RU2836975C2 - Particles of starting material for making agglomerate, method of producing particles of starting material for making agglomerate, method of producing agglomerate, method of producing reduced iron - Google Patents
Particles of starting material for making agglomerate, method of producing particles of starting material for making agglomerate, method of producing agglomerate, method of producing reduced iron Download PDFInfo
- Publication number
- RU2836975C2 RU2836975C2 RU2023127116A RU2023127116A RU2836975C2 RU 2836975 C2 RU2836975 C2 RU 2836975C2 RU 2023127116 A RU2023127116 A RU 2023127116A RU 2023127116 A RU2023127116 A RU 2023127116A RU 2836975 C2 RU2836975 C2 RU 2836975C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- agglomerate
- raw material
- producing
- particle
- iron
- Prior art date
Links
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 199
- 239000002245 particle Substances 0.000 title claims abstract description 185
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 59
- 239000007858 starting material Substances 0.000 title claims abstract description 16
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 143
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 86
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 84
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 80
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract description 40
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 35
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 35
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims abstract description 27
- 238000005469 granulation Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000003179 granulation Effects 0.000 claims abstract description 11
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 48
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 3
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 2
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 abstract description 45
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 10
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 2
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 abstract 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 abstract 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 25
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 10
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 10
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 10
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 9
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 6
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 5
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 4
- 235000012255 calcium oxide Nutrition 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 239000011361 granulated particle Substances 0.000 description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 4
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 3
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 3
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 3
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- NRNCYVBFPDDJNE-UHFFFAOYSA-N pemoline Chemical compound O1C(N)=NC(=O)C1C1=CC=CC=C1 NRNCYVBFPDDJNE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000805 Pig iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 2
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 2
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 2
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 1
- 229920001131 Pulp (paper) Polymers 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 description 1
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 description 1
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000009851 ferrous metallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 1
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000010893 paper waste Substances 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 239000012256 powdered iron Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеField of technology to which the invention relates
Настоящее раскрытие относится к частицам исходного материала для изготовления агломерата, способу получения частиц исходного материала для изготовления агломерата, агломерату, способу получения агломерата и способу получения восстановленного железа.The present disclosure relates to particles of a raw material for producing an agglomerate, a method for producing particles of a raw material for producing an agglomerate, an agglomerate, a method for producing an agglomerate, and a method for producing reduced iron.
Известный уровень техникиPrior art
В течение многих лет основным способом изготовления чугуна в чёрной металлургии является доменный способ. В доменном способе кокс и сырьё, содержащее оксид железа, такое как агломерированная руда, загружают в доменную печь в верхней части печи, а горячее дутьё вдувают в доменную печь из фурмы в нижней части доменной печи. Это приводит к тому, что вдуваемое горячее дутьё вступает в реакцию с коксом в доменной печи с образованием высокотемпературных восстановительных газов (в основном газообразного монооксида углерода (CO)), которые нагревают и восстанавливают сырьё. Затем сырьё плавится и далее восстанавливается коксом, когда оно стекает в доменную печь и, наконец, хранится в горне печи в виде жидкого металла (чушковый чугун). Накопленный горячий металл выпускают из лётки и используют в последующих процессах выплавки стали. Как описано выше, в доменном способе в качестве восстановителя для непрямого восстановления оксида железа, содержащегося в сырье, используется углеродный материал, такой как кокс.For many years, the blast furnace process has been the main method for producing iron in the ferrous metallurgy. In the blast furnace process, coke and iron oxide-containing raw materials such as sintered ore are charged into the blast furnace at the top of the furnace, and hot blast is injected into the blast furnace from a tuyere at the bottom of the blast furnace. This causes the injected hot blast to react with the coke in the blast furnace to form high-temperature reducing gases (mainly carbon monoxide (CO) gas), which heat and reduce the raw materials. The raw materials are then melted and further reduced by coke as they flow into the blast furnace and are finally stored in the hearth of the furnace as liquid metal (pig iron). The accumulated hot metal is tapped from a taphole and used in subsequent steelmaking processes. As described above, in the blast furnace method, a carbon material such as coke is used as a reducing agent for indirectly reducing iron oxide contained in the raw material.
Однако в последние годы прозвучали призывы к предотвращению глобального потепления, и существует острая необходимость в снижении выбросов диоксида углерода (СО2), который является одним из парниковых газов. Как описано выше, в доменном способе в качестве восстановителя используется углеродный материал, который вызывает образование большого количества СО2. Поэтому были предложены различные способы работы доменной печи для снижения расхода восстановителя (количество восстановителя, используемого на тонну чугуна) (см., например, JP 2020-45508 A (PTL 1)).However, in recent years, there have been calls to prevent global warming, and there is an urgent need to reduce the emission of carbon dioxide ( CO2 ), which is one of the greenhouse gases. As described above, the blast furnace method uses carbon material as a reducing agent, which causes the formation of a large amount of CO2 . Therefore, various blast furnace operation methods have been proposed to reduce the reducing agent consumption (the amount of reducing agent used per ton of pig iron) (see, for example, JP 2020-45508 A (PTL 1)).
С другой стороны, существуют известные способы прямого восстановления оксида железа, содержащегося в сырье, такие как способ получения восстановленного железа путём загрузки агломератов, таких как обожжённые окатыши и агломерированная руда, которые являются сырьём для восстановленного железа, сверху восстановительной печи, такой как шахтная печь, при подаче газов (газообразный CO или газообразный H2) в качестве восстановителей снизу восстановительной печи (например, JP H02-46644 B (PTL 2) ) и MIDREX® (MIDREX является зарегистрированным товарным знаком в Японии и/или других странах) (ATSUSHI, UEMURA, SAKAGUCHI: «MIDREX® Process» KOBE STEEL ENGINEERING REPORTS/Vol. 60 No. 1 (2010) (NPL 1) ). В этом способе, если в качестве восстановительного газа используется только газообразный H2, теоретически возможно производить восстановленное железо без выбросов CO2.On the other hand, there are known methods for directly reducing iron oxide contained in raw materials, such as a method of producing reduced iron by charging agglomerates such as roasted pellets and agglomerated ore, which are raw materials for reduced iron, from the top of a reduction furnace such as a shaft furnace while feeding gases (CO gas or H2 gas) as reducing agents from the bottom of the reduction furnace (e.g., JP H02-46644 B (PTL 2) ) and MIDREX ® (MIDREX is a registered trademark in Japan and/or other countries) (ATSUSHI, UEMURA, SAKAGUCHI: “MIDREX ® Process” KOBE STEEL ENGINEERING REPORTS/Vol. 60 No. 1 (2010) (NPL 1) ). In this method, if only H2 gas is used as the reducing gas, it is theoretically possible to produce reduced iron without CO2 emission.
Список цитированных источниковList of cited sources
Патентная литератураPatent literature
PTL 1: JP 2020-45508 АPTL 1: JP 2020-45508 A
PTL 2: JP H02-46644 BPTL 2: JP H02-46644 B
Непатентная литератураNon-patent literature
NPL 1: ATSUSHI, UEMURA, SAKAGUCHI: «MIDREX® Process» KOBE STEEL ENGINEERING REPORTS/Vol. 60 № 1 (2010)NPL 1: ATSUSHI, UEMURA, SAKAGUCHI: “MIDREX ® Process” KOBE STEEL ENGINEERING REPORTS/Vol. 60 No. 1 (2010)
Краткое изложение существа изобретенияBrief summary of the invention
Техническая проблема, решаемая изобретениемTechnical problem solved by the invention
В способе, описанном в PTL 2 или NPL 1, для снижения выбросов CO2 достаточно подавить реакцию восстановления газообразным CO и ускорить реакцию восстановления газообразным H2, причем концентрация H2 в используемом восстановительном газе должна быть увеличена для этой цели.In the method described in
Однако реакция восстановления газообразным CO является экзотермической реакцией (+6710 ккал/кмоль (Fe2O3)), тогда как реакция восстановления газообразным H2 является эндотермической реакцией (-22800 ккал/кмоль (Fe2O3)). Следовательно, увеличение концентрации H2 в восстановительном газе вызывает эндотермическую реакцию, которая снижает температуру внутри печи, тормозит реакцию восстановления и ухудшает эффективность восстановления.However, the reduction reaction with CO gas is an exothermic reaction (+6710 kcal/kmol (Fe 2 O 3 )), while the reduction reaction with H 2 gas is an endothermic reaction (-22800 kcal/kmol (Fe 2 O 3 )). Therefore, increasing the concentration of H 2 in the reducing gas causes an endothermic reaction, which decreases the temperature inside the furnace, inhibits the reduction reaction and deteriorates the reduction efficiency.
