RU2625362C2 - Способ получения агломерата восстановленного железа - Google Patents
Способ получения агломерата восстановленного железа Download PDFInfo
- Publication number
- RU2625362C2 RU2625362C2 RU2015140832A RU2015140832A RU2625362C2 RU 2625362 C2 RU2625362 C2 RU 2625362C2 RU 2015140832 A RU2015140832 A RU 2015140832A RU 2015140832 A RU2015140832 A RU 2015140832A RU 2625362 C2 RU2625362 C2 RU 2625362C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- agglomerate
- melting temperature
- temperature controller
- iron
- less
- Prior art date
Links
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 108
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 21
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 96
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 96
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 75
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 66
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 62
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 31
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 28
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 claims abstract description 21
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L calcium difluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 21
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- 239000006028 limestone Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000010436 fluorite Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 claims abstract description 18
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 21
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 238000004581 coalescence Methods 0.000 abstract 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 238000003303 reheating Methods 0.000 abstract 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 31
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 18
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 8
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 8
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 7
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 6
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 5
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 4
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 4
- 235000012255 calcium oxide Nutrition 0.000 description 4
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 description 4
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 4
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 4
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 241000209140 Triticum Species 0.000 description 3
- 235000021307 Triticum Nutrition 0.000 description 3
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 3
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 3
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 3
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 3
- RHZUVFJBSILHOK-UHFFFAOYSA-N anthracen-1-ylmethanolate Chemical compound C1=CC=C2C=C3C(C[O-])=CC=CC3=CC2=C1 RHZUVFJBSILHOK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003830 anthracite Substances 0.000 description 2
- 229910001634 calcium fluoride Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 229920002261 Corn starch Polymers 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000008120 corn starch Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 235000013601 eggs Nutrition 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 238000006263 metalation reaction Methods 0.000 description 1
- -1 natural ore Substances 0.000 description 1
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 1
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 239000010878 waste rock Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
- C21B13/10—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes in hearth-type furnaces
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
- C21B13/008—Use of special additives or fluxing agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
- C21B13/10—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes in hearth-type furnaces
- C21B13/105—Rotary hearth-type furnaces
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Manufacture Of Iron (AREA)
Abstract
Изобретение относится к получению агломерата восстановленного железа. На под нагревательной печи с подвижным подом вводят агломерат, содержащий материал, содержащий оксид железа, углеродный восстановитель, регулятор температуры плавления, материал, ускоряющий действие регулятора температуры плавления, и связующее. Агломерат нагревают для восстановления оксида железа в агломерате и расплавляют образующийся продукт путем дополнительного нагревания для коалесценции железной составляющей. При этом используют агломерат, содержащий регулятор температуры плавления, который имеет средний размер частиц 0,3 мм или менее и в котором содержание частиц с диаметром 0,5 мм или менее составляет 55% по массе или более. Регулятором температуры плавления является, в частности, доломит или известняк, а материалом, ускоряющим действие регулятора температуры плавления, – флюорит. Изобретение позволяет улучшить выход агломерата восстановленного железа, имеющего большой диаметр частиц, и уменьшить время его производства. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 8 табл., 2 пр.
Description
Область техники
Настоящее изобретение относится к способу получения агломерата восстановленного железа. Способ включает в себя введение агломерата, изготовленного из смеси, содержащей материал, содержащий оксид железа, и углеродный восстановитель, на под нагревательной печи с подвижным подом, и нагревание агломерата для восстановления и расплавления оксида железа в агломерате.
Предпосылки создания изобретения
Был разработан следующий способ: способ изготовления железа прямого восстановления для получения компактного (включающего гранулированное) металлического железа (восстановленного железа) из смеси, содержащей источник оксида железа (в дальнейшем в этом документе называемый как ″материал, содержащий оксид железа″ в некоторых случаях), такой как железная руда, и углеродсодержащий восстановитель (в дальнейшем в этом документе называемый как ″углеродный восстановитель″ в некоторых случаях). В способе изготовления железа компактное металлическое железо (агломерат восстановленного железа) получают таким способом, что агломерат, образованный из смеси, вводят на под нагревательной печи с подвижным подом, и нагревают с помощью теплопередачи в газовом потоке или теплоты излучения в нагревательной печи, используя нагревательную горелку, оксид железа в агломерате, таким образом, восстанавливается углеродным восстановителем, а полученное восстановленное железо потом науглероживается, плавится и агломерируется, отделяясь от совместно производящегося шлака, и затем затвердевает при охлаждении.
Способ изготовления железа не требует крупномасштабного оборудования, такого как домна, и является очень гибким в смысле источников из-за того, что нет нужды в коксе. Поэтому, в последние годы способ изготовления железа все больше и больше исследовали для практического использования. Однако для промышленного применения способ изготовления железа нуждается в дополнительном улучшении эксплуатационной стабильности, безопасности, экономической эффективности, качества гранулированного железа (продукта), производительности и подобного.
