SE528193C2 - En produktionsmetod för en kolinnehållande obränd pellet för masugn - Google Patents

Description

W U 528^~193 oeosao r=\4s2s ontpunn nnuunz oæz1=|\r\oo:-\»4s:soooz_oseosao_xø::* ^ ' 1* ' “_11-4°= B” *ng (-1 tionsutveckling jämfört med s.k. ej kolhaltiga sintrade malmer, brända pellets och gröna malmer, vilka är vanliga råmaterial för masugn; kolinnehàllen i dessa pellets når dock endast ett fåtal procent, som ett resultat av faktiska användningssätt av olika typer av damm i järntillverkning och inskränkning med avseende på blandning, och det finns få rapporter på det optimala kolinnehållet med avseende på masugnsdriften.

Den föreliggande uppfinningen tillhandahåller en drastiskt förbättrad åtgärd för att förbättra nedbrytnings- beteendet för de ovan beskrivna cementbaserade obrända agg- lomeratmalmerna, innefattande reduktionsretardering och snabb upphettande bristning, med avseende på masugnsdrif- ten. Mer specifikt tillhandahåller den föreliggande uppfin- ningen en produktionsmetod av en obränd agglomererad malm, vari en kolinnehållande obränd agglomererad malm produce- ras, som innehåller kol i ett optimalt innehåll för att blanda dammràmaterial, och har en hög kallstyrka; således undviks reduktionsstagnation i den termiska reservzonen och reduktionsreaktionsekvilibriumzonen, känd som en aspekt av masugnsprocessen, för att främja reduktionen; och den kol- innehållande effekten och förbättringen med avseende på substratets styrka med hjälp av bindemedlet träder positivt i kraft, och den snabba upphettningsbristningen i masugnen förhindras därmed.

Samanfattning av uppfinningen Den föreliggande uppfinningen kan sammanfattas enligt följande: En kolinnehàllande agglomeratmalm för masugn, vilken bereds på ett sådant sätt att järnoxid och ett kolhaltigt material blandas med varandra för att bereda en blandning, ett bindemedel tillsätts blandningen och blandningen knå- das, formas och härdas, vari den agglomererade malmen inne- håller kol i ett innehåll på 80 till 120% av den teoretiska kvantiteten som krävs för att reducera det reducerbara sy- W Ü 528 193 060530 P:\4925 Ohtiuka rutan: 0!ticn\E\002'\P49250002_0600S3(Lknnigond. bvozllctning (slutibrelággmdatndoc BN ret i järnmalmerna för att bilda metalliskt järn, och bin- demedlet väljs så att krossningsstyrkan kan vara 7850 kN/m2 (kPa) eller mer vid rumstemperatur.

Den kolinnehållande obrända agglomereratmalmen för masugn, enligt beskrivningen ovan, vari järnmalmer av olika typer av järninnehàllande damm och kolinnehållande damm, som àtervunnits från dammuppsamlare och liknande vid järn- verk, används som järnoxid.

Den kolinnehållande obrända agglomererade malmen för masugn, enligt vad som beskrivits ovan, vari sådana kolvä- tebaserade tillsatsmedel som kokskol, plast, ment och liknande blandas vidare med järnoxid och ett kol- haltigt material. avfallshelpig- En produktionsmetod för en kolinnehållande obränd ag- glomererad malm för masugn, i vilken den agglomererade mal- men bereds på ett sådant sätt, att järnoxid och ett kolhal- tigt material blandas med varandra, ett bindemedel till- sätts blandningen som således erhållits och blandningen knàdas, formas och härdas, vari den agglomererade malmen innehåller kol med ett innehåll på 80 till 120% av den teo- retiska kvantitet som krävs för att reducera det reducerba- ra syret i järnmalmerna för att bilda metalliskt järn; bin- demedlet väljs så att krossningsstyrkan kan vara 7850 kN/m2 (kPa) eller mer vid rumstemperatur, och knàdningen, form- ningen och härdningen utförs för att bereda den agglomere- rade malmen; och således förhindras effektivt bàde reduk- tionsstagnation i den termiska reservzonen i schaktet hos masugnen och splittringen av råmaterialet på grund av snabb upphettningsbristning.

Kortfattad beskrivning av ritningarna De medföljande ritningarna, vilka är integrerade i och utgör en del av beskrivningen, illustrerar utförings- former av uppfinningen och, tillsammans med beskrivningen, tjänar till att förklara uppfinningens principer.

W 528 193 060530 F:\49Z5 Ohtnukn Patent 0tflce\l*\002'\P4BZSOOOIJJGOOSMLkoflSgcz-nd ñvorllctning (lluttörellggandeLllndoc ll Fig 1 visar ett diagram som illustrerar temperatur- fördelningarna i det laddade råmaterialet och den reduce- rande gasen i en masugn; Fig 2A visar en graf som representerar det tempera- turprogrammerade värmemönstret i ugnen; Fig 2B visar en graf som representerar reduktionskän- netecknen för olika råmaterial i masugn; Fig 3 visar en graf som representerar reduktionskän- netecknen för ett kolhaltigt material innehållande obrända temperaturintervallet från 900 till 1000 °C4í 4A visar en graf som representerar förhållandena pellets i Fig mellan reduktionstiden och reducerbarheten hos en obränd pellet som blandats med ett kokskol och en obränd pellet som blandats med ett kokspulver; Fig 4B visar en graf som representerar förhållandena mellan reduktionstiden och den atmosfäriska temperaturen och gaskoncentrationerna i den obrända pelletblandningen med ett kokskol; Figurer 5A och 58 visar grafer som representerar för- hållandet mellan de snabba upphettningsbristande känneteck- nen och den förinställda temperaturen för obrända pellets; och Fig 6 visar ett flödesschema som representerar den industriella produktionen av en kolinnehållande obränd pel- let.