Для решения вышеупомянутой проблемы ухудшения характеристик восстановления, необходим агломерат с подходящей характеристикой восстановления, а также частицы исходного материала, которые можно использовать для получения такого агломерата.In order to solve the above-mentioned problem of deterioration of the reduction characteristics, an agglomerate with suitable reduction characteristics and raw material particles that can be used to obtain such an agglomerate are needed.
Таким образом, может оказаться полезным предложить частицы исходного материала для изготовления агломерата, которые можно использовать для получения агломерата с более высокой характеристикой восстановления, чем обычные агломераты.Thus, it may be useful to propose raw material particles for producing agglomerate that can be used to produce an agglomerate with a higher recovery performance than conventional agglomerates.
Решение проблемыSolution to the problem
Таким образом, заявитель предлагает следующее.Thus, the applicant proposes the following.
[1] Частица исходного материала для изготовления агломерата, которая представляет собой частицу сырья для изготовления агломерата, используемого в качестве сырья для получения восстановленного железа, включающая[1] A particle of raw material for producing agglomerate, which is a particle of raw material for producing agglomerate used as a raw material for producing reduced iron, including
центральную часть и периферийную часть, которая покрывает периферию центральной части, при этомa central part and a peripheral part that covers the periphery of the central part, while
центральная часть включает металлическое железосодержащее вещество или летучее вещество, а периферическая часть включает оксид железа.the central part includes metallic iron-containing substance or volatile substance, and the peripheral part includes iron oxide.
[2] Частица исходного материала для изготовления агломерата согласно аспекту [1], в которой оксид железа содержит по меньшей мере один или оба компонента из более 4 мас.% общей воды и более 1,5 мас.% оксида алюминия.[2] A particle of a raw material for producing an agglomerate according to aspect [1], wherein the iron oxide comprises at least one or both of more than 4 wt.% total water and more than 1.5 wt.% aluminum oxide.
[3] Частица исходного материала для изготовления агломерата в соответствии с аспектом [1] или [2], в которой центральная часть имеет размер частиц 2 мм или более и 6 мм или менее.[3] A particle of a raw material for producing an agglomerate according to aspect [1] or [2], wherein the central portion has a particle size of 2 mm or more and 6 mm or less.
[4] Частица исходного материала для изготовления агломерата в соответствии с любым из аспектов [1] - [3], в которой периферийная часть имеет толщину 2 мм или более и 5 мм или менее.[4] A particle of a raw material for producing an agglomerate according to any one of aspects [1] to [3], wherein the peripheral portion has a thickness of 2 mm or more and 5 mm or less.
[5] Способ получения частицы исходного материала для изготовления агломерата, который представляет собой способ получения частицы исходного материала по [1] - [4], включающий[5] A method for obtaining a particle of a starting material for the production of an agglomerate, which is a method for obtaining a particle of a starting material according to [1] - [4], including
процесс предварительного измельчения сырья, содержащего оксид железа, в порошок сырья, а затем классификацию порошка сырья для регулирования размера частиц порошка сырья, иa process of pre-grinding the raw material containing iron oxide into raw material powder, and then classifying the raw material powder to adjust the particle size of the raw material powder, and
процесс смешивания и гранулирования порошка сырья, размер частиц которого был скорректирован, металлического железосодержащего вещества или летучего вещества и связующего для получения частиц исходного материала.a process of mixing and granulating raw material powder whose particle size has been adjusted, metallic iron-containing substance or volatile substance and binder to obtain raw material particles.
[6] Способ получения частицы исходного материала для изготовления агломерата по аспекту [5], в котором в процессе гранулирования используют металлическое железосодержащее вещество или летучее вещество с размером частиц 2 мм или более и 6 мм или менее.[6] A method for producing a particle of a raw material for producing an agglomerate according to aspect [5], wherein a metallic iron-containing substance or a volatile substance with a particle size of 2 mm or more and 6 mm or less is used in the granulation process.
[7] Способ получения частицы исходного материала для изготовления агломерата в соответствии с аспектом [5] или [6], в котором в процессе гранулирования толщину периферийной части доводят до 2 мм или более и 5 мм или менее.[7] A method for producing a particle of a raw material for producing an agglomerate according to the aspect [5] or [6], wherein in the granulating process, the thickness of the peripheral portion is adjusted to 2 mm or more and 5 mm or less.
[8] Агломерат, полученный обжигом или спеканием и агломерацией частиц исходного материала по любому из аспектов [1] - [4], в котором [8] An agglomerate obtained by firing or sintering and agglomerating particles of the starting material according to any one of aspects [1] to [4], in which
когда центральная часть агломерированных частиц исходного материала перед обжигом или спеканием содержит металлическое железосодержащее вещество, агломерированная частица сырьевого материала имеет трёхслойную структуру, где центральная часть имеет первую часть, содержащую металлическое железосодержащее вещество, и вторую часть, покрывающую периферию первой части, и металлическое железо, содержащееся в металлическом железосодержащем веществе, окисляется во второй части, иwhen the central portion of the agglomerated raw material particles before firing or sintering contains a metallic iron-containing substance, the agglomerated raw material particle has a three-layer structure, wherein the central portion has a first portion containing the metallic iron-containing substance and a second portion covering the periphery of the first portion, and the metallic iron contained in the metallic iron-containing substance is oxidized in the second portion, and
когда в центральной части агломерированных частиц исходного материала, перед обжигом или спеканием находится летучее вещество, агломерированная частица сырьевого материала имеет полую структуру, где центральная часть представляет собой полость.when there is a volatile substance in the central part of the agglomerated particles of the raw material before firing or sintering, the agglomerated particle of the raw material has a hollow structure, where the central part is a cavity.
[9] Способ изготовления агломерата, включающий обжиг или спекание и агломерирование частиц исходного материала по любому из аспектов [1] - [4], или частиц исходного материала, получаемых способом по любому из аспектов [5] - [7], в окислительной атмосфере при температуре 1200°С или выше и 1350°С или ниже для получения агломерата.[9] A method for producing an agglomerate, comprising calcining or sintering and agglomerating the particles of the raw material according to any one of aspects [1] to [4], or the particles of the raw material obtained by the method according to any one of aspects [5] to [7], in an oxidizing atmosphere at a temperature of 1200°C or higher and 1350°C or lower to obtain the agglomerate.
[10] Способ получения восстановленного железа, включающий загрузку агломерата, указанного в аспекте [8], или агломерата, получаемого способом изготовления, как указано в аспекте [9], в восстановительную печь с одновременным введением восстановительного газа в восстановительную печь и восстановление оксида железа, содержащегося в агломерате, восстановительным газом для получения восстановленного железа.[10] A method for producing reduced iron, comprising loading the agglomerate specified in aspect [8] or the agglomerate obtained by the manufacturing method specified in aspect [9] into a reducing furnace while introducing a reducing gas into the reducing furnace and reducing iron oxide contained in the agglomerate with the reducing gas to produce reduced iron.
[11] Способ получения восстановленного железа согласно аспекту [10], в котором в качестве восстановительного газа используют газ, содержащий водород в качестве основного компонента.[11] The method for producing reduced iron according to aspect [10], wherein a gas containing hydrogen as a main component is used as the reducing gas.
Положительный эффектPositive effect
В соответствии с настоящим изобретением можно получить частицы исходного материала для изготовления агломерата, которые можно использовать для получения агломерата с более высокими характеристиками восстановления, чем у обычных агломератов.According to the present invention, it is possible to obtain particles of raw material for producing an agglomerate, which can be used to produce an agglomerate with higher recovery characteristics than conventional agglomerates.