В частности, при производстве агломератов восстановленного железа желательно, чтобы выход агломерата восстановленного железа с большим размером частиц увеличивался, а время его производства уменьшалось. Что касается такой технологии, например, Патентная литература 1 предлагает ″способ получения гранулированного металла, включающий в себя нагревание исходного материала, содержащего материал, содержащее оксид металла, и углеродный восстановитель, чтобы восстанавливать оксид металла в исходном материале, нагревание полученного металла для расплавления металла и агломерирование расплавленного металла, наряду с тем, что расплавленный металл отделяется от одновременно производимого шлака, причем ускоритель шлакоотделения (агломерации) для одновременно производимого шлака примешан в исходный материал″.
В этом способе примешивают ускоритель шлакоотделения (например, флюорит). Поэтому, можно ожидать, что гранулированный металл с большим диаметром частиц может быть получен с относительно высоким выходом продукта. Однако, в этом способе эффект улучшения достигает предельной величины, хотя желательно дополнительное его увеличение.
Список ссылок на патентную литературу
PTL 1 Публикация японской нерассмотренной патентной заявки № 2003-73722
Сущность изобретения
Техническая проблема
Настоящее изобретение было создано исходя из вышеприведенных обстоятельств. Целью настоящего изобретения является обеспечение способа производства, который повышает производительность путем увеличения выхода агломерата восстановленного железа с большим диаметром частиц и путем уменьшения времени его производства в случае, когда агломерат восстановленного железа производят таким способом, что агломерат, изготовленный из смеси, содержащей, по меньшей мере, материал, содержащий оксид железа, и углеродный восстановитель, нагревают в печи с подвижным подом, и оксид железа в агломерате восстанавливается и расплавляется.
Решение проблемы
Способ получения агломерата восстановленного железа согласно настоящему изобретению делает возможным решение вышеприведенной проблемы и состоит в следующем: способ включает в себя введение агломерата содержащего материал, содержащий оксид железа, углеродный восстановитель, регулятор температуры плавления, а также вспомогательный материал для регулятора температуры плавления на под нагревательной печи с подвижным подом; нагревание агломерата для восстановления оксида железа в агломерате; и плавление получающегося продукта путем дополнительного нагревания для коалесценции железной составляющей, при том используют агломерат, содержащий регулятор температуры плавления, который имеет средний диаметр частиц 0,3 мм или менее и в котором содержание частиц с диаметром 0,5 мм или менее составляет 55% по массе или более.
В способе согласно настоящему изобретению, регулятором температуры плавления (одним, действующим непосредственно на компонент пустой породы) является, в частности, по меньшей мере, одно из доломита и известняка. Вспомогательным материалом (ускоряющим действие регулятора температуры плавления) является, в частности, флюорит (материал, содержащее фторид кальция).
В способе регулятор температуры плавления находится в центральной части агломерата и, предпочтительно, чтобы средний диаметр частиц регулятора температуры плавления составлял 0,3 мм или менее, и содержание частиц с диаметром 0,5 мм или менее в регуляторе температуры плавления составляло 55% по массе или более. В этом случае, средний диаметр частиц регулятора температуры плавления, который находится в центральной части, может быть соответственно скорректирован в зависимости от типа регулятора температуры плавления.
Другим способом, делающим возможным решение вышеприведенной проблемы, согласно настоящему изобретению является способ получения агломерата восстановленного железа. Этот способ включает в себя введение агломерата, содержащего материал, содержащий оксид железа, углеродный восстановитель, регулятор температуры плавления, а также вспомогательный материал для регулятора температуры плавления, на под нагревательной печи с подвижным подом; нагревание агломерата для восстановления оксида железа в агломерате; и плавление получающегося продукта путем дополнительного нагревания для коалесценции железной составляющей, причем используют агломерат, содержащий вспомогательный материал для регулятора температуры плавления, при этом вспомогательный материал имеет средний диаметр частиц 90 мкм или менее, причем содержание частиц с диаметром 50 мкм или менее во вспомогательном материале составляет 35% по массе или более.
В этом способе регулятором температуры плавления также является, в частности, по меньшей мере, одно из доломита и известняка. Вспомогательным материалом для регулятора температуры плавления является, в частности, флюорит (материал, содержащее фторид кальция).
Преимущественные эффекты изобретения
Согласно настоящему изобретению агломерат восстановленного железа производят таким способом, что агломерат, изготовленный из смеси, содержащей, по меньшей мере, материал, содержащий оксид железа, углеродный восстановитель, регулятор температуры плавления, а также вспомогательный материал для регулятора температуры плавления, вводят на под нагревательной печи с подвижным подом; агломерат нагревают так, что оксид железа в агломерате восстанавливается; получающийся продукт плавится путем дополнительного нагревания так, что железный компонент коалесцирует. Выход агломерата восстановленного железа с большим размером частиц увеличивается, и время его получения уменьшается таким способом, что средний диаметр частиц регулятора температуры плавления уменьшают таким способом, что средний диаметр частиц регулятора температуры плавления уменьшается, и содержание частиц с заданным диаметром в регуляторе температуры плавления соответственно регулируется, или таким способом, что средний диаметр частиц вспомогательного материала для регулятора температуры плавления уменьшают, и содержание частиц с заданным диаметром во вспомогательном веществе соответственно регулируется. Это дает возможность повышать производительность.