Detaljerad beskrivning av föredragna utföringsformer Föredragna utföringsformer av den föreliggande upp- finningen kommer nu att beskrivas i detalj, i enlighet med medföljande ritningar.

Först och främst ges en beskrivning av gastemperatur- fördelningen, gaskoncentrationsfördelningen och stagnatio- nen för reduktionsutvecklingen i den termiska reservzonen och reduktionsreaktionsekvilibriumzonen i schaktet hos en masugn. Fig 1 visar ett diagram som illustrerar temperatur- fördelningarna för det laddade råmaterialet och den reduce- 528 193' a 060530 Px\4925 Ohtsuka Patcnt 0ificn\l=\002'\N92S0002_0600§30_kor:1gcnd översättning taluttönliggandoLlmdoc BI! rande gasen i en masugn. Masugnsprocessen är en motströms- reaktion mellan det laddade râmaterialet och den reduceran- de gasen. Vad beträffar temperaturökningen för det laddade râmaterialet så upphettas det laddade râmaterialet till 900 till l100°C, enligt vad fig 1 visar, medan det går igenom den snabba värmeväxlingen med den motströms reducerande ga- sen i masugnen, och således försvinner temperaturskillnaden mellan gasen och det laddade râmaterialet för att nå ett ekvilibrium. I den ytterligare lägre delen av masugnen för- orsakar värmen som avges av den reducerande gasen att tem- peraturen stiger på ett sådant sätt att temperaturen vid munstyckesnivän når den högsta temperaturen, i storleksord- ningen l600°C. Å andra sidan tillhandahåller masugnens reducerande gas, på 2200°C eller högre, som genereras vid munstyckesni- vån av varm luft och förbränning av koks, den nödvändiga reaktionsvärmen för den direkta reduktionsreaktionen och smältning av järnmalmen, och således sjunker temperaturen för den reducerande gasen abrupt ner till temperatur i storleksordningen 900 till l100°C, och når sedan ett ekvi- librium då; efterföljande den reducerande gasen värmeväxlar med det laddade râmaterialet i den övre delen av schaktet, och släpps ut på utsidan av masugnen med en temperatur på 100 till 200°C. Den lämpliga temperaturfördelningen, vilken regleras med hjälp av motströmsvärmeväxlingen och reduk- tionsreaktionen mellan det laddade râmaterialet och den re- ducerande gasen, möjliggör fortsatt stabil drift; normalt är stabil drift möjlig när värmeflödesförhållandet som vi- sas i fig 1 är mindre än enhetlig, då nämligen temperatur- mönstret är uppåt konvext i den övre delen av schaktet och nedåt konvext i den lägre delen av masugnen.

Således genereras den termiska reservzonen på 900 till l100°C i regionen mellan den mittersta delen av schak- tet och den lägre delen av masugnen. Temperaturen i den termiska reservzonen varieras i enlighet med malm/koks- 528 'í93 060530 PAABZS Ohtsukn Enea: 0!t1ce\l>\002'\MBZSOGOLOGDOSMLkøn-lgcnd âvczllctning lllucßéreliggandeLnmdac BN fördelningen längs med masugnsradiens riktning, som ett re- sultat av fördelningsregleringsprocedurerna, vilka valts för bränsleförhållandesnivån och permeabilitetsmätningar.

När bränsleförhàllandet i masugnen är högt höjs ekvilibri- umtemperaturen i den termiska reservzonen upp till nästan llOO°C i den centrala delen av masungen där malm/koksför- hàllandet längs med masugnesradiens riktning är låg (dvs. att värmeflödesförhállandet är lågt). När masugnsbränsle- förhållandet är lågt i driften är motsatt ekvilibriumtempe- raturen sänkt ned till nästan 900°C i mittenregionen av masugnen där malm/koksförhållandet längs med masugnsradiens riktning är hög (dvs att värmeflödesförhållandet är högt).

Bland de faktorer som styr utvecklingen av reduktio- nen av råmaterialet i en masugn är faktorerna som associe- ras med den reducerande atmosfären i masungen temperaturen [CO/(Co + Det är allmänt känt att re- på den reducerande gasen och reduktionsgraden C02) hänvisad till som n-C01. duktionen inte utvecklas förbi den reducerbarhet som in- skränks av ekvilibriumgasens reduktionsgrad vid den termis- ka reservzonstemperaturen, och i enlighet därmed inträffar reduktionsstagnation. Den föreliggande uppfinningen undvi- ker den ovan beskrivna reduktionsstagnationen.