Краткое описание чертежейBrief description of the drawings
На прилагаемых чертежах:On the attached drawings:
фиг. 1 иллюстрирует пример частицы обычного агломерата;Fig. 1 illustrates an example of a particle of a conventional agglomerate;
фиг. 2А и 2В иллюстрируют частицу исходного материала для изготовления агломерата по настоящему изобретению, где на фиг. 2А представлена частица, имеющая в центральной части металлическое железосодержащее вещество, а на фиг. 2В представлена частица с летучим веществом в центральной части; иFig. 2A and 2B illustrate a particle of the starting material for producing the agglomerate of the present invention, where Fig. 2A shows a particle having a metallic iron-containing substance in the central portion, and Fig. 2B shows a particle with a volatile substance in the central portion; and
фиг. 3А и 3В иллюстрируют частицу агломерата по настоящему изобретению, где на фиг. 3А представлена частица, имеющая трёхслойную структуру, а на фиг. 3B представлена частица, имеющая полую структуру.Fig. 3A and 3B illustrate an agglomerate particle according to the present invention, where Fig. 3A shows a particle having a three-layer structure, and Fig. 3B shows a particle having a hollow structure.
Подробное описаниеDetailed description
Частицы исходного материала для изготовления агломератаParticles of the starting material for the production of agglomerate
Далее описываются осуществления настоящего раскрытия со ссылкой на фигуры. Частица исходного материала для изготовления агломерата по настоящему изобретению представляет собой частицу исходного материала для получения агломерата, который является сырьём для получения восстановленного железа, и включает центральную часть и периферийную часть, которая покрывает периферию центральной части, где центральная часть включает металлическое железосодержащее вещество или летучее вещество, а периферическая часть включает оксид железа.The embodiments of the present disclosure are described below with reference to the figures. The particle of the raw material for producing the agglomerate of the present invention is a particle of the raw material for producing the agglomerate, which is a raw material for producing reduced iron, and includes a central portion and a peripheral portion that covers the periphery of the central portion, where the central portion includes a metallic iron-containing substance or a volatile substance, and the peripheral portion includes iron oxide.
Авторы тщательно изучили частицы исходного материала для изготовления агломерата, который можно использовать для получения агломерата, используемого в качестве сырья для получения восстановленного железа с более высокими характеристиками восстановления, чем обычные агломераты. Фиг. 1 иллюстрирует пример частицы обычного агломерата. Частица 100, показанная на фиг. 1 имеет центральную часть 110 и периферийную часть 120, которая покрывает периферию центральной части 110. В частице 100 центральная часть 110 состоит из крупнозернистого оксида железа, а периферийная часть 120 состоит из мелкодисперсного порошка железной руды (то есть оксида железа).The inventors have carefully studied the raw material particles for producing an agglomerate that can be used to produce an agglomerate used as a raw material for producing reduced iron with higher reduction characteristics than conventional agglomerates. Fig. 1 illustrates an example of a particle of a conventional agglomerate. The
Авторы изобретения изучили способы улучшения характеристик восстановления агломерата. В результате они пришли к идее, что центральная часть частицы агломерата должна состоять из вещества, которое практически не требует восстановления.The inventors studied ways to improve the recovery characteristics of the agglomerate. As a result, they came to the idea that the central part of the agglomerate particle should consist of a substance that requires virtually no recovery.
Иначе говоря, вся частица 100 состоит из оксида железа, и восстанавливающий газ должен пройти через периферийную часть 120, чтобы достичь центральной части 110, чтобы восстановить оксид железа в центральной части 110, и газ, образовавшийся по реакции должен быть удалён с поверхности частицы 100. Поэтому требуется больше времени для восстановления оксида железа в центральной части 110 частицы 100, чем для восстановления оксида железа в периферийной части 120. Это приводит к ухудшению способности к восстановлению всей частицы.In other words, the
Поэтому авторы решили, что, когда центральная часть 110, требующая длительного времени для восстановления, в обычной частице 100 состоит из металлического железосодержащего вещества с высоким содержанием металлического железа или из вещества, требующего незначительного или не требующего восстановления, такого как полость, можно сократить время, необходимое для восстановления всей частицы, и улучшить характеристики восстановления.Therefore, the inventors considered that when the
Авторы обнаружили, что когда агломерат, как описано выше, изготавливают с использованием частиц сырья, в которых центральная часть состоит из вышеупомянутого металлического железосодержащего вещества или летучего вещества, большая часть которого удаляется при высоких температурах, а периферийная часть, состоит из порошка железной руды, частицы агломерата, изготовленные в результате процесса агломерации (процесса обжига или процесса спекания), могут быть приведены в состояние, в котором центральная часть требует незначительного восстановления или вообще не требует восстановления, как описано выше, что позволило создать настоящее изобретение. Далее описывается каждая часть настоящего раскрытия.The inventors have found that when the agglomerate as described above is produced using raw material particles in which the central portion consists of the above-mentioned metallic iron-containing substance or volatile substance, most of which is removed at high temperatures, and the peripheral portion consists of iron ore powder, the agglomerate particles produced by the agglomeration process (the roasting process or the sintering process) can be brought to a state in which the central portion requires little or no reduction as described above, which made it possible to complete the present invention. Each part of the present disclosure is described below.
Частица исходного материала для изготовления агломерата в настоящем осуществлении представляет собой частицу исходного материала для изготовления агломерата, который является сырьём для получения восстановленного железа с помощью восстановительного газа, и частицу исходного материала обычно называют сырым окатышем. Фиг. 2А и 2В иллюстрируют частицы исходного материала для изготовления агломерата по настоящему изобретению. Частица 1 сырьевого материала, показанная на фиг. 2А, включает центральную часть 11, имеющую металлическое железосодержащее вещество, и периферийную часть 12, включающую оксид железа. Частица 2 исходного материала, показанная на фиг. 2В, включает центральную часть 21, содержащую летучее вещество, и периферийную часть 22, включающую оксид железа.The particle of the raw material for producing the agglomerate in the present embodiment is a particle of the raw material for producing the agglomerate which is a raw material for producing reduced iron using a reducing gas, and the particle of the raw material is generally referred to as a green pellet. Figs. 2A and 2B illustrate particles of the raw material for producing the agglomerate of the present invention. The particle 1 of the raw material shown in Fig. 2A includes a
Центральная частьCentral part
Центральная часть 11(21) представляет собой часть, составляющую ядро частицы исходного материала 1(2), и в настоящем изобретении она содержит вещество, не требующее восстановления, или вещество, требующее незначительного восстановления восстанавливающим газом. В частности, центральная часть 11(21) содержит металлическое железосодержащее вещество (летучее вещество).The central portion 11(21) is a portion constituting the core of the particle of the raw material 1(2), and in the present invention, it contains a substance that does not require reduction or a substance that requires slight reduction by a reducing gas. Specifically, the central portion 11(21) contains a metallic iron-containing substance (volatile substance).
Металлическое железосодержащее веществоA metallic iron-containing substance
В настоящем изобретении металлическое железосодержащее вещество представляет собой вещество с высоким содержанием металлического железа и, в частности, представляет собой вещество с концентрацией металлического железа 70 мас.% или более. Примеры такого металлического железосодержащего вещества включают дефектные продукты восстановления, образующиеся при производстве восстановленного железа, просеянные продукты восстановленных окатышей (отходы), различные отходы чугуна и т.п., и это может быть вещество с содержанием металлического железа 70 мас.% и более. Вещество, содержащее металлическое железо, более предпочтительно представляет собой вещество с концентрацией металлического железа 90 мас.% или более.In the present invention, the metallic iron-containing substance is a substance with a high metallic iron content, and is particularly a substance with a metallic iron concentration of 70 mass % or more. Examples of such a metallic iron-containing substance include defective reduction products generated in the production of reduced iron, screened products of reduced pellets (waste), various cast iron wastes, etc., and it may be a substance with a metallic iron content of 70 mass % or more. The substance containing metallic iron is more preferably a substance with a metallic iron concentration of 90 mass % or more.
Летучее веществоVolatile substance
С другой стороны, летучее вещество представляет собой вещество, которое улетучивается в процессе агломерации (процесса обжига или процесса спекания), и, в частности, это вещество со степенью уменьшения массы 90% или более при 1000°С. Например, в качестве летучего вещества можно использовать использованную бумагу или органический материал. Их конкретные примеры включают гранулы на основе полипропилена, гранулы на основе древесной биомассы, использованную бумагу и гранулы, изготовленные из отходов бумажной массы.On the other hand, a volatile substance is a substance that is volatilized in the agglomeration process (burning process or sintering process), and in particular, it is a substance with a mass reduction rate of 90% or more at 1000°C. For example, used paper or organic material can be used as a volatile substance. Specific examples thereof include polypropylene-based granules, wood biomass-based granules, used paper, and granules made from waste paper pulp.