Описание вариантов осуществления
Для того чтобы образовать агломерат из смеси, содержащей материал, содержащий оксид железа, углеродный восстановитель, регулятор температуры плавления, а также вспомогательный материал для регулятора температуры плавления, являющиеся компонентами сырьевого материала (в дальнейшем в этом документе называемыми "компоненты"), используемыми для получения агломерата восстановленного железа, и регулятор температуры плавления и вспомогательный материал для регулятора температуры плавления правильно измельчаются в частицы с соответствующим размером. Однако влияние размера (среднего диаметра частиц) этих компонентов на выход или производительность получения агломерата восстановленного железа не принимали во внимание. Считалось, что измельчение этих компонентов в чрезмерно мелкие частицы вызывает дисперсию этих компонентов, предотвращает агломерацию восстановленного железа, и, следовательно, уменьшает производительность.
Для достижения вышеупомянутой цели авторы изобретения провели исследования под разными углами. В частности, авторы изобретения исследовали влияние среднего диаметра частиц или гранулометрического состава (содержание частиц с заданным диаметром) этих компонентов на выход и производительность производства восстановленного железа. В результате, авторы обнаружили, что вышеприведенная цель хорошо достигается, если средний диаметр частиц регулятора температуры плавления или вспомогательного материала для регулятора температуры плавления уменьшают, а содержание частиц с заданным диаметром соответственно регулируется, тем самым завершая настоящее изобретение.
В настоящем изобретении необходимо, чтобы средний диаметр частиц регулятора температуры плавления, содержащегося в агломерате, составлял 0,3 мм или менее, а содержание (доля от всего регулятора температуры плавления) частиц с диаметром 0,5 мм или менее в регуляторе температуры плавления составляло 55% по массе или более. Альтернативно, необходимо, чтобы средний диаметр частиц вспомогательного материала для вспомогательного материала регулятора температуры плавления, содержащегося в агломерате, составлял 90 мкм или менее, а содержание (доля от всего вспомогательного материала для регулятора температуры плавления) частиц с диаметром 50 мкм или менее во вспомогательном веществе составляло 35% по массе или более. Между прочим, термин "средний диаметр частиц", используемый в этом описании, относится к диаметру частиц (в дальнейшем в этом документе называемом "D50" в некоторых случаях), когда число частиц соответствует 50% по массе (суммарная величина составляет 50% по массе), как рассчитано из наименьшего размера частиц. Использование тонкоизмельченного регулятора температуры плавления или тонкоизмельченного вспомогательного материала для регулятора температуры плавления, чтобы образовать агломерат, увеличивает выход и производительность производства агломерата восстановленного железа. Причина этого может быть выведена, как описано ниже.
Агломерат восстанавливается и плавится при высокой температуре 1200°C-1500°C. В первоначальной стадии реакции восстановления, реакция протекает через прямой контакт материала, содержащего оксид железа, с углеродным восстановителем. Измельчение регулятора температуры плавления, такого как известняк или доломит, или вспомогательный материал, для регулятора температуры плавления, такой как флюорит, в мелкие частицы уменьшает расстояние между компонентом пустой породы, содержащимся в материале, содержащем оксид железа, и поверхностью регулятора температуры плавления или вспомогательного материала для регулятора температуры плавления (повышает вероятность присутствия компонента пустой породы близко к поверхности регулятора температуры плавления или вспомогательного материала для регулятора температуры плавления), и вряд ли предотвращает агрегацию агломерата восстановленного железа (в дальнейшем в этом документе называемого как "гранулированное железо" в некоторых случаях), потому что компонент пустой породы возможно приходит в контакт с регулятором температуры плавления или вспомогательным материалом для регулятора температуры плавления для получения расплава. То есть, возможно, что могут иметь место явления, полностью противоположные общепризнанному выводу.
Для того чтобы эффективно проявлялся такой эффект, регулятор температуры плавления, который имеет средний диаметр частиц 0,3 мм или менее и в котором содержание частиц с диаметром 0,5 мм или менее составляет 55% по массе или более, необходимо использовать для образования агломерата. Альтернативно, вспомогательный материал для регулятора температуры плавления необходимо использовать для образования агломерата, причем вспомогательный материал имеет средний диаметр частиц 90 мкм или менее, причем содержание частиц с диаметром 50 мкм или менее составляет 35% по массе или более. Между прочим, содержание частиц с диаметром 0,5 мм или менее в регуляторе температуры плавления составляет предпочтительно 60% по массе или более, и более предпочтительно 65% по массе или более (может быть 100% по массе). Содержание частиц с диаметром 50 мкм или менее во вспомогательном материале для регулятора температуры плавления составляет предпочтительно 40% по массе или более и более предпочтительно 45% по массе или более (может быть 100% по массе).
