SU1608226A1 - Способ восстановлени железа из окислов в жидкой шлаковой ванне - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к черной металлургии, а именно к производству жидкого железоуглеродистого металла. Целью изобретени   вл етс  повышение степени восстановлени  железа. Способ включает подачу железорудного концентрата (аглоруды), флюсов и угл , сжигание угл  в слое шлака подачей кислородсодержащего газа, дожигание выдел ющейс  окиси углерода и непрерывный выпуск жидких продуктов плавки. Интенсивность подачи угл  поддерживают в пределах 0,2-5,0 т/ч на 1 м² площади расплава. 8-50% угл  сжигают кислородом дуть . 3 табл.

Description

Изобретение относитс  к черной металлургии, а более конкретно к способам производства жидкого железоуглеродистого металла, и может быть использовано при получении металла пр мым восстановлением железорудного сырь .

Известен способ получени  металла из железосодержащих руд при восстановлении окислов углеродом в слое шлакового расплава и подогреве расплава с помощью подвода электроэнергии l .

Однако при этом процесс получаетс  сложньш и недостаточно полно используетс  энерги  отход щих газов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  способ восстановлени  окислов цветных и черных ме- таллов в жидкой ванне, включающий подачу железорудного концентрата или аглоруды, флюсов и угл , сжигание угл  в слое пшака подачей кислородсодержащего газа, дожигание вьщел ющей- с  окиси углерода и непрерьшный выпуск жидких продуктов плавки 21,

При этом способе продукты плавки раздел ютс  на слой плавлени , слой отстаивани  и слой, где происходит накопление металла. Барботаж ванны провод т кислородсодержащим газом, за счет которого окисл етс  часть угл , подаваемого в качестве восстановител  в шихту, при этом интенсивность барботажа составл ет 200 - 400 нм /ч и на 1 м горизонтального

О

00 го го

GD

3 . 160 сечени  ванны. Дл  снижени  расхода угл , отход пдае из ванны газы дожи

гают, обеспечива  возврат тепда в ванну, где оно расходуетс  на эндотермические реакции восстановител , Однако при известном техническом решении недостаточно высока  (80%) степень восстановлени  железа из окислов.

Целью изобретени   вл етс  повышение степени восстановлени  железа.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что при способе восстановлени  железа из окислов в жидкой шлаковой ванне, включающем подачу железорудного концентрата или аглоруды, флюсов и угл , сжигание угл  в слое шлака подачей кислородсодержащего газа,, дожигание выдел ющейс  окиси углерода и непрерывньй выпуск жидких продуктов плавки, интенсивность подачи угл  поддерживают в пределах 0,2- 5,0 т/ч на 1 м площади расплава, при этом кислородом дуть  сжигают 8-50% угл .

При предлагаемом способе реализуетс  пр мое восстановление железа и р да примесей, содержащихс  в железорудном концентрате, из окислов при контакте угл  со шлаком и науглероживание металла до требуемого предела„

Дл  увеличени  скорости массообме- на в ванну подаетс  кислородсодержащ дутье, за счет которого сжигаетс  часть угл . Протекание реакции образвани  СО обеспечивает, кроме того, дополнительную генерацию тепла в ванне .

Интенсивность подачи угл  в шлаковую ванну поддерживают в пределах 0,2-5,0 т/ч на 1 м площади сечени  ванны. При интенсивности подачи угл  менее 0,2 т/ч на 1 м скорость реакций восстановлени  оказываетс  недостаточной вследствие малой поверхности угл , контактирующей со шлаком Подача в ванну угл  с интенсивностью более 5 т/ч на 1 м площади ее сечени  приводит к возрастанию в зкости шлака вследствие увеличени  содержани  в нем дисперсной фазы угл , что приводит к ухудщению условий восстановлени  и возрастанию остаточного содержани  железа.

В табл. 1 приведены данные остаточного содержани  железа в шлаке пр Додаче угл  с различной интенсивностью .

Как видно из табл, 1, остаточное содержание железа в шлаке при подаче угл  с различной интенсивностью п инч сечени  ванна

тервале 0,2-5 т/ч

ны не превьш1ает 1 мас,%.

Таблица 1

5

5

Обеспечение оптимальных условий восстановлени  достигаетс  тем, что в ванну шлака подаетс  кислородсодержащее дутье, которое окисл ет 8-50% от общего количества угл , подаваемо- 30 го в ваннуо Уменьшение доли угл , схш- гаемого за счет кислорода дуть , ниже 8% ухудшает услови  коалесценции металлической взвеси и растворени  флюсов в шлаке вследствие ухудшени  мас- сообмена. При этом возрастает остаточное содержание железа в шлаке. Увеличение доли угл , сжигаемой за счет кислорода дуть ,приводит к росту вторичного окислени  капель металла в струе. При этом содержание железа в

35

40

45

шпаке возрастает.