Далее описывается предпочтительная конфигурация частиц исходного материала в случае, когда размер целой частицы агломерата, который является сырьём для получения восстановленного железа, составляет 6 - 16 мм, когда он используется в качестве сырого окатыша. Размер частиц центральной части 11 предпочтительно составляет 2 мм или более и 6 мм или менее. Когда размер частиц центральной части 11 составляет 2 мм или более, не вся центральная часть 11 окисляется, и металлическое железосодержащее вещество остаётся даже при обжиге или спекании частицы 1 исходного материала в процессе агломерации, что может улучшить характеристики восстановления агломерата. Когда размер частиц центральной части 11 составляет 6 мм или менее, может быть обеспечена достаточная толщина слоя покрытия в случае, когда размер частиц исходного материала 1(2) составляет 6 - 16 мм, так что количество нового сырьевого материала для получения восстановленного железа может быть увеличено.Next, a preferred configuration of the raw material particles is described in the case where the particle size of the whole particle of the agglomerate, which is a raw material for producing reduced iron, is 6 to 16 mm when it is used as a green pellet. The particle size of the
Периферийная частьPeripheral part
Периферийная часть 12(22) представляет собой слой покрытия, который покрывает периферию центральной части 11(21), которая является ядром частицы 1(2) исходного материала. В настоящем изобретении периферийная часть 12(22) может содержать оксид железа.The peripheral portion 12(22) is a coating layer that covers the periphery of the central portion 11(21), which is the core of the particle 1(2) of the raw material. In the present invention, the peripheral portion 12(22) may contain iron oxide.
Источник железа периферийной части 12(22) предпочтительно включает порошок оксида железа, который представляет собой порошкообразный оксид железа. Это позволяет восстанавливающему газу проходить через зазоры между порошком оксида железа во время восстановления агломерата, тем самым эффективно восстанавливая оксид железа. В состав периферийной части 12(22) также могут входить вторичные материалы, такие как CaO и MgO.The iron source of the peripheral portion 12(22) preferably includes iron oxide powder, which is a powdered iron oxide. This allows the reducing gas to pass through the gaps between the iron oxide powder during the reduction of the agglomerate, thereby effectively reducing the iron oxide. The peripheral portion 12(22) may also include secondary materials such as CaO and MgO.
Когда периферийная часть 12(22) содержит порошок оксида железа, размер частиц предпочтительно составляет 125 мкм или менее. Когда размер частиц порошка оксида железа составляет 125 мкм или менее, можно гранулировать и получать плотные частицы исходного материала 1(2) с низким коэффициентом пустот между частицами порошка без ухудшения прочности частиц исходного материала 1(2), где высокий коэффициент пустотности может привести к разрушению во время транспортировки. Размер частиц порошка оксида железа более предпочтительно составляет 63 мкм или менее, и ещё более предпочтительно 45 мкм или менее.When the peripheral portion 12(22) contains iron oxide powder, the particle size is preferably 125 μm or less. When the particle size of the iron oxide powder is 125 μm or less, it is possible to granulate and obtain dense particles of the raw material 1(2) with a low void ratio between powder particles without deteriorating the strength of the particles of the raw material 1(2), where a high void ratio may cause destruction during transportation. The particle size of the iron oxide powder is more preferably 63 μm or less, and even more preferably 45 μm or less.
Толщина периферийной части 12 предпочтительно составляет 2 мм или более и 5 мм или менее. Когда толщина периферийной части 12 составляет 2 мм или более, можно предотвратить разрушение или раздавливание слоёв, образующих периферийную часть 12, во время процесса обжига. Когда толщина периферийной части 12 составляет 5 мм или менее, можно регулировать размер частиц 1(2) исходного материала в диапазоне 6 - 16 мм, тем самым контролируя время реакции в восстановительной печи.The thickness of the
Оксид железа в периферийной части 12(22) может содержать исходный материал относительно низкого качества. В частности, оксид железа может содержать по меньшей мере более 4 мас.% связанной воды и/или более 1,5 мас.% оксида алюминия. Высококачественный материал с высоким содержанием оксида железа обычно используется в качестве сырья в процессе получения восстановленного железа с использованием восстановительной печи. Однако в последние годы качество железорудного порошка для получения агломерата, являющегося сырьём для получения восстановленного железа, снижается из-за истощения запасов высококачественной железной руды. Бедная железная руда содержит большое количество связанной воды и пустой породы (оксида алюминия (Al2O3) и диоксида кремния (SiO2)), где связанная вода ухудшает прочность агломерата и вызывает взрывы в процессе обжига, а пустая порода плавится в процессе обжига и ухудшает прочность агломерата.The iron oxide in the peripheral portion 12(22) may contain a relatively low-quality raw material. Specifically, the iron oxide may contain at least more than 4 wt% of bound water and/or more than 1.5 wt% of aluminum oxide. A high-quality material with a high iron oxide content is usually used as a raw material in a process for producing reduced iron using a reduction furnace. However, in recent years, the quality of iron ore powder for producing agglomerate, which is a raw material for producing reduced iron, has been declining due to the depletion of high-quality iron ore reserves. Low-grade iron ore contains a large amount of bound water and gangue (aluminum oxide (Al 2 O 3 ) and silicon dioxide (SiO 2 )), wherein the bound water deteriorates the strength of the agglomerate and causes explosions in the calcination process, and the gangue melts in the calcination process and deteriorates the strength of the agglomerate.
Для компенсации снижения прочности эффективным является уменьшение содержания связанной воды, содержащейся в железной руде, в процессе сушки, и увеличение количества тепла для обжига. Однако, полученный таким образом агломерат имеет плотную структуру, что ухудшает характеристики восстановления агломерата. Если характеристики восстановления агломерата ухудшаются, то для восстановления агломерата в процессе получения восстановленного железа потребуется больше времени, что снижает эффективность получения восстановленного железа. Таким образом, существует компромиссное соотношение между прочностью и характеристиками восстановления агломерата.In order to compensate for the decrease in strength, it is effective to reduce the content of bound water contained in the iron ore during the drying process and increase the amount of heat for roasting. However, the agglomerate thus obtained has a dense structure, which deteriorates the recovery performance of the agglomerate. If the recovery performance of the agglomerate deteriorates, it will take more time to recover the agglomerate in the process of obtaining reduced iron, which reduces the efficiency of obtaining reduced iron. Therefore, there is a compromise relationship between the strength and the recovery performance of the agglomerate.
Одним из способов достижения как подходящей прочности, так и подходящей характеристики восстановления агломерата является, например, уменьшение размера частиц исходного материала по сравнению с обычным размером. В этом случае, однако, необходимо строго контролировать размер гранул при гранулировании частиц исходного материала перед обжигом или спеканием в процессе гранулирования, который трудно осуществить в обычном грануляторе. Кроме того, мелкие окатыши могут снижать газопроницаемость при их загрузке в восстановительную печь, что нежелательно с точки зрения эксплуатации.One way to achieve both suitable strength and suitable recovery performance of the agglomerate is, for example, to reduce the particle size of the raw material compared with the normal size. In this case, however, it is necessary to strictly control the granule size when granulating the raw material particles before firing or sintering in the granulation process, which is difficult to implement in a conventional granulator. In addition, small pellets may reduce the gas permeability when they are charged into the reduction furnace, which is undesirable from the operational point of view.
В частице 1(2) исходного материала по настоящему изобретению центральная часть 11(21) содержит металлическое железосодержащее вещество (летучее вещество), которое представляет собой вещество, которое требует незначительного восстановления или не требует его вообще. Поэтому даже если низкосортная железная руда, в частности, оксид железа периферийной части, содержит по меньшей мере более 4 мас.% связанной воды и/или более 1,5 мас.% оксида алюминия, это может компенсировать ухудшение характеристики восстановления, обусловленное приготовлением плотного агломерата. Таким образом, с частицей 1(2) исходного материала по настоящему изобретению можно получить агломерат, обладающий как подходящей прочностью, так и подходящими характеристиками восстановления. Например, в качестве оксида железа можно использовать железную руду из Австралии или железную руду из Индии с относительно высоким содержанием примесей.In the raw material particle 1(2) of the present invention, the central portion 11(21) contains a metallic iron substance (volatile substance), which is a substance that requires little or no reduction. Therefore, even if the low-grade iron ore, particularly the iron oxide of the peripheral portion, contains at least more than 4 mass% of bound water and/or more than 1.5 mass% of aluminum oxide, this can compensate for the deterioration in the reduction property caused by the preparation of a dense agglomerate. Therefore, with the raw material particle 1(2) of the present invention, an agglomerate having both suitable strength and suitable reduction property can be obtained. For example, iron ore from Australia or iron ore from India with a relatively high impurity content can be used as the iron oxide.