В настоящем изобретении материалом, содержащим оксид железа, может быть железистый песок, остаток очистки цветных металлов или подобное. Углеродным восстановителем может быть, например, углеродсодержащий материал, такой как уголь или кокс.
Агломерат может содержать другой компонент, такой как связующее, материал, содержащий MgO, или материал, содержащий CaO. Связующим может быть, например, полисахарид (например, крахмал, такой как кукурузный крахмал, рисовая мука или пшеничная мука). MgO-содержащий материал может быть, например, порошком MgO, природной рудой, Mg-содержащим материалом, экстрагированным из морской воды, карбонатом магния (MgCO3) или подобное. Материалом, содержащим CaO, может быть, например, негашеная известь (CaO) или подобное.
Форма агломерата конкретно не ограничивается и может быть, например, гранулированной формой или брикетированной формой или подобным. Размер агломерата конкретно не ограничивается. Диаметр (максимальный диаметр) агломерата составляет предпочтительно 50 мм или менее. Чрезмерное увеличение диаметра агломерата снижает эффективность гранулирования и также ослабляет передачу тепла к нижней части гранулы для уменьшения продуктивности. Между прочим, нижний предел диаметра агломерата составляет примерно 5 мм.
Весь регулятор температуры плавления в агломерате не нужно измельчать. Часть (например, 10% по массе или более) используемого регулятора температуры плавления может удовлетворять заданным требованиям (средний диаметр частиц составляет 0,3 мм или менее и содержание частиц с диаметром 0,5 мм или менее составляет 55% по массе или более). Формой, удовлетворяющей таким требованиям является, например, присутствие тонкоизмельченного регулятора температуры плавления только в, по меньшей мере, центральной части агломерата. То есть, когда агломерат нагревается снаружи, то повышение температуры в центральной части агломерата является медленным по сравнению с его периферией, и реакция в центральной части является тоже медленной. Для того чтобы подавить это явление, эффективным является тонкое измельчение регулятора температуры плавления, присутствующего в центральной части агломерата. Между прочим, термин "центральная часть" относится к части, изменяющейся от центра сферы к месту, удовлетворяющему вышеупомянутому содержанию (часть снаружи места называется "периферийная часть"), когда агломерат имеет, например, сферическую форму (сухой окатыш, описанный ниже).
Когда тонкоизмельченный регулятор температуры плавления присутствует, по меньшей мере, в центральной части агломерата, это является основной формой, в которой присутствует тонкоизмельченный регулятор температуры плавления только в центральной части агломерата, как описано в настоящем изобретении, и регулятор температуры плавления с обычным средним диаметром частиц (не тонкоизмельченных) присутствует в периферийной части. Случай, когда весь используемый регулятор температуры отвечает требованиям, описанным в настоящем изобретении, включен в варианты осуществления настоящего изобретения.
Настоящее изобретение дополнительно описано ниже подробно со ссылкой на примеры. Примеры не ограничивают настоящее изобретение. Подходящие изменения могут быть сделаны в рамках объема, легко приспосабливаемые к сущности, описанной выше и ниже, и включены в технический объем настоящего изобретения.
Эта заявка испрашивает приоритет японской патентной заявки № 2013-039421, поданной 28 февраля 2013 г. Полное содержание японской патентной заявки № 2013-039421, поданной 28 февраля 2013 г. включено в настоящее описание посредством этой ссылки.
Примеры
(Пример 1)
Агломерат готовили из смеси, содержащей материал, содержащий оксид железа, углеродный восстановитель, регуляторы температуры плавления, вспомогательный материал для регуляторов температуры плавления, а также связующее. Агломерат вводили на под нагревательной печи с подвижным подом и нагревали. Оксид железа в агломерате восстанавливался и плавился, таким образом, получали агломерат восстановленного железа (гранулированное восстановленное железо).
Использованным материалом, содержащим оксид железа, была железная руда, имеющая состав, показанный в таблице 1 ниже. Использованным углеродным восстановителем был уголь, имеющий состав, показанный в таблице 2 ниже. Использованными регуляторами температуры плавления были известняк, имеющий состав, показанный в таблице 3 ниже, и доломит, имеющий состав, показанный в таблице 4 ниже. Использованным вспомогательным материалом для регуляторов температуры плавления был флюорит, имеющий состав, показанный в таблице 5 ниже. Агломераты получали путем варьирования среднего диаметра частиц (D50) и гранулометрического состава (содержания частиц с заданным диаметром) каждого из регуляторов температуры плавления и вспомогательного материала для регуляторов температуры плавления (таблица 7 ниже). В частности, использованную в качестве связующего пшеничную муку, смешивали с каждой из смесей, содержащих регуляторы температуры плавления (известняк и доломит) и вспомогательный материал (флюорит) для регуляторов температуры плавления, причем регуляторы температуры плавления и вспомогательный материал отличаются по среднему диаметру частиц и гранулометрическому составу при соотношении компонентов смеси, показанном в таблице 6 ниже. Добавляли соответственное количество воды к каждой из смесей с последующим получением сырых гранул с диаметром 0,19 мм, используя установку для гранулирования типа шинного. Полученные сырые гранулы вводили в сушилку и нагревали при 180°C в течение одного часа, так чтобы содержащаяся вода полностью удалилась, посредством чего были приготовлены гранулообразные скопления (сферические сухие окатыши).