Detaljerad beskrivning ges nedan av resultaten från en studie som utfördes av de föreliggande uppfinnarna för ändamålet att undersöka produktionen av en obränd agglome- rerad malm som möjliggör undvikandet av reduktionsstagna- tionen. Fig 2A och 2B visar resultaten från reduktionstes- terna för de olika laddade råmaterialen i värmemönstret som simulerar temperaturökningen i schaktet hos en masugn. Fig 2A och 2B visar graferna som representerar det temperatur- programmerade värmemönstret i masugnen och reduktionskänne- tecknen för olika råmaterial för en masugn. Fig 2A visar det temperaturprogrammerade värmemönstret pà insidan av masugnen, och fig 2B visar reduktionskännetecknen för olika råmaterial. Precis som fig 2A visar är detta ett exempel 528 195 060530 P:\|925 Ohtøuka Patent OEEicAEVIOZ'\P49250002_0S00530jzørriqerui Gvøtsittnlng (llutfåreliggandel_m.doc u! vari temperaturen nådde l000°C en timme efter laddningen av rámaterialet, och råmaterialet blev kvar i den termiska re- servzonen vid 1000°C i två timmar. Fig 2B visar reducerbar- hetsövergångarna för olika råmaterial i fallet för reduce- rande atmosfär med en gasreduktionsgrad på n - CO = 30%.

Som de olika typerna av råmaterial användes de kolin- nehällande obrända pellets enligt den föreliggande uppfin- ningen, en konventionell obränd pellet, en sintrad malm, en importerad bränd pellet och en importerad styckemalm. De kolinnehållande obrända pellets i enlighet med den förelig- gande uppfinningen framställdes enligt följande: (1) Vad gäller det kolhaltiga materialet är den kolinnehållande obrända pelleten den föreliggande uppfin- ningen en pellet som innehöll den teoretiska kolkvantiteten som krävs för att reducera det reducerbara syret i järnmal- men för att bilda metalltiskt järn (en kolreduktionekviva- lent = 1,0), och kolinnehállet i pelleten är 13%, vilket är avsevärt högre än kolinnehållen i konventionella obrända pellets. Vad gäller typen av det kolhaltiga materialet an- vändes huvudsakligen masugnens första flygstoft för att blandas för pelletberedning; (2) På grund av strukturen hos den obrända pelleten blir den skör med ökande innehåll av det kolinnehàllande materialet, en portlandcement med hög korttidshållfasthet blandades i med ett innehåll av 10%, så att krossningsstyr- kan på 7850 kN/m2 (kPa) eller mer försäkrades under härd- ningsperioden pà 7 dagar, vilket leder till en drastiskt förbättring av det snabbt upphettade brisningsbeteendet.

Den konventionella obrända pelleten var en vanlig obränd pellet i en sådan kondition att kolreduktionsekviva- lenten var 0,3, kolinnehàllet var 3,5% och krossningsstyr- kan var 4900 kN/m2 (kPa) efter den 7 dagar långa härdnings- perioden, al. som framställdes med täckjärnsmalm som råmateri- N U 528 193 060530 P:\4925 Ohtsukll Plteut 0EEiCl\P\002'\Pl9250002_060053(Lkbtrigltld övbrllttning (llutförallqglndt)_ilfl.døc BN 8 Man kan tydligt se från fig 2A och 2B att de ultimata reducerbarheterna för den sintrade malmen, vilken inte in- nehàller inneslutet kolhaltigt material, järnmalmen och den importerade brända pelleten är så làg som 30%, under påver- kan av gasreduktionsgraden n - CO pà 30% i den reducerande atmosfären, från vilken man kan känna igen stagnationen för den reducerande utvecklingen. Å andra sidan erhöll den kolinnehållande obrända pelleten enligt den föreliggande uppfinningen en slutlig reducerbarhet på 70% eller högre, vilket visar att reduktionen utvecklades anmärkningsvärt jämfört med de råa materialen utan innehâllen kol. Den slutliga reducerbarheten för den konventionella obrända pelleten med ett litet kolinnehåll fanns vara ansenligt lågt. Beskrivning görs nedan av grunderna för de ovan be- skrivna upptäckterna.

Vad gäller gasreduktionen för den sintrade malmen inte innehållande kol, järnmalmen och den importerade brän- da pelleten utvecklas gasreduktionen med hjälp av diffusion av den reducerande gasen från ytan av malmkornen, och den slutliga reducerbarhten styrs av reduktionstemperaturen hos malmkornen och reduktionsgraden (n~CO) hos den reducerande gasen, så att reduktionsutvecklingen stagnerar när reducer- barheten när gasens reduktionsgrad, som är teoretiskt ekvi- librerad vid temperaturen för den termiska reservzonen. I det föreliggande testet fastslogs gasreduktionsgraden (n- CO) till 30%, vilket ligger nära det teoretiska gaskoncen- trationsekvilibriumet i den termiska reservzonen, och såle- des sker reduktionsstagnationen vid en reducerbarhet i storleksordningen 30%, vilken är i jämvikt med gasreduk- tionsgraden. Å andra sidan kan den höga slutliga reducerbarheten för den kolinnehållande obrända pelleten med den kolreduk- tion som är ekvivalent enhetlig, begripas med avseende på gasreduktionsutvecklingen enligt följande: utöver den redu- cerande gasens diffusion från ytan inne i det inre av kor- N B 528 193 060530 Pe\t$25 Ohtlukl Patent o!!1.c0\P\002'\l=49250002_0600S30_):n::lgo:ad bvcnittning (alutfözaliggmdnkklhdoc BN nen trycker det ökade inre trycket, på grund av den nyska- pade CO-gasen, ut den reducerande gaskomponenten med en låg reduktionsgrad, som diffunderar från ytan, där CO-gas ska- pas av den direkta reduktionen av syret i järnmalmen med hjälp av kolet i det kolhaltiga materialet innehållet i det inre av kornen; således är ytan på den kolinnehàllande obrända pelleten täckt med en hög reduktionsgrad av CO-gas, som genererats från det inre av pelleten, och således blir gaskoncentrationen sådan att den reducerande kraften är mycket starken än vad den reducerande kraften för jämvikts- gasreduktionsgraden vid den termiska reservzonens tempera- tur är, vilket orsakar den ovan beskrivna höga slutliga re- ducerbarheten.

