ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения технологической разработки.

Предназначен для производства окатышей, применяемых при выплавке чугуна в доменных печах или при получении губчатого железа в шахтных печах. При наличии в окатышах гематита в количестве 30-60 мас.% существенного окисления оксидного расплава при охлаждении в атмосфере, содержащей кислород, не происходит. Это упрощает технологию получения окатышей по сравнению с прототипом, так как позволяет полу­чать окатыши на высокопроизводительных обжиговых маши­нах без их специальной герметизации и использования дорого­стоящих бескислородных хладагентов (перегретый пар, очи­щенный азот и др.).

При содержании гематита более 60%, магнетита менее 20% не удается сохранить высокую прочность окатышей при восстановлении вследствие сильного разбухания гематита. Для сохранения высокой прочности при восстановлении окатышей, содержащих гематит в заявляемых пределах, необ­ходима стеклообразная шлаковая связка. Стекло образуется из достаточно жидкоподвижного расплава и имеет сравнитель­но высокую температуру начала восстановления (700-800°С). Вследствие этого окатыши со стеклообразной связкой восстанав­ливаются при температуре 700-800°С, когда связка размягчается и возникающие напряжения релаксируются. Соотношение между массовыми долями гематита и стекла определяется условием практически полного экранирования гематитовых зерен стеклом и подбирается экспериментально.

При отношении гематита к стеклу менее 3,0 количество по­следнего в окисленных окатышах (содержание гематита приближа­ется к верхнему пределу 60%) превышает 20%. Для получения ока­тышей с большим количеством стекла требуются высокие темпе­ратуры обжига или увеличение пустой породы в концентрате. Вос-становимость таких окатышей резко снижается.

При отношении гематита к стеклу более 3,3 содержание стекла при количестве гематита, приближающемся к нижнему пре­делу (30%), будет ниже 9%. Это возможно реализовать только при низких температурах и малом количестве расплава. Однако ока­тыши, полученные без интенсивного жидкофазного спекания, ма­лопрочны и сильно разрушаются при восстановлении.

Способ осуществляется следующим образом. Компоненты шихты (железорудный концентрат, флюс, связующее) дозируют для получения окатышей заданной основности, окомковывают и подвергают сушке, высокотемпературному обжигу при температу­ре 1200-1380°С и охлаждению известными способами. Изменения содержания в окатышах гематита, магнетита и стекла достигают путем изменения температур, скоростей нагрева и концентраций кислорода в технологических зонах или смешиванием в опреде­ленной пропорции магнетитового и гематитового концентратов.

Разработанные окатыши были получены из двух видов концентратов: качканарского титано-магнетитового и же­лезорудного концентрата месторождения Западный Каражал.

Последний получен путем гравитационно-магнитного обогаще­ния руды и содержит гематитовую (~60%) и магнетитовую (~40%) фракции.

Пример. Шихту для качканарских окатышей дозировали из титаномагнетитового концентрата - 91,2%, известняка - 7,8%, бентонита - 1,0%. Указанная шихтовка обеспечивала получение окатышей основностью 1,25ед. и fе _общ=59,0%. Компоненты сме­шивали, увлажняли до 8,5-9,0% и окомковывали в лабораторном барабанном окомковывателе. Обжиг проводили в лабораторной аглочаше, помещая окатыши слоем 300мм в пробник диаметром 100мм из жаропрочной проволоки, путем прососа продуктов сжи­гания природного газа в смеси воздуха и гелия, охлаждение вели охлажденными продуктами сжигания природного газа, которые получали в ложной чаше, не содержащей окатышей.

Наличие тугоплавких окислов магния и титана в качканар­ских окатышах позволяло вести обжиг верхней части слоя при 1350-1370°С, давая возможность регулировать соотношение руд­ных и шлаковых минералов путем окисления магнетита при по­догреве и диссоциации гематита при обжиге.

В нижней части слоя максимальная температура обжига ог­раничивалась стойкостью колосникового поля обжиговых тележек и не превышала 1200-1250°С. Содержание расплава в окатышах недостаточно для образования большого количества стекла и эк­ранирования рудных зерен. В связи с этим режимом термообра­ботки подбирался таким образом, чтобы окислительная атмосфера заменялась слабоокислительной при температурах нижнего слоя 400-600°С и скоростях нагрева 70-100°С/мин. При этих условиях окисление развито незначительно и не носит строго зонального характера. Слабоокислительная атмосфера (2-4% o ₂) при обжиге и охлаждении позволяет сохранять до 50% магнетита при мини­мальном содержании стекла и получать окатыши, слаборазру­шающиеся при восстановлении.

Таким образом, использование предлагаемых окатышей вза­мен известных позволит получить эффект в доменном пределе за счет повышения прочности и соответствующего снижения мелочи при загрузке.