Размер частиц 1(2) исходного материала предпочтительно составляет 6 мм или более и 16 мм или менее. При размере частиц 1(2) исходного материала 6 мм и более печь может функционировать, обеспечивая газопроницаемость внутри печи при восстановлении оксида железа, содержащегося в агломерате, полученном при агломерировании частиц 1(2) исходного материала. Когда размер частиц 1(2) исходного материала составляет 16 мм или менее, задержка восстановления внутри частицы 1(2) исходного материала может быть минимизирована для получения агломерата с высокой степенью восстановления. Размер частиц 1(2) исходного материала предпочтительно составляет 9 мм или более и 16 мм или менее.The particle size of the raw material particles 1(2) is preferably 6 mm or more and 16 mm or less. When the particle size of the raw material particles 1(2) is 6 mm or more, the furnace can operate by ensuring gas permeability inside the furnace while reducing the iron oxide contained in the agglomerate obtained by agglomerating the raw material particles 1(2). When the particle size of the raw material particles 1(2) is 16 mm or less, the reduction delay inside the raw material particle 1(2) can be minimized to obtain an agglomerate with a high reduction rate. The particle size of the raw material particles 1(2) is preferably 9 mm or more and 16 mm or less.
Доля центральной части 11 во всей частице 1 исходного материала предпочтительно составляет 5 мас.% или более и 50 мас.% или менее. Когда доля центральной части 11 составляет 5 мас.% или более, можно получить агломерат с подходящей характеристикой восстановления. Когда доля центральной части 11 составляет 50 мас.% или менее, количество нового сырья для получения восстановленного железа может быть увеличено при сохранении толщины периферийной части 12, которая представляет собой слой покрытия. Доля центральной части 11 более предпочтительно составляет 10 мас.% или более и 20 мас.% или менее.The proportion of the
Способ получения частиц исходного материала для изготовления агломератаMethod for obtaining particles of starting material for the production of agglomerate
Способ получения частиц исходного материала для изготовления агломерата по настоящему изобретению представляет собой способ получения частиц исходного материала по настоящему изобретению, описанных выше, включающий процесс предварительного измельчения исходного материала, содержащего оксид железа, в порошок исходного материала, и затем классификацию порошка исходного материала для корректировки размера частиц порошка исходного материала, а также процесс смешивания и гранулирования порошка исходного материала, размер частиц которого был скорректирован, металлического железосодержащего вещества или летучего вещества и связующего для получения частиц исходного материала по настоящему изобретению.The method for producing raw material particles for producing an agglomerate according to the present invention is a method for producing raw material particles according to the present invention described above, comprising a process of pre-grinding a raw material containing iron oxide into a raw material powder, and then classifying the raw material powder to adjust the particle size of the raw material powder, and a process of mixing and granulating the raw material powder whose particle size has been adjusted, a metallic iron-containing substance or a volatile substance and a binder to obtain raw material particles according to the present invention.
Как описано выше, частицы исходного материала для изготовления агломерата по настоящему изобретению могут быть использованы для получения агломерата с более высокими характеристиками восстановления, чем обычные агломераты, поскольку центральная часть содержит вещество, которое не требует восстановления, или вещество, которое требует незначительного восстановления. Частицы исходного материала по настоящему изобретению могут быть получены с помощью известного способа изготовления сырых окатышей. Далее описывается каждый процесс.As described above, the raw material particles for producing the agglomerate of the present invention can be used to produce an agglomerate with higher reduction characteristics than conventional agglomerates, since the central part contains a substance that does not require reduction or a substance that requires little reduction. The raw material particles of the present invention can be produced by a known method for producing green pellets. Each process is described below.
Сначала в процессе предварительной обработки выполняется предварительная обработка, необходимая для последующего процесса гранулирования. В частности, сырьё измельчается, и полученный порошок исходного материала классифицируется для корректировки размера частиц, причем сырьё представляет собой материал, включающий оксид железа, содержащий 4 мас.% или менее связанной воды и/или 1,5 мас.% или менее оксида алюминия, такой как высококачественная железная руда, или материал, включающий оксид железа, содержащий более 4 мас.% воды или более 1,5 мас.% оксида алюминия, такой как низкокачественная железная руда. Измельчение железорудного исходного материала может осуществляться с использованием шаровой мельницы или других средств. Классификация может быть выполнена с использованием вращающегося ротора или сита или других средств.First, in the pretreatment process, the pretreatment necessary for the subsequent granulation process is performed. Specifically, the raw material is crushed, and the resulting raw material powder is classified to adjust the particle size, wherein the raw material is a material including iron oxide containing 4 mass% or less of bound water and/or 1.5 mass% or less of aluminum oxide, such as high-quality iron ore, or a material including iron oxide containing more than 4 mass% of water or more than 1.5 mass% of aluminum oxide, such as low-quality iron ore. The crushing of the iron ore raw material can be carried out using a ball mill or other means. The classification can be performed using a rotating rotor or a sieve or other means.
Затем в процессе гранулирования порошок исходного материала, размер частиц которого был скорректирован в процессе предварительной обработки, металлическое железосодержащее вещество или летучее вещество и связующее, такое как негашеная известь или бентонит, смешивают и гранулируют. Они также являются компонентами, регулирующими содержание CaO и MgO. Процесс можно осуществлять с использованием гранулятора, такого как дисковый гранулятор, или барабанного смесителя, или других средств. Таким образом могут быть получены частицы исходного материала для изготовления агломерата.Then, in the granulation process, the raw material powder whose particle size has been adjusted in the pretreatment process, the metallic iron substance or volatile substance and the binder such as quicklime or bentonite are mixed and granulated. They are also components that regulate the content of CaO and MgO. The process can be carried out using a granulator such as a disk granulator or a drum mixer or other means. In this way, the raw material particles for making agglomerate can be obtained.
Как описано выше, в процессе гранулирования предпочтительно использовать металлическое железосодержащее вещество или летучее вещество с размером частиц 2 мм или более и 6 мм или менее. Как описано выше, предпочтительно доводить толщину периферийной части до 2 мм или более и 5 мм или менее в процессе гранулирования.As described above, in the granulation process, it is preferable to use a metallic iron-containing substance or a volatile substance with a particle size of 2 mm or more and 6 mm or less. As described above, it is preferable to adjust the thickness of the peripheral portion to 2 mm or more and 5 mm or less in the granulation process.
АгломератAgglomerate
Агломерат по настоящему изобретению представляет собой агломерат, полученный обжигом или спеканием и агломерированием частиц исходного материала для изготовления агломерата по настоящему изобретению, описанного выше, причём, когда центральная часть агломерированной частицы исходного материала перед обжигом или спеканием включает металлическое железосодержащее вещество, агломерированная частица исходного материала имеет трёхслойную структуру, в которой центральная часть имеет первую часть, включающую металлическое железосодержащее вещество, и вторую часть, покрывающую периферию первой части, и металлическое железо, содержащееся в металлическом железосодержащем веществе окисляется во второй части, и когда центральная часть частицы агломерированного исходного материала перед обжигом или спеканием содержит летучее вещество, частица агломерированного исходного материала имеет полую структуру, где центральная часть представляет собой полость.The agglomerate of the present invention is an agglomerate obtained by calcining or sintering and agglomerating particles of a raw material for producing the agglomerate of the present invention described above, wherein when the central portion of the agglomerated particle of the raw material before calcining or sintering includes a metallic iron-containing substance, the agglomerated particle of the raw material has a three-layer structure in which the central portion has a first portion including the metallic iron-containing substance and a second portion covering the periphery of the first portion, and the metallic iron contained in the metallic iron-containing substance is oxidized in the second portion, and when the central portion of the particle of the agglomerated raw material before calcining or sintering contains a volatile substance, the particle of the agglomerated raw material has a hollow structure, where the central portion is a cavity.