Med andra ord utsätts den obrända kolinnehàllande pelleten för reduktionsrestriktion vid den temperaturnivå som råder i den termiska reservzonen i masugnen, men den kan undvika påverkan av ekvilibriumgaskoncentrationen i den termiska reservzonen, så att den slutliga reducerbarheten för den kolinnehållande obrända pelleten kan ökas. Kolinne- hållet i den konventionella obrända styckemalmen är låg i kolreduktionsekvivalenten, på ett sådant sätt att kolinne- hållet inte når det innehåll som krävs för att undvika re- duktionsstagnation i den termiska reservzonen, vilket re- sulterar i en otillräcklig reduktionsutveckling.

I den föreliggande uppfinningen, för ändamålet att undvika reduktionsstagnationen i den termiska reservzonen i en masugn, är det en nödvändig betingelse att kolinnehållet hos råmaterialet skall falla i intervallet från inte mindre än 80% och inte mer än 120% av den teoretiska kolkvantite- ten som behövs för att reducera det reducerbara syret i järnmalmen (en kolreduktionsekvivalent = l). Med ett kolin- nehåll som överskrider 120% förblir kolet i det reducerade järnet och fungerar som ett reducerande medel eller en smältaccelerator i masugnen, men överflödigt kolinnehàll orsakar nedbrytning av krossningsstyrkan så att den övre Ü 528 193 060530 P1 “S25 Ohtnuh Elton: 0lltc0\P\002'\N92SOOOLOSOOSBILkøz-:igernd översättning (nlutlâreliggandcijztudoc SN Med anledning av detta baseras den ovan beskrivna teoretiska gränsen för kolinnehållet bestäms till att vara 120%. kolkavntiteten pà följande kemiska formler: Fe2O3 + 3C -+ 2Fe + 3CO Fe3O4 + 4C -> 2Fe + 4CO Så som beskrivits ovan är fördelen med den kolinne- hållande obrända pelleten i enlighet med föreliggande upp- finning sådan att kolinnehållet i den obrända pelleten rea- gerar med syret i järnmalmen så att den reducerande CO- gasen nygenereras från från det inre hos pelleten, för att tillsluta den yttre ytan hos pelleten, och således kan pel- leten undvika ekvilibriumgaskoncentrationen vid den omgi- vande temperaturen, nämligen den temperatur som den termis- ka reservzonen har. Å andra sidan är reaktionen mellan ko- let innehållet i den obrända pelleten och syret en direkt reduktionsreaktion, vilken är väldigt beroende av tempera- turen och kräver vanligtvis en temperatur på 900°C eller högre. Temperaturen i den termiska reservzonen i en masugn faller i intevallet från 900 till llOO°C. Verkan från den termiska reservzonen på den slutliga reducerbarheten under- söktes experimentellt och resultaten som erhölls visas i fig 3. ' Fig 3 visar reduktionskännetecknen för den obrända pelleten innehållande det kolhaltiga materialet, som obser- verats i temperaturintervallet från 900 till l0O0°C. Från resultaten som visas i fig 3, när temperaturen i den ter- _miska reservzonen i ugnen inte är lägre än 950°C, är reduk- tionsstagnationen låg och reduktionen utvecklas, medan när temperaturen i den termiska reservzonen i masugnen är 900°C, utvecklas inte den direkta reduktionsreaktionen mel- lan det innehållna kolet och syret tillräckligt, så att verkan av ekvilibriumgaskoncentrationen inte kan undvikas positivt vid temperaturen för den termiska reservzonen. De föreliggande uppfinnarna tillhandahåller den kolinnehâllan- de obrända pelleten, vari en väldigt reaktiv typ av kol 528 193 060530 ?:\$925 Ohklukl Iltlflt 0ff1cl\P\002'\PÅD250002_0500530_k6221§l1^lå åvirlitthing (llutflöreliäfllfiflÜJm-“C u' väljs som det innehâllna kolet, eller så innehàlls redan tidigare kokskol, plast, avfallshelpigment och liknande, som normalt bryts ned vid 300 till 500°C för att frambringa lätta metod kolväten, väte och CO i gasform, för att genomföra en för att undvika verkan av ekvilibriumgaskoncentratio- nen i den termiska reservzonen, som faller i temperaturom- på 900°C, i järnmalmen sker i en otillräcklig utsträckning. rådet där en direkt reduktion mellan kolet och syret Fig 4A visar förhållandet mellan reduktionstiden och~ reducerbarheten för en obränd pellet som blandats med ett kokskol, vilket har högt innehåll av flyktigt material, och en obränd pellet, som blandats med ett kokspulver, som inte har flyktigt materialinnehåll.

Fig 4B visar förhållandet mellan reduktionstiden och den atmosfäriska temperaturen och gaskoncentrationerna i den obrända pelleten som blandats med ett kokskol.