| Таблица 1 | ||||||
| Состав железной руды (% масс.) | ||||||
| Feобщ. | FeO | SiO2 | CaO | Al2O3 | MgO | S |
| 66,62 | 0,12 | 2,24 | 0,07 | 0,96 | 0,03 | 0,008 |
| Таблица 2 | |||
| Состав угля (% масс.) | |||
| Связанный углерод | Летучие | Зола | Всего |
| 79,5 | 15,97 | 4,53 | 100 |
| Таблица 3 | ||||
| Состав известняка (% масс.) | ||||
| SiO2 | CaO | Al2O3 | MgO | S |
| 0,16 | 55,59 | 0,22 | 0,26 | <0,001 |
| Таблица 4 | ||||
| Состав доломита (% масс.) | ||||
| SiO2 | CaO | Al2O3 | MgO | S |
| 0,84 | 30,0 | 0,28 | 20,44 | 0,062 |
| Таблица 5 | ||||
| Состав флюорита (% масс.) | ||||
| SiO2 | Caобщ | Al2O3 | MgO | F |
| 10,58 | 44,01 | 1,36 | 0,1 | 43,63 |
| Таблица 6 | ||||||
| Соотношение компонентов смеси (% масс.) | ||||||
| Железная руда | Уголь | Известняк | Доломит | Флюорит | Связующее | Всего |
| 75,05 | 18,0 | 2,9 | 2,35 | 0,8 | 0,9 | 100,00 |
Сухие окатыши вводили в восстановительную нагревательную печь с подвижным подом, в которую насыпали углеродный материал (антрацит с максимальным диаметром частиц 2 мм или менее) и нагревали при 1450°C в атмосфере азота с последующим измерением времени (времени реакции), необходимого для восстановления и плавления.
Результаты показаны в таблице 7 вместе со средним диаметром частиц и гранулометрическим составом использованных компонентов (железной руды, угля, известняка, доломита, а также флюорита), (что касается железной руды, то средний диаметр ее частиц только показан, и такой же используется в дальнейшем в этом документе). Основные свойства (такие как кажущаяся плотность и аналитические данные для сухих окатышей) сухих окатышей тоже показаны в таблице 7. Метод измерения и стандарты для основных компонентов среди компонентов, показанных в таблице 7, являются такими, как описано ниже.
(Производительность (индекс производительности))
Производительность, когда гранулированное восстановленное железо получают таким способом, что сухие окатыши нагревают, и оксид железа восстанавливается и расплавляется, оценивают посредством производства (тонн) гранулированного восстановленного железа на площадь пода (м2) в единицу времени (час), как представлено следующим уравнением (1):
Производительность (тонны/м2/час) = Производительность по гранулированному восстановленному железе (тонны/час)/площадь пода (м2) (1).
В уравнении (1) производительность по гранулированному восстановленному железу представлена следующим уравнением (2):
Производительность по гранулированному восстановленному железу (тонны гранулированного восстановленного железа/час) = количество введенных агломератов (сухих окатышей) (тонна агломерата/час) × масса гранулированного восстановленного железа, полученного из тонны агломератов (тонна гранулированного восстановленного железа/тонна агломерата) × выход годного (2).
В уравнении (2) скорость получения продукции рассчитывают как отношение масс [% масс. +3,35 мм гранулированного железа/количество % гранулированного восстановленного железа × 100(%)] гранулированного восстановленного железа с диаметром 3,35 или более к количеству полученного гранулированного восстановленного железа (показано как ″выход +3,35 мм гранулированного железа (%)″ в таблице 7. В таблице 7, для того чтобы количественно оценить эффекты настоящего изобретения, скопления (сухие окатыши) эксперимента №1 используют в качестве стандартных скоплений, и производительность, когда используются другие скопления, выражается как относительная величина (индекс производительности) на основе того, что производительность, когда используют стандартные агломераты, составляет 1,00.
