжига в нижних горизонтах слоя окатышей за счет переноса аккумулированного верхним слоем тепла к границе «слой окатышей-постель»;
- охлаждение, где продувом атмосферного воздуха через слой происходит охлаждение окатышей до температур, достаточных для безопасной транспортировки конвейерным транспортом.
Продолжительность всего процесса термообработки зависит от скорости движения обжиговой машины (от 2,8 до 3,5 м/мин) и при длине рабочей части 136 метров составляет в среднем не менее 30 минут.
Пример реализации
При создании изобретения была поставлена задача производства офлюсованных окатышей с высокими физическими свойствами (холодная прочность). Поставленная задача решалась за счет замены известняка на известь при следующем содержании ингредиентов: СаО не менее 71%, SiO2 не более 2%.
Для оценки сущности изобретения был проведен ряд лабораторных тестов с использованием в качестве связующего бентонита Хакасского месторождения и извести в смеси с концентратом Костомукшского ГОКа. При этом исходный концентрат, бентонит, а также известняк (для проведения базового опыта) был взят с текущей технологии производства окатышей.
Все компоненты смешивались на лабораторном барабанном грануляторе с выдерживанием модуля основности (CaO/SiO2) от 0,15 до 0,9.
Во всех опытах полученные сырые сухие окатыши оценивались на статическую и динамическую прочность.
Обжиг опытных окатышей осуществлялся в промышленных условиях на обжиговых печах машинок ОК2-520/536 фабрики окомкования Костомукшского горно-обогатительного комбината. Навеска одной пробы окатышей составляла 14-17 кг. Термообработка окатышей производилась в одинаковых термических режимах.
В результате проведенных испытаний установлено, что окатыши, полученные по заявленному способу, с применением гашеной извести в качестве флюса, обладают улучшенными прочностными характеристиками по сравнению с базовыми.
Приведенные в Таблицах 1 и 2 данные показывают, что гашеная известь придает сырым окатышам оптимальные прочностные характеристики, а это в свою очередь позволяет получить окатыши в готовой продукции с более высокими металлургическими свойствами.
Таблица 1
Показатели Ед. изм. Известняк (база) Гашеная известь
Уд .расход глины кг/т 6,0 6,0
Массовая доля влаги
в концентрате % 9,26
в сырых окатышах % 8,72 8,70
Массовая доля классов крупности
- 25 +16 мм % 1,0 -
-16 +14 мм % 4,1 12,3
-12,5 +10 мм % 50,8 44
Выход годного класса (+8 -16 мм) % 95,6 99,6
Средний диаметр окатышей мм 10,6 12,5
Прочностные характеристики сырых окатышей
на раздавливание кг/о 0,981 0,894
на сбрасывание раз 3,8 3,8
Прочностные характеристики обоженных окатышей
Прочность на раздавливание кг/о 1,664 1,997
Прочность на сжатие кг/о 216,2 277,4
Количество окатышей с трещинами % 58,5 51,1
Массовая доля компонентов в обожженных окатышах
Fe общ % 65,05 65,24
S % 0,028 0,017
SiO2 % 5,70 5,67
Таблица 2
Показатель ед.изм. Значение с использованием известняка (база) Значение с использованием гашеной извести + / -
Fe % 66,65 66,76 0,11
S % 0,040 0,020 -0,02
модуль основности д.ед. 0,45 0,45 0,00
холодная прочность кг/о 233 261 28
удельный расход бентоглины кг/т 7,29 5,80 -1,49
удельный расход флюса кг/т 24,6 17,2 -7

Claims (8)

1. Способ получения окатышей из рудных материалов, включающий измельчение компонентов и их окомкование, отличающийся тем, что осуществляют окомкование компонентов при следующем долевом содержании на единицу железорудного концентрата:
железорудный концентрат 1 бентонитовая глина 0,004–0,010 гашеная известь 0,01–0,04,
далее производят обжиг окатышей при температуре 1200–1400 °С.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для окомкования применяют железорудный концентрат и гашеную известь с содержанием влаги не более 10,0 и 0,5 % соответственно.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для окомкования применяют железорудный концентрат и гашеную известь фракционным составом не более 0,1 мм.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что термообработку окатышей производят в течение не менее 30 мин.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что полученные окатыши соответствуют следующим параметрам:
фракционный состав 8–16 мм более 95% модуль основности от 0,15–0,9 мм показатели холодной прочности не менее 240 кг/о массовая доля серы не более 0,02%
RU2022104154A 2022-02-17 Способ получения окатышей из рудных материалов RU2782595C1 (ru)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2782595C1 true RU2782595C1 (ru) 2022-10-31