Såsom tydligt kan ses från dessa figurer nedbryts de kolvätebaserade reduktionsmedlen, såsom kokskol och liknan- de, från runt 400°C för att frambringa vätebaserade reduce- rande gaser, vilka styr det inre och ytan på den kolinne- hållande obrända pelleten, och således spelar de frambring- ade gaserna den alternativa rollen till den direkta reduk- tionsreaktionen mellan kolet och syret i järnmalmen, även i temperaturintervallet där den direkta reduktionen sker i en otillräcklig utsträckning, så att verkan av ekvilibrium- gaskoncentrationen vid temperaturen i den termiska reserv- zonen kan undvikas för att resultera den höga slutliga re- ducerbarheten. Med andra ord har man funnit att tillsatsen av sådana kolvätebaserade reduceringsmaterial som kokskol, plast, avfallshelpigment och liknande, är effektiv som en metod för att undvika reduktionsstagnation i temperaturin- tervallet från 900 till 950°C, där den direkta reduktions- reaktionen mellan kol och syre är inert.

Härefter ges en beskrivning nedan på en huvudsaklig nödvändighet för den föreliggande uppfinningen, nämligen ß 528 f193t 060530 P:\4925 Obtsukn html: 0H1co\1=\002'\M9250002__0600S30_kn:r1g0rnd åvezlittning (llutlözellggandflJtlndoc BH 12 att försäkra styrkan hos den kolinnehållande obrända pelle- ten.

En masugn är en motströms reaktionsugn, involverande en gas och ett laddat råmaterial. Råmaterialkvalitetsreg- leringen, med avseende på processtudien, utförs genom att experimentellt och empiriskt bestämma kvalitetregleringsin- dex för râmaterialet som laddats in i masugnen, genom att medta i beräkningen följande styrkor: den styrka som krävs av râmaterialet är sådan att den bör vara tillräcklig för att utstå behandlingen, vilken utförs innan den laddas in i masugnen, innefattande överföringsprocessen och kornstor- leksutväljningsprocessen; motstàndskraftsstyrkan mot av- skavning mot de rullande rörelserna och nermalning som sker då râmaterialet som laddas in i masugnen successivt kommer ner i den lägre delen av masugnen; och högtemperaturstyr- kan, som kan motstå skörheten hos mineralstrukturen för malmen, på grund av reduktionsutvecklingen och den termiska historien. Tillfälligtvis, precis som för kvalitetsregler- ingen av de konventionella obrända agglomererade malmerna, har kallkrossningsstyrkan reglerats med avseende på en nivå i storleksordningen 4900 kN/mz (ma).

De föreliggande uppfinnarna undersökte förbättrings- mätningarna som fokuserar på förbättringen av den snabbupp- hettande bristningsegenskapen hos den obrända agglomererade malmen i masugnen, då explosionen anses vara en stor svag- het hos den obrända agglomererade malmen, undersökte de konventionellt utförda styrketesterna för olika typer av råmaterial genom att ta en sintrad malm, en importerad bränd pellet och en importerad malm som jämförande råmate- rial, och studerade således tillvägagàngssättet för att förbättra den styrka som krävs för den kolinnehållande obrända agglomereratmalmen enligt den föreliggande uppfin- ningen. Sá som för ràmaterialmaterialstestmetoderna utför- des mätningarna för krossningsstyrkan, snabbupphettade bristningsegenskapen och krossningsstyrkan efter reduktion; 528 193 050530 P:\l!25 Ohtlukl Pltfiht 02i1cl\P\002'\Pl9250002_0G0053ILXQZIÅQOIIÅ Ovetlittllång lølutlñreligglndcl_kl.dnc lll beskrivning ges nedan för de individuella testmetoderna på råmaterialen.

Kall krossningsstyrkning: i överensstämmelse med JIS M8718 "the test method of crushing strength for iron ore pellet", appliceras den komprimerade laddningen på ett testprov med en förutbestämd hastighet av den trycksättande plattan, och laddningen mäts när testprovet bryts sönder.

Styrkeindexet representeras som laddningsvärdet per sektio- nell ytenhet. A Utvärdering av det snabbupphettningsbristningsuppför- andet: den snabba upphettningsbehandlingen utförs genom att lägga ett testprov i en elektrisk ugn, turen bestäms till ett förutbestämt värde (5 testprover ut- värderas under samma testbetingelser), och förekomsten av sprickbildning undersöks visuellt. för vilken tempera- Krossningsstyrka efter reduktion: för att testa ett prov som utsatts för reduktion under de förutbestämda re- duktionsbetingelserna appliceras en komprimerande laddning på ett sätt som liknar de i det ovan beskrivna kallkross- ningstestet, och laddningen mäts när testprovet bryts sön- der. Styrkeindexet representeras som laddningsvärdet per sektionell ytenhet.

Tumlingsstyrka: 500 g testprov laddas in i en tum- lingstunna, som roterar i 30 min med en hastighet på 900 varv per minut. Sedan sållas testprovet med en 3 mm sikt, och styrkeindexet representeras av -3 mm finmalmsförhållan- det.