| Таблица 7 | |||||
| Эксперимент № | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Средний диаметр частиц (D50) | |||||
| Железная руда (мкм) | 37 | 37 | 37 | 37 | 37 |
| Уголь (мкм) | 21 | 21 | 21 | 21 | 21 |
| Известняк (мкм) | 1102 | 276 | 1102 | 1102 | 1102 |
| Доломит (мкм) | 1155 | 1155 | 204 | 99 | 1155 |
| Флюорит (мкм) | 103 | 103 | 103 | 103 | 85 |
| Содержание -500 мкм в известняке (%масс.) | 22 | 59 | 22 | 22 | 22 |
| Содержание -500 мкм в доломите (%масс.) | 20 | 20 | 63 | 81 | 20 |
| Содержание -50 мкм в известняке (%масс.) | 34 | 34 | 34 | 34 | 38 |
| Сухие окатыши | |||||
| Кажущаяся плотность (г/см3) | 2,181 | 2,313 | 2,287 | 2,272 | 2,275 |
| Время реакции (минуты) | 11,15 | 10,56 | 11,00 | 10,24 | 10,88 |
| Аналитические данные сухих окатышей | |||||
| Железо общее (%) | 51,11 | 51,39 | 51,24 | 50,73 | 51,16 |
| Гранулированное восстановленное железо | |||||
| Выход +3,35 мм гранулированного железа (%) | 85,73 | 92,4 | 90,97 | 94,83 | 89,84 |
| Аналитические данные гранулированного восстановленного железа | |||||
| C (%) | 3,10 | 2,98 | 2,90 | 3,09 | 2,97 |
| Индекс производительности(•) | 1,00 | 1,21 | 1,13 | 1,25 | 1,12 |
Как ясно из результатов, то понятно, что когда средний диаметр (D50) использованных частиц известняка в качестве регулятора температуры плавления составляет 0,3 мм или менее (300 мкм или менее), и содержание частиц с диаметром 0,5 мм или менее (показано как ″-500 мкм″) составляет 55% по массе или более (эксперимент №2) или когда средний диаметр (D50) использованных частиц доломита в качестве регулятора температуры плавления составляет 0,3 мм или менее (300 мкм или менее), и содержание частиц с диаметром 0,5 мм или менее (показано как ″-500 мкм″) составляет 55% по массе или более (эксперимент №№3 и 4), выход гранулированного восстановленного железа увеличивается, и производительность значительно повышается. С другой стороны, понятно, что когда средний диаметр использованных частиц (D50) флюорита в качестве вспомогательного материала для регулятора температуры плавления составляет 90 мкм или менее, и содержание частиц с диаметром 50 мкм или менее (показано как ″-50 мкм″) составляет 35% по массе или более (эксперимент № 5), выход гранулированного восстановленного железа увеличивается, и производительность значительно повышается.
(Пример 2)
Сухие окатыши, имеющие двойную структуру, готовили с использованием смеси (соотношение компонентов смеси было таким же, как соотношение компонентов смеси, показанное в таблице 6), содержащей материал, содержащий оксид железа, углеродный восстановитель, регуляторы температуры плавления (известняк и доломит), вспомогательный материал для регуляторов температуры плавления (флюорит), а также связующее, причем каждое имеет такой же состав, как состав, использованный в примере 1. В частности, использованную пшеничную муку в качестве связующего, смешивали со смесью, содержащей железную руду, известняк, а также флюорит, причем каждое имело средний диаметр частиц и гранулометрический состав, показанный в колонке ″центральная часть″ в таблице 8 ниже, и добавляли к этой смеси соответственное количество воды с последующим получением сферических сырых гранул с диаметром 9,5 мм с использованием установки для гранулирования типа шинной. Смесь, содержащая известняк, имеющий разные средние диаметры частиц и гранулометрические составы, концентрически образовывалась на периферии (периферийной части) каждой сферической сырой гранулы, используя сферическую сырую гранулу как сердцевину, посредством чего получали сырые окатыши с диаметром 19,0 мм (содержание смеси центральной части составляло примерно 12% по массе каждой гранулы). Полученные сырые окатыши вводили в сушилку и нагревали при 180°C в течение 1 часа так, что содержащаяся вода полностью удалялась, посредством чего готовили гранулообразные скопления (двухслойные окатыши).
Окатыши гранулы вводили в восстановительную нагревательную печь с подвижным подом, в которую насыпали углеродный материал (антрацит с максимальным диаметром частиц 2 мм или менее) и нагревали при 1450°C в азотной атмосфере с последующей оценкой по времени (времени реакции), необходимому для восстановления и расплавления тем же способом, как способ, описанный в примере 1. Результаты показаны в таблице 8 вместе со средним диаметром частиц (D50) и гранулометрическим составом использованных компонентов (железной руды, угля, известняка, доломита, а также флюорита). Между прочим, элементы, оцененные в примерах 1 и 2, тоже показаны в таблице 8 (метод оценки является тем же, как метод оценки, описанный в примере 1).
| Таблица 8 | ||
| Эксперимент № | 6 | |
| Место | Центральная часть | Периферийная часть |
| Средний диаметр частиц (D50) | ||
| Железная руда (мкм) | 37 | 37 |
| Уголь (мкм) | 21 | 21 |
| Известняк(мкм) | 276 | 1102 |
| Доломит (мкм) | 1155 | 1155 |
| Флюорит (мкм) | 103 | 103 |
| Содержание -500 мкм в известняке (% масс.) | 59 | 22 |
| Содержание -500 мкм в доломите (% масс.) |
20 | 20 |
| Содержание -50 мкм во флюорите (% масс.) |
34 | 34 |
| Сухие окатыши | ||
| Кажущаяся плотность (г/см3) | 2,275 | |
| Время реакции (минуты) | 10,76 | |
| Аналитические данные окатышей | ||
| Железо общее (%) | 51,55 | |
| Гранулированное восстановленное железо | ||
| Выход +3,35 мм гранулированного железа (%) | 93,53 | |
| Аналитические данные гранулированного восстановленного железа | ||
| С (%) | 2,91 | |
| Индекс производительности (•) | 1,19 | |
Как ясно из результатов, понятно, что эффект от увеличения выхода гранулированного восстановленного железа достигается таким способом, что все из каждой гранулы тонко не измельчено, но центральная часть первоначально тонко измельчена, то есть, эффект настоящего изобретения достигается даже в таком состоянии, что количество тонко измельченного компонента является малым.