В табл. 2 показана зависимость содержани  железа в шлаке от доли угл , сжигаемого за счет кислорода дуть .

Таблица 2

50

Дол  угл , сжигаемого за счет кислорода дуть , %

5160

Экстремальна  зависимость остаточного содержани  железа в ишаке от доли угл , сжигаемого за счет кислорода дуть , хорошо согласуетс  с изме- нени ми содержани  окислов железа в шпаках кислородно-конвертерного процесса .

Способ осуществл ют следующим образом ,

В печь заливают доменный шлак, после чего начинают подачу железорудного концентрата, извести и угл , одновременно барботиру  ванну техническим кислородом о Над ванной производитс  дожигание выдел ющихс  газов, дл  чего в шахту печи подаетс  технический кислород. При восстановлении окислов железа образуютс  шлак и металлический полупродукт.

Пример 1. В жидкую шлаковую ванну подаетс  железорудный концентрат состава, %: 65,8; FeO 20,8; МпО 0,05; SiO, 9,2; 0,18 CaO 0,78; MgO 0,72} окислы титана, натри , кали , марганца остальное, известь с 92% СаО, а также уголь с 74% С; 3,3% Н; 3,7% 0; 0,8% N и 0,4% В ванну подаетс  технический кислород , содержащий 95% О, а над ванной производитс  дожигание окиси углерода за счет подачи в шахту печи 450 мм /ч технического кислорода. Количество подаваемого углерода угл  составл ет 0,2 т/ч на 1 м площади ванны, причем 8% его сжигаетс  в ванне. Степень восстановлени  железа 96,5%.

Пример 2. Услови  плавки отличаютс  от изложенного в примере 1 тем, что количество окисл емого угле- рода кислородом дуть  составл ет 50%. Степень восстановлени  железа в металлический расплав 96,0%,

0

;

5

5 0

О

2Ь

И р и м е р 3. Услови  плавки отличаютс  от излоу.енных в примере 1 тем, что количество подаваемого углерода в шлаковую ванну составл ет 5 т/ч на

1м ее площади. Степень восстановлени  жрлеза в металлический расплав

97%.

Пример материального и топливного баланса плавки концентрата состава, мас,%: Fe 62; SiO 3,46; , 1,2; MgO 0,4; CaO 0,4; влага 5. В качестве восстановител  используетс  уголь состава, мас.%: С 74; Н 3,3; о 3,7; N 0,82; S Р 0,4; А 12,75; К 5,0; Qp 6690 ккал/кг.

Плавка ведетс  на полупродукт с содержанием углерода 2%, Мп 0,5% Si 0,5% и остальное железо, в качестве флюса дл  получени  шлака с CaO/SiOj. 1 используетс  известн к. Загрузка концентрата составл ет

2т/м. ч, угл  0,85 т/мЯч, известн ка 0,3 т/м.ч. В ванне печи сжигаетс  за счет подаваемого в ванну кислородсодержащего дуть  (95% Og) 33% от общего количества угл , подаваемого

:в ванну. Выход шпака 310 кг/т полупродукта . Полупродукт и шлак покидают плавильную зону с температурой 1650 С, газы после дожигани  имеют температуру 1800 С.

Расход угл  на восстановление составл ет 460 кг/т полупродукта (технологический уголь), 220 кг/т вводитс  в печь дл  компенсации тепловых затрат (знергетический уголь). Выход щие из ванны газы дожигаютс , а вьщел ю- щеес  при этом тепло возвращаетс  в ванну,

В табЛо 3 приведен тепловой баланс плавки на 1 т полупродукта.

ТаблицаЗ

16082268

Продолжение табл. 3

Теплопотери через кессоны

41,0

Остаточное содержание железа в шла- 5 ке 0,8 мас.% (табл. 1 и 3).

I

Технико-экономическа  эффективность предложенного способа заключаетс  в увеличении степени восстанов- 20 лени  железа в металлический расплав на 10-15%.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ восстановлени  железа из окислов в жидкой шлаковой ванне,

   Редактор О, Юрковецка 

   Техред Л.Олийнык

   Заказ 3596Тираж 501 Подписное

   ВНИИПИ Государственного комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113033, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. Д/5

   Производственно-издательский комбинат Патент, г.Ужгород, ул. Гагарина,101

   1,25

   3,4

   включающий подачу железорудного концентрата или аглоруды, флюсов и угл , сжигание угл  в слое шлака подачей кислородсодержащего газа, дожигание вьщел ющейс  окиси углерода и непрерывный вьтуск жидких продуктов плавки, отличающийс  тем, что, с делью повьш1ени  степени восстановлени  железа, интенсивность подачи угл  поддерживают в пределах 2,0 - 5,0 т/ч на 1 м плот ди расплава, при этом кислородом дуть  сжигают 8-50% угл .

   Корректор о. Кравцова