Как описано выше, в частице исходного материала для изготовления агломерата по настоящему изобретению, центральная часть содержит металлическое железосодержащее вещество или летучее вещество. Когда центральная часть 11 частицы 1 исходного материала содержит металлическое железосодержащее вещество, если частицы 1 исходного материала обжигают или спекают, нагрев во время процесса обжига или спекания приводит к окислению металлического железа в части центральной части 11, прилегающей к периферийной части 12, а внутренняя часть центральной части 11 остаётся не окисленной и остаётся в виде металлического железосодержащего вещества. В результате, как показано на фиг. 3А, частица 3 агломерата имеет трёхслойную структуру, включающую первую часть 31а, имеющую металлическое железосодержащее вещество, вторую часть 31b с окисленным металлическим железом, покрывающую периферию первой части 31а, и периферийную часть 32 с оксидом железа.As described above, in the particle of the raw material for producing the agglomerate of the present invention, the central portion contains a metallic iron-containing substance or a volatile substance. When the
С другой стороны, когда центральная часть 21 частицы 2 исходного материала содержит летучее вещество, если частицу 2 исходного материала обжигают или спекают, нагрев во время процесса обжига или спекания приводит к тому, что летучее вещество в центральной части 21 улетучивается. В результате, как показано на фиг. 3В, частица 4 агломерата имеет полую структуру, где центральная часть 41 представляет собой полость, а периферийная часть 42 содержит оксид железа.On the other hand, when the
В частицах 3 и 4, показанных на фиг. 3А и 3В, центральные части 31а и 41 находятся в состоянии, не требующем восстановления. Поэтому агломерат по настоящему изобретению, который содержит частицы 3 или 4, обладает более высокими характеристиками восстановления, чем обычные агломераты.In the
Для частицы 3 слой (вторая часть) 31b, образованный окислением металлического железосодержащего вещества центральной части 11 частицы 1 исходного материала, образует оболочку, и поэтому частица имеет более стабильную структуру, чем в противном случае. Частица 4, хотя оболочка, подобная слою (второй части) 31b частицы 3, не сформирована, имеет плотный спёкшийся слой, образованный в структуре внутренней стенки полой части 41, из-за тепла, образующегося при сгорании летучего вещества центральной части 21 частицы 2 исходного материала. В результате частица 4 изначально имеет более высокую прочность, чем частица с полой структурой, за счет использования тепла, полученного изнутри. For the
Способ получения агломератаMethod for obtaining agglomerate
Способ получения агломерата по настоящему изобретению включает обжиг или спекание и агломерирование частиц исходного материала по настоящему изобретению или частиц исходного материала, получаемых способом получения частиц исходного материала по настоящему изобретению, описанным выше, в окислительной атмосфере при 1200°С или выше и 1350°С или ниже для получения агломерата.The method for producing an agglomerate according to the present invention comprises calcining or sintering and agglomerating the raw material particles of the present invention or the raw material particles obtained by the method for producing the raw material particles of the present invention described above, in an oxidizing atmosphere at 1200°C or higher and 1350°C or lower to obtain an agglomerate.
В частице исходного материала для изготовления агломерата по настоящему изобретению или частице исходного материала, полученной описанным выше способом получения частицы исходного материала по настоящему раскрытию, центральная часть содержит металлическое железосодержащее вещество или летучее вещество, а периферическая часть включает оксид железа. При обжиге или спекании исходного порошка железа в окислительной атмосфере при температуре 1200°С или выше и 1350°С или ниже для получения агломерата, металлическое железо в части, примыкающей к периферийной части, окисляется, когда центральная часть частицы исходного материала имеет металлическое железосодержащее вещество, а летучее вещество улетучивается, когда центральная часть частицы исходного материала включает летучее вещество. В результате частица агломерата имеет либо трёхслойную структуру, как показано на фиг. 3А, или полую структуру, как показано на фиг. 3В, тем самым образуя агломерат с более высокими характеристиками восстановления, чем обычные агломераты.In the raw material particle for producing the agglomerate of the present invention or the raw material particle obtained by the above-described method for producing the raw material particle of the present disclosure, the central portion contains a metallic iron-containing substance or a volatile substance, and the peripheral portion includes an iron oxide. When the raw iron powder is calcined or sintered in an oxidizing atmosphere at a temperature of 1200°C or higher and 1350°C or lower to obtain the agglomerate, the metallic iron in the portion adjacent to the peripheral portion is oxidized when the central portion of the raw material particle has a metallic iron-containing substance, and the volatile substance is volatilized when the central portion of the raw material particle includes a volatile substance. As a result, the agglomerate particle has either a three-layer structure as shown in Fig. 3A or a hollow structure as shown in Fig. 3B, thereby forming an agglomerate with higher reduction properties than conventional agglomerates.
Обжиг частиц исходного материала может быть осуществлён с использованием вращающейся печи и т.п. В частности, частицы исходного материала для изготовления агломерата по настоящему изобретению или частицы исходного материала, получаемые описанным выше способом получения частиц исходного материала по настоящему изобретению, загружают во вращающуюся печь и помещают в окислительную атмосферу, такую как воздух при 1200°С или выше и 1350°С или ниже. Таким способом можно получить обожжённые окатыши.The calcination of the raw material particles can be carried out using a rotary kiln, etc. Specifically, the raw material particles for producing the agglomerate of the present invention or the raw material particles obtained by the above-described method for producing the raw material particles of the present invention are loaded into a rotary kiln and placed in an oxidizing atmosphere such as air at 1200°C or higher and 1350°C or lower. In this way, calcined pellets can be obtained.
Спекание частиц исходного материала может быть выполнено с использованием агломеровочной машины. В частности, частицы исходного материала для изготовления агломерата по настоящему изобретению или частицы исходного материала, полученные описанным выше способом получения частиц исходного материала по настоящему изобретению, и гранулированные частицы, полученные путём гранулирования обычных частиц исходного материала, смешивают, и смесь помещают в окислительную атмосферу при температуре 1200°С или выше и 1350°С или ниже. Таким способом можно получить агломерированную руду.The sintering of the raw material particles can be performed using an agglomerating machine. Specifically, the raw material particles for producing the agglomerate of the present invention or the raw material particles obtained by the above-described method for producing the raw material particles of the present invention and the granulated particles obtained by granulating the conventional raw material particles are mixed, and the mixture is placed in an oxidizing atmosphere at a temperature of 1200°C or higher and 1350°C or lower. In this manner, the agglomerated ore can be obtained.
Способ получения восстановленного железаMethod for obtaining reduced iron
Способ изготовления восстановленного железа по настоящему изобретению включает загрузку агломерата по настоящему изобретению или агломерата, полученного способом получения агломерата по настоящему изобретению, описанным выше, в восстановительную печь с одновременным введением восстановительного газа в восстановительную печь для восстановления оксида железа, содержащегося в агломерате, для получения восстановленного железа.The method for producing reduced iron according to the present invention comprises loading the agglomerate of the present invention or the agglomerate obtained by the method for producing the agglomerate of the present invention described above into a reducing furnace while simultaneously introducing a reducing gas into the reducing furnace to reduce iron oxide contained in the agglomerate to obtain reduced iron.
Как описано выше, агломерат по настоящему изобретению или агломерат, получаемый способом получения агломерата по настоящему изобретению, обладает более высокими характеристиками восстановления, чем обычные агломераты. Путём загрузки такого агломерата в восстановительную печь, такую как шахтная печь, при подаче восстановительного газа можно эффективно производить восстановленное железо.As described above, the agglomerate of the present invention or the agglomerate obtained by the method for producing the agglomerate of the present invention has higher reduction properties than conventional agglomerates. By feeding such an agglomerate into a reduction furnace such as a shaft furnace while supplying a reducing gas, it is possible to efficiently produce reduced iron.
В настоящем описании коксовый газ, конвертированный газ из природного газа (содержащий углеводород в качестве компонента), смешанный газ из газообразного CO и газообразного H2, газообразный H2 (газ с концентрацией H2 100%) и т.п. может быть использован в качестве восстановительного газа. Однако предпочтительно использовать в качестве восстановительного газа газ, содержащий H2 в качестве основного компонента. Используемый в описании термин «газ, содержащий Н2 в качестве основного компонента» означает газ с концентрацией Н2 50% об. или более. Это может снизить выбросы CO2.In the present description, coke oven gas, converted gas from natural gas (containing hydrocarbon as a component), mixed gas of CO gas and H2 gas, H2 gas (gas with an H2 concentration of 100%) and the like can be used as the reducing gas. However, it is preferable to use a gas containing H2 as a main component as the reducing gas. The term "gas containing H2 as a main component" used in the description means a gas with an H2 concentration of 50 vol.% or more. This can reduce the emission of CO2 .