Splittringsstyrka: i överensstämmelse med JIS M87l1 "the method of shatter test for sintered iron ore," läggs ett testprov på 10 till 19 mm i en testlåda på 20 i 0,2 kg, lådan släpps 16 gånger på"en 10 mm tjock järnplåt frán 2 m över järnpláten, sedan sållas testprovet med en 5 mm sikt, och styrkeindexet representeras av -5 mm finmalmsförhållan- det. 528 195 060530 PAUZS Ohtnuka htenl: Otflcowwbl'“49250002_0600530_kon-$garad översättning (s1ut!ó:o1lgg:nde)_fl-d°0 BN Det är nödvändigt att avsevärt öka innehållet av det innehállna kolet i den kolinnehållande obrända pelleten en- ligt den föreliggande uppfinningen, vari stältillverknings- damm används som råmaterial och kolreduktionsekvivalenten är enhetlig, och nedbrytningen av krossningsstyrkan förvän- tas att ske empiriskt; sáledes, som ett sätt att förbättra styrkan, framställdes och utvärderades en kolinnehällande obränd pellet, som innehöll portlandscements korttidshåll- fasthet i ett innehåll av 10% i stället för den konventio- nella åldringsbindemedlet bestående av Esment®, innehållen i ett innehåll på 5% och bränd kalk innehållen i ett inne- håll på 1% som en aktivator.

Mätningsresultaten för krossningsstyrkan och kross- ningsstyrka efter reduktion, och snabbupphettningsbrist- ningsegenskap visas i tabell 1 resp fig SA och SB. Fig 5A och SB visar förhållandet mellan den snabbt upphettade bristningsegenskapen och den förutbestämda temperaturen.

Krossningsstyrkan för den kolinnehállande obrända pelleten, innehållande det konventionellt använda bindemedlet, ligger på en lägre nivå jämfört med de för de andra råmaterialen för masugn, men krossningsstyrkan för den kolinnehållande obrända pelleten enligt den föreliggande uppfinningen, i vilken portlandcementkorttidshållfasthet använts i ett in- nehåll av 10%, förbättras så att den ligger på en hög nivå med avseende på krossningsstyrka jämfört med krossnings- styrkorna för de andra råmaterialen för masugn, vilket kan ses i tabell 1.

U 528 193 060530 P:\492S Ohtlukl Pltent 0I!1cI\P\002'\P49250002_0G005iíLkørti-qitld Üvetflittfiåny lllutlårcllggandi)_lll.døc Bli [TABELL 1] Kall kross- Krossningsstyr- ningsstyrka hos ka efter reduk- råmaterial för tion av råmate- masugn (i kN/m¿- rial för masugn enheter (kPa) ) (i kN/mz- enheter (kPa)) Kolinne- Esment® (5%) + hållande bränd kalk 4510 510 obrända (1%) pellets Cement med korttidshåll- 10590 1410 fasthet (10%) Konventio- Bränd pellet 23540 1030 nella rå- Sintrad malm 4810 470 material Allmän stycke- för masugn malm 10890 280 Tät styckemalm 20990 3090 Konventionell obränd pellet 4510 320 Ett råmaterial för masugn innehåller fukt i enlighet med hanteringsprocesserna som involveras i produktionspro- cessen och de andra processerna innan råmaterialet laddas in i masugnen, Vad beträffar en obränd agglomererad malm krävs speciellt lämpliga mängder vatten respektive i granu- lerings- och formningsprocesserna utvecklad tillsats av en cementbaserad åldringsbindemedel styrkan genom hydratise- ringssreaktion, och således är kristalliseringsvattnet och vidhäftande vatten rikligare än i andra råmaterial, så att det föreligger en svaghet i den dåliga snabbupphettande bristningsegenskapen i masugnen, vilken behöver förbättras på något sätt. I avseende på den ovan beskrivna testmetoden lades testprover med olika fuktinnehåll i den elektriska ugnen, vilken bibehölls vid respektive förutbestämda tempe- U 528 193 060530 P:\4925 Ohtsuka Patent. OiHcflPWOZ'\M9250002_0S0053DJwn-igazad àvnzflttntng (lluctöreliggandoLlmdnc m! raturer, vilka sträckte sig från 500 till 800°C, och före- komsten av den snabbupphettande bristningen utvärderades och utvärderingsresultaten som således erhölls visas i fig 5A och 5B. I dessa figurer betecknar O det fullgoda utvär- deringsresultatet, vari 5 testprover testades och inga pro- ver uppvisade snabbupphettad bristning, A betecknar resul- taten vari ett till fyra prover uppvisade snabb upphettande brisning och x betecknar resultatet vari samtliga 5 prover uppvisade snabbupphettad brisning.

Från resultaten från de ovan beskrivna testerna har det avslöjats att den konventionella pelleten Esment i 5% med en kolreduktionsekvivalent på 0,3, uppvisar snabb upp- hettande bristning för att splittras till och med när fukt- innehållet är l till 2%, under den snabbupphettade brist- ningsbetingelsen med temperaturen på 500°C. Å andra sidan befanns den kolinnehållande obrända pelleten enligt den fö- religgande uppfinningen, innehàllande portlandcement i ett innehåll av 10%, vara fullgod, dvs att den inte uppvisade snabbupphettad bristning, inte ens när fuktinnehållet var 4 till 5%, och under snabbupphettande bristningsbetingelse på 700°C eller högre.