Промышленная применимость
Настоящее изобретение обеспечивает способ получения агломерата восстановленного железа. Способ включает в себя введение агломерата, содержащего материал, содержащий оксид железа, углеродный восстановитель, регулятор температуры плавления, а также вспомогательный материал для регулятора температуры плавления, на под нагревательной печи с подвижным подом; нагревание агломерата для восстановления оксида железа в агломерате; и расплавление получающегося продукта путем дополнительного нагревания для коалесценции железной составляющей, причем используют агломерат, содержащий регулятор температуры плавления, который имеет средний диаметр частиц 0,3 мм или менее и в котором содержание частиц с диаметром 0,5 мм или менее составляет 55% по массе или более. Это позволяет обеспечивать следующий способ, который повышает производительность путем увеличения выхода агломерата восстановленного железа с большим диаметром частиц и путем уменьшения времени его получения.
Claims (27)
1. Способ получения агломерата восстановленного железа, содержащий:
введение агломерата, содержащего
материал, содержащий оксид железа,
углеродный восстановитель,
регулятор температуры плавления,
материал, ускоряющий действие регулятора температуры плавления, и
связующее,
на под нагревательной печи с подвижным подом;
нагревание агломерата для восстановления оксида железа в агломерате; и
расплавление образующегося продукта путем дополнительного нагревания для коалесценции железной составляющей,
причем используют агломерат, содержащий регулятор температуры плавления, который имеет средний размер частиц 0,3 мм или менее и в котором содержание частиц с диаметром 0,5 мм или менее составляет 55% по массе или более.
2. Способ по п. 1, в котором регулятором температуры плавления является, по меньшей мере, одно из доломита и известняка.
3. Способ по п. 1, в котором материалом, ускоряющим действие регулятора температуры плавления, является флюорит.
4. Способ по любому из пп. 1-3, в котором регулятор температуры плавления находится в центральной части агломерата, средний диаметр частиц регулятора температуры плавления составляет 0,3 мм или менее, а содержание частиц с диаметром 0,5 мм или менее в регуляторе температуры плавления составляет 55% по массе или более.
5. Способ получения агломерата восстановленного железа, содержащий:
введение агломерата, содержащего
материал, содержащий оксид железа,
углеродный восстановитель,
регулятор температуры плавления,
материал, ускоряющий действие регулятора температуры плавления, и
связующее,
на под нагревательной печи с подвижным подом;
нагревание агломерата для восстановления оксида железа в агломерате; и
расплавление образующегося продукта путем дополнительного нагревания для коалесценции железной составляющей,
причем используют агломерат, содержащий материал, ускоряющий действие регулятора температуры плавления, причем упомянутый материал, ускоряющий действие регулятора температуры плавления имеет средний диаметр частиц 90 мкм или менее, а содержание частиц с диаметром 50 мкм или менее в нем составляет 35% по массе или более.
6. Способ по п. 5, в котором регулятором температуры плавления является, по меньшей мере, одно из доломита и известняка.
7. Способ по п. 5 или 6, в котором материалом, ускоряющим действие регулятора температуры плавления, является флюорит.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2013-039421 | 2013-02-28 | ||
| JP2013039421A JP2014167150A (ja) | 2013-02-28 | 2013-02-28 | 還元鉄塊成物の製造方法 |
| PCT/JP2014/052665 WO2014132762A1 (ja) | 2013-02-28 | 2014-02-05 | 還元鉄塊成物の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2015140832A RU2015140832A (ru) | 2017-04-04 |
| RU2625362C2 true RU2625362C2 (ru) | 2017-07-13 |
Family
ID=51428036
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015140832A RU2625362C2 (ru) | 2013-02-28 | 2014-02-05 | Способ получения агломерата восстановленного железа |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20150361515A1 (ru) |
| JP (1) | JP2014167150A (ru) |
| CN (1) | CN105074015B (ru) |
| RU (1) | RU2625362C2 (ru) |
| UA (1) | UA112829C2 (ru) |
| WO (1) | WO2014132762A1 (ru) |