Концентрация H2 в восстановительном газе предпочтительно составляет 65% об. или более. Это может ещё больше усилить эффект сокращения выбросов CO2. Концентрация H2 в восстановительном газе более предпочтительно составляет 70% об. или более, ещё более предпочтительно 80% об. или более, ещё более предпочтительно 90% об. или более и наиболее предпочтительно 100% об., т.е. наиболее предпочтительно использовать газообразный H2 в качестве восстановительного газа. Используя газообразный H2 в качестве восстановительного газа, можно производить восстановленное железо без выбросов CO2.The concentration of H2 in the reducing gas is preferably 65% by volume or more. This can further enhance the effect of reducing CO2 emissions. The concentration of H2 in the reducing gas is more preferably 70% by volume or more, still more preferably 80% by volume or more, still more preferably 90% by volume or more, and most preferably 100% by volume, that is, it is most preferable to use H2 gas as the reducing gas. By using H2 gas as the reducing gas, it is possible to produce reduced iron without emitting CO2 .
ПримерыExamples
Далее описываются примеры настоящего раскрытия, но настоящее раскрытие не ограничивается следующими примерами.Examples of the present disclosure are described below, but the present disclosure is not limited to the following examples.
Традиционный пример 1 Traditional example 1
Обожжённые окатыши готовят с использованием бразильской железной руды, химический состав которой указан в таблице 1. В частности, железную руду сначала измельчают, а полученный порошок железной руды классифицируют для получения порошка железной руды с размером частиц -63 мкм. Далее порошок железной руды смешивают с негашёной известью в качестве связующего и готовят сырые окатыши диаметром 12 мм, регулируя влажность в грануляторе. Приготовленные сырые окатыши затем прокаливают при 1350°С на воздухе в течение 60 минут. Таким образом приготовлены обожжённые окатыши в виде агломерата традиционного примера 1. Значение восстанавливаемости полученных обожжённых окатышей определяют в соответствии с JIS-M8713, и результат составил 60%.The burnt pellets were prepared using the Brazilian iron ore whose chemical composition is shown in Table 1. Specifically, the iron ore was first crushed, and the obtained iron ore powder was classified to obtain iron ore powder with a particle size of -63 μm. Next, the iron ore powder was mixed with quicklime as a binder and prepared into green pellets with a diameter of 12 mm by adjusting the humidity in the granulator. The prepared green pellets were then calcined at 1350°C in air for 60 minutes. Thus, the burnt pellets in the form of the agglomerate of Conventional Example 1 were prepared. The recoverability value of the obtained burnt pellets was determined according to JIS-M8713, and the result was 60%.
Таблица 1Table 1
Традиционный пример 2 Traditional example 2
Агломерированную руду готовят с использованием порошка исходного материала, полученного путём смешивания бразильской железной руды и австралийской железной руды, состав которых указан в таблице 1 в соотношении 50:50. В частности, гранулированные частицы были сначала получены путём гранулирования железной руды вместе с известняком, возвратной рудой и коксовой мелочью в качестве вторичных материалов. Средний диаметр приготовленных гранулированных частиц составляет около 3 - 4 мм, а внутри частицы содержалось ядро частицы (концентрация железа: 57 мас.%) с максимальным размером около 1 мм. Полученные таким образом гранулированные частицы загружают в небольшой тестер для спекания и подвергают спеканию. Для спекания используют стальной сосуд с высотой слоя заполнения 600 мм и диаметром 300 мм, спекание проводят при постоянном перепаде давления с разрежением на всасывании 6,9 кПа. Полученную агломерированную руду четыре раза сбрасывали с высоты 2 м для выделения из полученной агломерированной руды частиц размером 19 - 22 мм. Таким образом приготовили агломерированную руду в виде агломерата традиционного примера 2. Значение восстанавливаемости полученной агломерированной руды определяли в соответствии с JIS-M8713, и результат составил 65 - 70%.The agglomerated ore is prepared using the raw material powder obtained by mixing Brazilian iron ore and Australian iron ore whose composition is shown in Table 1 in a ratio of 50:50. Specifically, granulated particles were first obtained by granulating the iron ore together with limestone, return ore and coke breeze as secondary materials. The average diameter of the prepared granulated particles is about 3 - 4 mm, and the particle core (iron concentration: 57 wt%) with a maximum size of about 1 mm is contained inside the particle. The granulated particles thus obtained are loaded into a small sintering tester and subjected to sintering. A steel vessel with a filling layer height of 600 mm and a diameter of 300 mm is used for sintering, and sintering is carried out under a constant pressure difference with a suction vacuum of 6.9 kPa. The obtained agglomerated ore was dropped from a height of 2 m four times to separate particles of 19 - 22 mm in size from the obtained agglomerated ore. Thus, the agglomerated ore was prepared as the agglomerate of conventional example 2. The recoverability value of the obtained agglomerated ore was determined according to JIS-M8713, and the result was 65 - 70%.
Пример 1Example 1
Обожжённые окатыши в качестве агломерата примера 1 были приготовлены таким же образом, как и в традиционном примере 1. Однако при получении сырых окатышей (частицы исходного материала) для изготовления агломерата порошок железа прямого восстановления DRI (концентрация железа: 80,4 мас.%, частицы размером: 3 - 5 мм (под ситом 5 мм и выше сита 3 мм), степень металлизации (= доля восстановленного железа/общее содержание железа): 80%), полученный в процессе изготовления восстановленного железа, был добавлен для приготовления сырых окатышей (частицы исходного материала), включающих порошок DRI в качестве центральной части. Все остальные условия были такими же, как в традиционном примере 1. Определяли значение восстанавливаемости полученных обожжённых окатышей, и результат составил 80%.The calcined pellets as the agglomerate of Example 1 were prepared in the same manner as in Conventional Example 1. However, when preparing green pellets (raw material particles) for producing the agglomerate, DRI powder (iron concentration: 80.4 mass%, particle size: 3 - 5 mm (under 5 mm sieve and above 3 mm sieve), metallization degree (= reduced iron ratio/total iron content): 80%) obtained in the reduced iron manufacturing process was added to prepare green pellets (raw material particles) including DRI powder as a core. All other conditions were the same as in Conventional Example 1. The reducibility value of the obtained calcined pellets was measured, and the result was 80%.
Пример 2Example 2
Обожжённые окатыши в качестве агломерата примера 2 были приготовлены таким же образом, как и в традиционном примере 1. Однако, при приготовлении сырых окатышей (частицы исходного материала) для изготовления агломерата, порошок DRI (концентрация железа: 75,2 мас.%, частицы размером: 3 - 5 мм (под ситом 5 мм и выше сита 3 мм), степень металлизации (= доля восстановленного железа/общее содержание железа): 65%), полученный в процессе изготовления восстановленного железа, был добавлен для приготовления сырых окатышей (частицы исходного материала), содержащих порошок DRI в качестве центральной части. Все остальные условия были такими же, как в традиционном примере 1. Определяли значение восстанавливаемости полученных обожжённых окатышей, и результат составил 78%.The calcined pellets as the agglomerate of Example 2 were prepared in the same manner as those in Conventional Example 1. However, when preparing green pellets (raw material particles) for producing the agglomerate, DRI powder (iron concentration: 75.2 mass%, particle size: 3 - 5 mm (under 5 mm sieve and above 3 mm sieve), metallization degree (= reduced iron ratio/total iron content): 65%) obtained in the process for producing reduced iron was added to prepare green pellets (raw material particles) containing DRI powder as a core. All other conditions were the same as those in Conventional Example 1. The reducibility value of the obtained calcined pellets was measured, and the result was 78%.
Пример 3Example 3
Агломерированную руду в виде агломерата примера 3 готовили так же, как и в традиционном примере 2. Однако гранулированные частицы готовили с использованием только австралийской железной руды, полученные гранулированные частицы смешивали с сырыми окатышами, приготовленными тем же способом, что и в примере 1 для приготовления смешанного исходного материала для гранулирования, и полученное смешанное сырьё для гранулирования загружали в небольшой тестер для спекания и подвергали спеканию. Все остальные условия были такими же, как в традиционном примере 2. Определяли значение восстанавливаемости полученной аглоруды, и результат составил 90%.The agglomerated ore in the form of agglomerate of Example 3 was prepared in the same manner as in Conventional Example 2. However, granular particles were prepared using only Australian iron ore, the obtained granular particles were mixed with green pellets prepared in the same manner as in Example 1 to prepare a mixed raw material for granulation, and the obtained mixed raw material for granulation was loaded into a small sintering tester and sintered. All other conditions were the same as in Conventional Example 2. The recoverability value of the obtained sintering ore was measured, and the result was 90%.