Begripligt nog är orsaken till detta sådan att snabb- upphettande bristning på grund av den snabba förångningen av fukten vid en hög temperatur, grundläggs på grund av det faktum att det ökade kolinnehållet gjorde så att ångan med hög temperatur lätt försvann och pelletsubstratstyrkan för- bättrades genom att blanda i portlandcement med korttids- hàllfasthet; det har således avslöjats att undvikandet av snabbupphettande bristning i temperaturintervallet från 500 till 700°C, den viktiga och nödvändiga betingelsen för en kolinne- hållande obränd agglomererad malm. Resultaten som erhölls för krossningsstyrketestet, vilket utfördes efter reduk- tionstestet, visas dessutom i tabell l. Med utvecklande re- duktion sjunker krossningsstyrkan efter reduktion hos samt- som utförs av den föreliggande uppfinningen, är W U 528 193 060530 P:\4925 Ohtsuln Patent 02t$cs\1'\002'Vi925fl002_06005JOjorzigond óvorsñtcaing ínluetöteliggandeLfl-Il-dßß IN liga av de laddade ràmaterialen. Detta är ett resultat av verkningarna från fasvariation och den ökade porositeten i den reducerade strukturen. Resultaten som visas i tabell 1 erhölls efter 3 timmars reduktion av den reducerande gasen, vilket simulerar reduktionsbetingelsen i en masugn. I fal- let för den föreliggande uppfinningen, där portlandscement med korttidshållfasthet är innehållen i ett innehåll av %, är krossningsstyrkan efter reduktion inte på något sätt sämre än de för den sintrade malmen och importerade malmen.

Såsom beskrivits ovan innehåller den kolinnehållande obrända pelleten enligt den föreliggande uppfinningen kol i ett innehåll som motsvarar den teoretiska kolkvantiteten som krävs för att reducera järnmalm till metalliskt järn, och produceras genom att blanda i portlandcement med kort- tidshållfasthet i en mängd av 10% för att erhålla en rums- temperaturskrossningsstyrka på 7850 kN/H? (kPa) eller mer; och den således bildade pelleten enligt den föreliggande uppfinningen har bekräftats vara ett utmärkt råmaterial för masugn, vilket drastiskt kan förbättra både förhindringen av reduktionsstagnationen vid temperaturen i den termiska reservzonen i en masugn, och den snabbupphettande brist- ningen som anses vara en svaghet hos konventionella obrända agglomererade malmer.

[Utföringsform] Beskrivning görs nedan på framställningen av en kolinnehållande obränd pellet enligt metoden i den förelig- gande uppfinningen i en industriell skala, kvaliteten hos den produkt som således framställs och utvärderingen av produkten som använts i en masugn.

Kolinnehàllande obrända pellets har framställts, vil- ka blandats med de damm som genereras i ett järnverk och har olika nivåer av kolreducerande ekvivalentförhàllande.

Tabell 2 visar kompositionerna för råmaterialen. I fallet för nr 1 till nr 3 av råmaterialkompositionerna, varierar W U 528 193 060530 P:\4925 Obtluka Putin! O!flce\P\002'\NS250002_0600S30_korrigatan! åvernittning (alutförcllggmdcl_xl.døs Bl! blandningsmängden av masugnens första flygstoft från 10 till 30%, ten, för ändamålet att variera kolreduktionsekvivalen- och således framställdes de kolinnehållande obrända 1,0 Som bindemedel blandades portlandcement med korttidshàllfasthet i med ett innehåll av 10%, damålet att förbättra krossningsstyrkan och den snabbupp- pelleterna, vilka hade kolreduktionsekvivalenter 0,8, och respektive 1,2. för än- hettande bristningsegenskapen.

