(54) СПОСОБ ВОССТАНОВЖНИЯ ОКИСЛОВ МЕТАЛЛОВ
Изобретение относитс к металлургии , в частности к пр мому получению металлов из их окислов, и может быть использовано дл производства губчатого железа, металлизованных окатышей или железного порошка. Известен способ восстановлени окислов металлов в реакторах с кип щим слоем, в котором необходимую тепловую энергию получают от индукционного нагрева. Способ предусматривает поддержание удельного сопротивлени сло в пределах см/м Частоту тока подбирают в зависимости от минимального диаметра сло и его удельного сопротивлени таким образом , чтобы отношение между диаметром сло и глубиной проникани электромагнитного пол бьшо в пределах 0,21 ,5. Часть необходимого тепла получа ют от сжигани в реакторе топлива. Исходным материалом служит руда фрак ции меньше 10 мм или пиритные orapKH Восстановительный газ, состо щий из СО и HCL подбирают так, чтобы отношени СО/СО/ и бьти достаточны дл восстановлени железа при 800ЮОО С 1. Основным недостатком способа вл етс низкое удельное сопротивление сло , сложность в подаче восстановительного газа, св занна с поддержанием частиц материала во взвешенном состо нии в процессе их восстановлени и слипани между собой и, кроме этого, большой расход электроэнергии и низкий КПД ее использовани непосредственно дл процесса восстановлени окислов металла. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому вл етс способ восстановлени окислов металлов с использованием индукционного нагрева, включающий окомкование руДного сырь с углеродсодержащим и св зующим материалами , сушку гранул, непрерьшную загрузку , восстановление, выгрузку в герметичный охлаждающий объем. Приче полученные брикеты сначала нагревают в печи до 180-300 с дл удалени вла ги и летучих и обжигают в следующей печи при 1000°С, При этом углерод св зки взаимодействует с окислами концентрата и восстанавливает их до металла в виде измельченного продукта , который спекаетс с уменьшением объема брикетов до 50% их прежнего объема. Обожженные брикеты загружа- ют в следующую, третью по счету печь обогреваемую с помощью индукторов в форме колец, где брикеты нагревают до 1 200-1 2. Недостаток такого способа заключаетс в том, что в индукционную печь загружают предвосстановленные брикеты с уменьшенньм объемом, т.е. процесс восстановлени окислов металла разделен на два этапа. Это значительно снижает производительность установок удорожает их обслуживание. Цель изобретени - интенсификаци процесса восстановлени и получение однородного прО|Цукта по сечению сло Поставленна цель достигаетс тем что в .способе восстановлени окислов металлов с использованием индукционного нагрева, включающего окомкование рудного сырь с углеродсодержащим и св зующим веществами сушку гранул, загрузку, восстановление, выгрузку в герметичный охлажданвдий объем, заключаетс в том, что отношение объема восстаиовленчого материала и зоны восстановлени составл ет (0, Ч),50):4, а восстановление ведут с перепадом температур от центра к периферии в верхнем горизонте зоны восстановлени в пределах 900-1ZOO C, Сущность предлагаемого способа заключаетс ,в том, что поддержание восстановленного материала к .объему зоны восстановлени в отмеченных соотношени х дает возможность повысить степень использовани электрической энергии как за счет теплоотдачи от восстановленных гранул к восстанавли ваемым, так и за счет повьш1ени удель ного сопротивлени восстановленных гранул, и следововательно, их температуры , величина которой определ ет и передачу тепла на стенки реактора. Таким образом, вновь загружаемые гра нулы подвергаютс интенсивному нагре ву теплом отход щих газов, восстанов ленного материала и по периферии теплом от стен реактора. 4 Вследствие этого при указанном соотношении ниже 0,15 приводит процесс к тому, что восстанавливаемый объем материала получает тепла значительно меньше дл интенсивного восстановлени окислов. Процесс восстановлени в этом случае замедлен, так как температура гранул составл ет 400-550°С в течение 25-35% времени нахождени их в зоне восстановлени вместо 1020% . Кроме того, незначительный объем восстановленного материала резко снижает и скорость теплопередачи, а значит количество теппа передаваемого восстанавливаемымгранулам. Аналогичное происходит и в получении тепла от стен реактора, таким образом замедл етс диссоциаци окислов железа и процесс восстановлени в целом. Повышение отношени объема восстаовленного материала к объему зоны восстановлени более 0,50 предусматривает резкое увеличение степени теплопередачи восстанавливаемым гранулам До отмеченным стать м« а это способствует значительным температурным изменени м по сечению сло , вызванным переоплавлением как восстановленно- . го материала так и восстанавливаемых гранул и, следовательно получению неоднородного продукта по сечению сло , перерасходу электрической энергии и снижению производительности агрегата. Регулировка отношений объема восстановленного материала к объему зоны восстановлени в пределах (.0,15-0,50): должна соответствовать температурам восстанавливаемых гранул в реакторе в пределах 900-1200 0, Снижение температуры свидетельствует о том, что скорость выгрузки готового материала превьш1дет скорость теплопередачи и нагрева и приводит к нарушению установленного теплообмена между твердыми и газообразными компонентами . Превышение ее за указанный предел не дает возможности получить рйвномерньй по сечению сло состав материала при соотношении объема восстановленного материала к объему зоны восстановлени 0,5, а по нижнему их соотношению - интенсифицировать процесс в осе тановленй . Примеры осуществлени предлагаемого способа восстановлени окислов металлов представлены в таблице, Восстановлению подвергаютс рудноугольные окатыши диаметром 10-20 мм идгмагнетитового концентрата (70,5%
Fe j ) и антрацита (золы 6,8%, летучих 2,8%, серы 1,86%) крупностью менее 0,1 мм. Св зкой служитраствор сульфитно-спиртовой барды. Высушенные окатыши загружают в зону восстановлени , причем одновременно столб материалов опускают так, чтобы полностью восстановленный продукт (железна губка) частично уходил из .
767246
зоны восстановлени . В таблице при . ведены величины объема восстановленных материалов по отношению к зоне восстановлени до опускани столба 5 материалов - максимальное значение, и после опускани столба - минимальное . Температура восстанавливаемых материалов измер етс снаружи оптическим пирометром.