Family

ID=

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU382299A3 (ru) * 1968-03-25 1973-05-22
SU1044649A2 (ru) * 1982-07-02 1983-09-30 Научно-исследовательский и проектный институт по обогащению и агломерации руд черных металлов "Механобрчермет" Способ производства окускованного материала
SU1350184A1 (ru) * 1985-11-20 1987-11-07 Всесоюзный научно-исследовательский институт металлургической теплотехники Шихта дл производства окатышей
RU2114922C1 (ru) * 1997-08-26 1998-07-10 Научно-производственное внедренческое предприятие "Пиромет-технология" Способ производства окатышей
OA13259A (en) * 2003-09-23 2007-01-31 Cold Ball Metallurg Co Ltd Self-reducing cold-bonded pellets.
CN102492833A (zh) * 2011-11-16 2012-06-13 内蒙古包钢钢联股份有限公司 一种含铁尘泥应用于烧结的方法
CN104561534A (zh) * 2015-01-26 2015-04-29 内蒙古包钢钢联股份有限公司 一种含镁熔剂性氧化球团矿及其制备方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU382299A3 (ru) * 1968-03-25 1973-05-22
SU1044649A2 (ru) * 1982-07-02 1983-09-30 Научно-исследовательский и проектный институт по обогащению и агломерации руд черных металлов "Механобрчермет" Способ производства окускованного материала
SU1350184A1 (ru) * 1985-11-20 1987-11-07 Всесоюзный научно-исследовательский институт металлургической теплотехники Шихта дл производства окатышей
RU2114922C1 (ru) * 1997-08-26 1998-07-10 Научно-производственное внедренческое предприятие "Пиромет-технология" Способ производства окатышей
OA13259A (en) * 2003-09-23 2007-01-31 Cold Ball Metallurg Co Ltd Self-reducing cold-bonded pellets.
CN102492833A (zh) * 2011-11-16 2012-06-13 内蒙古包钢钢联股份有限公司 一种含铁尘泥应用于烧结的方法
CN104561534A (zh) * 2015-01-26 2015-04-29 内蒙古包钢钢联股份有限公司 一种含镁熔剂性氧化球团矿及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3966456A (en) Process of using olivine in a blast furnace
EA009599B1 (ru) Самосжимающиеся, холодносвязанные гранулы и способ их изготовления (варианты)
CN109956737A (zh) 一种采用带式焙烧机球团法制备活性混合材的方法
US4828620A (en) Calcination of calcium carbonate and blend therefor
AU2012397402B2 (en) Reduced-iron production method and production device
RU2782595C1 (ru) Способ получения окатышей из рудных материалов
Bhagat Reduction of solid fuel consumption in sintering of Indian iron ore
US7935174B2 (en) Treatment of steel plant sludges in a multiple-stage furnace
RU2441927C2 (ru) Способ переработки шламов глиноземного производства
CN108191268A (zh) 一种活性冶金石灰的炼制方法
US4404032A (en) Process for producing cement clinker
US3495973A (en) Gas-solid reaction
US4219363A (en) Process for the preparation of Portland cement clinker
JP6992644B2 (ja) 高炉用非焼成塊成鉱の製造方法及びポゾラン反応性鉄含有原料の製造方法
JP3005770B2 (ja) 溶融金属精錬用フラックスの製造方法
RU2464329C2 (ru) Шихта для изготовления окатышей
US3607327A (en) Methods and composition for the manufacture of portland cement
SU834166A1 (ru) Способ производства ферроизвести
RU2310694C2 (ru) Способ получения ферроникеля
RU2606375C1 (ru) Способ получения ожелезненной извести
RU2819963C1 (ru) Способ переработки щелочного алюмосиликатного сырья
Umadevi et al. Investigation of factors affecting pellet strength in straight grate induration machine
RU2717758C1 (ru) Способ получения гранулированного металлического железа
RU2202627C1 (ru) Способ получения комплексного флюса для сталеплавильного производства
RU2244017C2 (ru) Модификатор металлургического шлака магнезиального состава и способ его получения