Fig 6 visar ett flödesschema som representerar den industriella produktionen av en en kolinnehållande obränd pellet. som framställts i den fö- Produktionen av pelleten, religgande uppfinningen gjordes enligt följande: råmateria- len som listats i råmaterialkompositionstabellen togs ut från respektive komponentkärl; råmaterialen fuktiggjordes, pulveriserades och knádades i en blöt kulkvarn för att be- reda en blandning; fukten i blandningen justerades med en mixer; blandningen granuliserades med hjälp Disc Pelletizer med en diameter på 6 mm för att framställa pellets på 5 till 15 mm i diameter. Dessa pellets härdades i 4 dagar i ett takbelagt härdningsområde; och sedan överfördes dessa pellets till ett råmaterialområde. För varje fall visas produktionsbetingelserna och aspekterna för obrunnen pel- let, innefattande produktionen (t/h), granuleringsutbytet och liknande i tabell 2. 528 193 060530 P:\492S Ohtluka Patent Olficflrwfli'\HBZSOOOZJIGOOSSLkozztgcxad övnnittning (flluttñzelâggandoLlmdoc m! [TABELL 2] Nummer 1 2 3 4 Första flygstoft från masugn 10 20 30 ~ Omvandlare damm finkorn 15 15 15 12 Omvandlare damm grovkorn 18 18 18 7 Sintringsdamm 29 19 9 35 Järnsand 18 18 18 35 Dehydratiserad kaka - _ “ 5 Esment - - - 5 Bränd kalk - - - 1 Cement med korttidshàllfasthet 10 10 10 - Granuleringsutbyte 97,6 92,9 92,9 93,5 Produktion (t/tim) 36,2 31,4 29,9 31,0 Anmärkningar Exempel enligt föreliggande Jämf. uppfinning exempel Screendensiteten hos råmaterialet sänktes genom att öka mängden av masugnens första flygstoft, och således sänktes produktionen och granuleringsutbytet, med produkti- viteten kunde bibehålla en hög nivå på 30 t/h. Variationen för rumstemperaturskrossningsstyrkan mot antalet härdnings- dagar visas i tabell 2; en tillfredsställande produkt kunde erhållas, vilken hade en 7-dagars styrka på 7850 kN/m2 (kPa) eller mer. För den kolinnehållande pelleten i exempel nr 2 (med masugns första flygstoftinnehåll på 20%), som hade en kolreduktionsekvivalent nära till enhetlig, visas testresultaten för tumlingsstyrkan som nötning delat med stötstyrkeindex, splittringsstyrka, snabbupphettningsbrist- ningsegenskap och temperaturprogrammerad reduktionstest med n-CO 30% i tabell 3; kolinnehållande obrända pellets kunde framställas, samtliga hade förmågan att uppnå syftet med den föreliggande uppfinningen. Masugnsdrift utfördes med en produkt enligt den föreliggande uppfinningen, som blandats i det laddade råmaterialet med ett innehåll av 10%, vilket resulterar i att en stabil drift bekräftades. 528 193 060530 D:\4925 Ohcsuka Patent 0ttica\P\002'\l>49250002_060053Lkon-tgend övezaittning (slutiñraläggaudoLnmdnc BI [TABELL 3] Tumlingsstyrka _Splittrings- Reducerbarhet (-3 mm %) (%) styrka (%) (-5 mm %) (%) exempel nr. 1, före- liggande uppf. 1,03 0,05 53,75 mxemepi nr. 2, före- liggande uppf. 1,84 0,67 470,80 Exempel nr 3, före- liggande uppf. 2,65 1,29 71, 89 Jämf. Ex nr 4 (kon- vamimwn.mmmm 7,10 5,43 30,10 pe11et> mnnfiamæm 2,46 7,90 26,90 swmspala 3,41 2,02 28,90 Konventionell Obränd pain 7,10 5,43 30,10 Såsom beskrivits ovan möjliggör kvalitetsförbättring- en enligt den föreliggande uppfinningen minskning av de konventionella inskränkningarna, vilka belagts på hopbland- ningen, så att áterloppet av damm i ett järnverk kan främ- jas, och att således sådana källor som järnmalm, kokskol och liknande effektivt kan användas. Pellets enligt den fö- religgande uppfinningen kan undvika reduktionsstagnation, vilket kan iakttas i den termiska reservzonen för den sint- rade malmen och liknande, som inte innehåller kol, och så- ledes blir reduktionsutvecklingen snabb och bränsleförhål- landet kan reduceras. Dessutom höjer den snabba utveckling- en av reduktionen metalliseringsförhållandet i masugnens cohesionszon, och pellets enligt den föreliggande uppfin- ningen har utmärkta högtemperaturskännetecken och kan bidra till att stabiliser masugnens permeabilitet. Produkterna från den föreliggande uppfinningen är råmaterialen, vilka innehåller de kolhaltiga materialen för reduktion, såsom 528 193 060530 P: \l925 Ohtluki Patent 02ficl\P\002'\PÅ9250002_0600530_kßII1§0rld ñvßtllttnlng lálntförtliggande)_ll.døc BN kokskol och liknande med ett innehåll av kolreduktionsekvivalenten, fina kolkorn i damm, CDQ-pulver, och kan således framställa järn utan att förbruka styckekokset i en masugn, för att således bidra till reduktionen av masugnens bräns- lekostnad.

Då många tydligen väldigt olika utföringsformer av den föreliggande uppfinningen kan göras utan att avvika från andemeningen och omfånget därav, så ska uppfinningen tolkas som att inte vara begränsad till de specifika utför- ingsformerna därav, förutom vad som definieras i kraven.

Claims (3)

10 15 20 25 30 35 528 193 ' 'Llggandfljllh dec BN 060530 :A025 ohnuxn luren: ofncnufioozwrn __oioo53o_'- * ' ' “ (- 22 PATENTKRÄV

1. En produktionsmetod för en kolinnehållande obränd pellet för masugn, k ä n n e t e c k n a d av att metoden innefattar: ett blandningssteg för att blanda järnoxid och kol- haltigt material, som innehåller kol med ett innehåll på 80 till 120% av den teoretiska kolkvantiteten som krävs för att reducera det reducerbara syret i järnoxiden för att bilda metalliskt järn; ett steg för tillsats av bindemedel vari cementbinde- medel med korttidshållfasthet tillsätts blandningen; ett steg för knådning och formning av blandningen med tillsatt cementbindemedel med korttidshållfasthet; och ett härdningssteg för härdning av den bildade bland- ningen för att framställa en kolinnehållande obränd pellet i ett omrâde vid atmosfär, för att utveckla en krossnings- styrka vid rumstemperatur mellan 7850 kN/m2(kPa) och 10590 kN/m? (kPa) genom hydratiseringsreaktion, vari, när den framställda pelleten används i en mas- ugn, den framställda pelleten kan förhindra splittring pà grund av snabb upphettning och reduktionsstagnation i en termisk reservzon i schaktet hos masugnen.

2. Produktionsmetoden för en kolinnehållande obränd pellet enligt krav 1, vari, som järnoxid, används järnmal- mer eller sintringsdamm, masugnsdamm och omvandlardamm, som innehåller järn som återvunnits från dammuppsamlare i ett järnverk.

3. Produktionsmetoden för en kolinnehållande obränd pellet enligt krav 1 eller 2, vari metoden ytterligare in- nefattar ett steg för att blanda järnoxiden, det kolhaltiga materialet och ett kokskol.