Пример 4Example 4
Агломерированную руду в виде агломерата примера 4 готовили так же, как в примере 3. Однако сырые окатыши готовили тем же способом, что и в примере 2. Все остальные условия были такими же, как в примере 3. Определяют значение восстанавливаемости полученного агломерата, и результат составил 84%.The agglomerated ore in the form of agglomerate of Example 4 was prepared in the same way as in Example 3. However, the raw pellets were prepared in the same way as in Example 2. All other conditions were the same as in Example 3. The recoverability value of the obtained agglomerate was determined, and the result was 84%.
Пример 5Example 5
Аглоруду в виде агломерата из примера 4 готовили таким же образом, как и в примере 1. Однако при получении сырых окатышей вместо порошка DRI добавляли частицы полипропилена (диаметром: 3 - 5 мм). Все остальные условия были такими же, как в примере 1. Определяли значение восстанавливаемости полученных обожжённых окатышей, и результат составил 79%.The agglomerate ore of Example 4 was prepared in the same manner as in Example 1. However, when obtaining raw pellets, polypropylene particles (diameter: 3 - 5 mm) were added instead of DRI powder. All other conditions were the same as in Example 1. The recoverability value of the obtained roasted pellets was determined, and the result was 79%.
Оценка характеристик восстановления агломератаEvaluation of agglomerate recovery characteristics
Как описано выше, восстанавливаемость аглоруды в традиционных примерах 1 и 2 составляла около 60 - 70%, а восстанавливаемость агломерированной руды в примерах 1 - 5 составляла 79% или более, что указывает на то, что аглоруда в примерах 1 - 5 имеет более высокие характеристики восстановления, чем в традиционных примерах 1 и 2. Сравнение примера 1 с примером 2 и сравнение примера 3 с примером 4 показывает, что когда степень металлизации центральной части сырых окатышей (частицы исходного материала) увеличивается, значение восстанавливаемости также увеличивается.As described above, the recoverability of the sintering ore in the conventional Examples 1 and 2 was about 60 to 70%, and the recoverability of the agglomerated ore in Examples 1 to 5 was 79% or more, indicating that the sintering ore in Examples 1 to 5 has higher recovery characteristics than those in the conventional Examples 1 and 2. A comparison of Example 1 with Example 2 and a comparison of Example 3 with Example 4 shows that when the metallization degree of the central part of the raw pellets (raw material particles) increases, the recoverability value also increases.
Оценка прочности агломератаEvaluation of agglomerate strength
Агломераты примеров 1 - 5 имели такой же уровень прочности, как и агломераты традиционных примеров 1 и 2, и их можно было без проблем использовать для изготовления восстановленного железа. Поэтому агломераты примеров 1 - 5 имели как подходящую прочность, так и подходящие характеристика восстановления.The agglomerates of Examples 1 to 5 had the same strength level as the agglomerates of the conventional Examples 1 and 2, and they could be used for producing reduced iron without problems. Therefore, the agglomerates of Examples 1 to 5 had both suitable strength and suitable reduction property.
Промышленная применимостьIndustrial applicability
В соответствии с настоящим изобретением можно получить частицы исходного материала для изготовления агломерата, которые можно использовать для изготовления агломератов с более высокими характеристиками восстановления, чем у обычных агломератов, которые используются в сталелитейной промышленности.According to the present invention, it is possible to obtain particles of raw material for producing agglomerate, which can be used to produce agglomerates with higher reduction characteristics than conventional agglomerates used in the steel industry.
Список ссылочных позицийList of reference positions
1, 2 частицы исходного материала1, 2 particles of the original material
3, 4 частицы агломерированной руды3, 4 particles of agglomerated ore
11, 21, 31, 41 центральная часть11, 21, 31, 41 central part
12, 22, 32, 42 периферийная часть12, 22, 32, 42 peripheral part
31а первая часть31a first part
31b вторая часть.31b second part.
Claims (12)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021-061965 | 2021-03-31 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2023127116A RU2023127116A (en) | 2023-11-13 |
| RU2836975C2 true RU2836975C2 (en) | 2025-03-24 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012126963A (en) * | 2010-12-15 | 2012-07-05 | Kobe Steel Ltd | Agglomerate for manufacturing reduced iron, and method for manufacturing the same |
| JP2014080649A (en) * | 2012-10-15 | 2014-05-08 | Nippon Steel & Sumitomo Metal | Agglomerated ore for blast furnace and manufacturing method thereof |
| JP2015101740A (en) * | 2013-11-21 | 2015-06-04 | 株式会社神戸製鋼所 | Method for manufacturing reduced iron |
| JP2015209570A (en) * | 2014-04-25 | 2015-11-24 | 株式会社神戸製鋼所 | Production method of reduced iron |
| RU2623523C2 (en) * | 2011-09-08 | 2017-06-27 | Вале С.А. | Carbon nanotubes application in the ore minerals agglomerates for improving the mechanical strength |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012126963A (en) * | 2010-12-15 | 2012-07-05 | Kobe Steel Ltd | Agglomerate for manufacturing reduced iron, and method for manufacturing the same |
| RU2623523C2 (en) * | 2011-09-08 | 2017-06-27 | Вале С.А. | Carbon nanotubes application in the ore minerals agglomerates for improving the mechanical strength |
| JP2014080649A (en) * | 2012-10-15 | 2014-05-08 | Nippon Steel & Sumitomo Metal | Agglomerated ore for blast furnace and manufacturing method thereof |
| JP2015101740A (en) * | 2013-11-21 | 2015-06-04 | 株式会社神戸製鋼所 | Method for manufacturing reduced iron |
| JP2015209570A (en) * | 2014-04-25 | 2015-11-24 | 株式会社神戸製鋼所 | Production method of reduced iron |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102110643B1 (en) | Carbon material-containing granulated particles in production of sintered ore, method for producing the same | |
| US4231797A (en) | Fired iron-ore pellets having macro pores | |
| US4723995A (en) | Method for continuously manufacturing fired pellets | |
| AU2017388174B2 (en) | Sintered ore manufacturing method | |
| CN102177256B (en) | Blast furnace operating method using carbon-containing unfired pellets | |
| JP3731361B2 (en) | Method for producing sintered ore | |
| RU2836975C2 (en) | Particles of starting material for making agglomerate, method of producing particles of starting material for making agglomerate, method of producing agglomerate, method of producing reduced iron | |
| CA2560085C (en) | Layered agglomerated iron ore pellets and balls | |
| AU2021437808B2 (en) | Raw material particles for production of agglomerate, method for producing raw material particles for production of agglomerate, agglomerate, method for producing agglomerate, and method for producing reduced iron | |
| JPH02228428A (en) | Charging material for blast furnace and its production | |
| US4518428A (en) | Agglomerates containing olivine | |
| JP3879408B2 (en) | Method for producing sintered ore and sintered ore | |
| US4963185A (en) | Agglomerates containing olivine for use in blast furnace | |
| JP4241285B2 (en) | Method for producing semi-reduced sintered ore | |
| JP4529838B2 (en) | Sinter ore and blast furnace operation method | |
| JP3709001B2 (en) | Non-fired agglomerated ore for iron making and method of using the same | |
| JP2001262241A (en) | Method for producing coal-bearing sintered ore | |
| JP2006063444A (en) | Blast furnace sinter | |
| JP6988778B2 (en) | Manufacturing method of charcoal interior sinter and equipment for manufacturing charcoal interior sinter | |
| JP2003027150A (en) | Method for producing unfired agglomerate with excellent powdering resistance and unfired agglomerate | |
| JP5434340B2 (en) | Method for producing sintered ore | |
| JP5549143B2 (en) | Method for manufacturing raw materials for sintering | |
| JPH02232322A (en) | Charging material for blast furnace and its production | |
| JPS62177131A (en) | Manufacture of briquetted ore | |
| JPS62243720A (en) | Method for producing sintered ore |