| ZA (1) | ZA201505487B (ru) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6623118B2 (ja) * | 2016-05-20 | 2019-12-18 | 株式会社神戸製鋼所 | 還元鉄の製造方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003073722A (ja) * | 2001-06-18 | 2003-03-12 | Kobe Steel Ltd | 粒状金属の製法 |
| RU2228365C2 (ru) * | 2000-03-30 | 2004-05-10 | Мидрекс Интернэшнл Б.В. Цюрих Бранч | Способ получения гранулированного металлического железа, способ получения жидкой стали, способ получения металлического железа, устройство для загрузки вспомогательного исходного материала и устройство для загрузки исходного материала |
| WO2006061787A1 (en) * | 2004-12-07 | 2006-06-15 | Nu-Iron Technology, Llc | Method and system for producing metallic iron nuggets |
| JP2012144788A (ja) * | 2011-01-13 | 2012-08-02 | Kobe Steel Ltd | ホットブリケットアイアンの製造方法、およびその製造装置 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3153586A (en) * | 1960-05-06 | 1964-10-20 | Union Carbide Corp | Slag coated ore compacts and process for making the same |
| US20040221426A1 (en) * | 1997-10-30 | 2004-11-11 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) | Method of producing iron oxide pellets |
| JP4167101B2 (ja) * | 2003-03-20 | 2008-10-15 | 株式会社神戸製鋼所 | 粒状金属鉄の製法 |
| AU2008268694B2 (en) * | 2007-06-27 | 2011-06-23 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Method for manufacturing granular metallic iron |
| CN101538632B (zh) * | 2009-02-05 | 2011-04-20 | 丁家伟 | 海绵铁的制备工艺及设备 |
| CN102559977A (zh) * | 2012-02-07 | 2012-07-11 | 刘发明 | 粒铁生产新方法 |
-
2013
- 2013-02-28 JP JP2013039421A patent/JP2014167150A/ja active Pending
-
2014
- 2014-02-05 US US14/765,722 patent/US20150361515A1/en not_active Abandoned
- 2014-02-05 CN CN201480010353.8A patent/CN105074015B/zh active Active
- 2014-02-05 RU RU2015140832A patent/RU2625362C2/ru active
- 2014-02-05 WO PCT/JP2014/052665 patent/WO2014132762A1/ja not_active Ceased
- 2014-05-02 UA UAA201509171A patent/UA112829C2/uk unknown
-
2015
- 2015-07-30 ZA ZA2015/05487A patent/ZA201505487B/en unknown
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2228365C2 (ru) * | 2000-03-30 | 2004-05-10 | Мидрекс Интернэшнл Б.В. Цюрих Бранч | Способ получения гранулированного металлического железа, способ получения жидкой стали, способ получения металлического железа, устройство для загрузки вспомогательного исходного материала и устройство для загрузки исходного материала |
| JP2003073722A (ja) * | 2001-06-18 | 2003-03-12 | Kobe Steel Ltd | 粒状金属の製法 |
| WO2006061787A1 (en) * | 2004-12-07 | 2006-06-15 | Nu-Iron Technology, Llc | Method and system for producing metallic iron nuggets |
| JP2012144788A (ja) * | 2011-01-13 | 2012-08-02 | Kobe Steel Ltd | ホットブリケットアイアンの製造方法、およびその製造装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2014167150A (ja) | 2014-09-11 |
| CN105074015B (zh) | 2018-07-27 |
| UA112829C2 (uk) | 2016-10-25 |
| ZA201505487B (en) | 2016-07-27 |
| US20150361515A1 (en) | 2015-12-17 |
| RU2015140832A (ru) | 2017-04-04 |
| CN105074015A (zh) | 2015-11-18 |
| WO2014132762A1 (ja) | 2014-09-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109295299A (zh) | 一种利用回转窑工艺添加石灰石制备高赤铁矿自熔性球团矿的方法 | |
| RU2596730C2 (ru) | Способ получения восстановленных железных агломератов | |
| WO2018099558A1 (en) | Metallic ore pellets | |
| RU2676378C1 (ru) | Способ получения восстановленного железа | |
| RU2669653C2 (ru) | Способ производства гранулированного металлического железа | |
| RU2625362C2 (ru) | Способ получения агломерата восстановленного железа | |
| JP3144886B2 (ja) | ライムケーキを使用した高炉原料としての焼結鉱またはペレット鉱の製造法 | |
| JP6043271B2 (ja) | 還元鉄の製造方法 | |
| JP2014159622A (ja) | 還元鉄の製造方法 | |
| EP0053139B1 (en) | Agglomerates, a process for producing thereof and use thereof | |
| WO2014034589A1 (ja) | 還元鉄塊成物の製造方法 | |
| JP2015101740A (ja) | 還元鉄の製造方法 | |
| CN104955964B (zh) | 还原铁的制造方法 | |
| JP6235439B2 (ja) | 粒状金属鉄の製造方法 | |
| JP2014181369A (ja) | 還元鉄の製造方法 | |
| JP2015074809A (ja) | 粒状金属鉄の製造方法 | |
| JPS60248827A (ja) | 焼結原料の事前処理方法 | |
| WO2025068733A1 (en) | Stabilized agglomerated compositions made using byproducts from steelmaking operations | |
| JP2013142167A (ja) | 粒状金属鉄の製造方法 | |
| JPH0154414B2 (ru) | ||
| JPH03130326A (ja) | 高ゲーサイト鉱石を使用する高炉用の焼結鉱の製造法 |