Спосіб отримання відновлених марганцевих котунів

1 Спосіб отримання відновлених марганцевих котунів, що включає грудкування рудовупльної суміші, яка містить тонкий марганцевий концентрат, який відрізняється тим, що разом з тонким марганцевим концентратом вводять твердий відновник крупністю 0,1-5-6,0 мм у КІЛЬКОСТІ 10-5-25% від ва ги марганцевого концентрату у трубчату обертову піч, потім нагрівають вихідну суміш до температури 750-5-850°С для відновлення марганцевих мінералів до манганозиту, проводять подальший нагрів суміші до температури 50-И200°С для утворення рідкофазного зв'язуючого компоненту, а грудкування проводять на виході з печі при температурі 1ООО-5-9ОО°С протягом 5-Й 5 хв 2 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що твердий відновник у своєму складі містить фракцію 0,1-5-1,0 мм у КІЛЬКОСТІ 45-5-60%, а фракції 1,0-5-6,0 у Винахід відноситься до підготовки сировини до металургійної переробки, зокрема, до підготовки окускованої сировини для феросплавного виробництва Відомий спосіб підготовки шихти для виробництва феросплавів, у якому шихту нагрівають до температури на 20-5-40°С вище температури розм'якшення в суспендованому шарі, а потім завантажують у трубчасту обертову піч (ТОП), додаючи холодну шихту, що накочується на утворені в зваженому шарі глобули (А с СРСР № 637442, Б І №46 від 15 12 1978 р) Недоліком способу є наявність значних витрат енергоресурсів для нагрівання й окускування шихти в суспендованому шарі При подачі холодної шихти на утворені глобули відбувається швидке охолодження поверхні і не досягається повне накочування холодної шихти Це приводить до значного виходу дріб'язку з печі, знижується МІЦНІСТЬ епіків Крім того, відбувається повторне окислювання поверхні утворених епіків (глобул) Найбільш близьким за технічною сутністю та результатом, що досягається, до пропонованого винаходу є спосіб, у якому з рудовупльної суміші одержують сирі окатиші, на їхню поверхню накочують шар коксівного вугілля, зволоженого розчином сульфіт-спиртової барди Окатиші сушать, нагрівають і обпалюють у ТОП при наявності відновлювальної атмосфери (А с СРСР № 905302, Б І № 6, 1982 р ) Недоліком способу є те, що отримані після сушіння й нагрівання окатиші мають низьку МІЦНІСТЬ і після завантаження їх у ТОП руйнуються Накатаний на поверхню окатишів шар відновника стирається, внаслідок чого знижується ступінь відновлення марганцевих окислів Метою винаходу є підвищення МІЦНОСТІ І металургійної ЦІННОСТІ марганцеворудних окатишів Поставлена мета досягається тим, що у ТОП одночасно з тонким марганцевим концентратом завантажується твердий відновник крупністю 0,1-5-6,0 мм у КІЛЬКОСТІ 10-5-25% від ваги марганце КІЛЬКОСТІ 40-5-55% вого концентрату Відновлюють ВИХІДНІ ОКИСЛИ ма рганцю до манганозиту (МпО) при температурі 750-5-850°С, а потім відновлену рудовупльну суміш піддають нагріванню у відновлюваній атмосфері печі до пластичного стану, окомковують за рахунок утворення силікатної зв'язки Твердий відновник, що вводиться до шихти, повинен мати у своєму складі фракції 0,1-5-1,0 мм у КІЛЬКОСТІ 45Ч-60%, а фракції 1,0-5-6,0 мм у КІЛЬКОСТІ 40-5-55% Оскільки сукупність ознак, що пропонується, дозволяє досягти поставленої мети, обумовленої істотними ВІДМІТНИМИ ознаками, то технічне рішення, яке ми пропонуємо, відповідає критерію "позитивний ефект" за наявністю різниці в результатах при використанні його і прототипу У результаті проведеного пошуку не виявлені технічні рішення з подібними ознаками, що виконують функцію, подібну до тієї, яка виконується в даному винаході Тому, технічне рішення, що пропонується, відповідає критерію "ІСТОТНІ ВІДМІННОСТІ" ОДНІЄЮ З ОСНОВНИХ переваг запропонованого технічного рішення є те, що спочатку здійснюють відновлення концентрату до манганозиту в неокомкованому вигляді Тонкі зерна концентрату, що мають переважно фракції 0,15-5-0,3 мм, відновлю 42411 ються швидше, тому що мається більш "вільний" контакт усієї поверхні зерна з твердим відновником, відновлюваним газом, що виділяється з нього Межі крупності твердого відновника обрані, виходячи з того, що дрібні фракції (менш одного міліметра) порівняні з крупністю оксидів марганцю При нагріві у мікрооб'ємах на контакті зерен створюються умови для протікання реакції газифікації С02+ІЗ(2СО), що значно інтенсифікує процес відновлення вищих окислів марганцю При зменшенні крупності твердого відновника нижче нижньої межі, спостерігається підвищений виніс його з димовими газами Крім того, тонкі частки, швидко згоряючи, виділяють меншу КІЛЬКІСТЬ тепла Перевищення верхньої межі крупності сприяє зниженню МІЦНОСТІ готовихокатишів Великі шматки відновника (більш 6 мм) не встигають згоряти, закочуються усередину окатиша і є причиною їхнього руйнування при перевантаженнях і транспортуванні Температурні межі відновлення у ТОП установлені, виходячи з наступних умов Нижня межа диктується початком відновних процесів (з урахуванням саморозігріву в обсязі шихти), при зменшенні температури середовища нижче 700°С процес відновлення марганцевого концентрату протікає мляво Маючи високу питому поверхню, зерна твердого відновника контактують із поверхнею зерен концентрату в його об'ємі Тісний контакт зерен у загальній масі шихти і постійне відновлення контактів при пересипанні шихти у ТОП сприяє високому ступеню відновлення вихідних мінералів марганцю до манганозиту за рахунок прямого відновлення, а також за рахунок виділення окису вуглецю При цьому, в об'ємі шихти, при протіканні реакції m02+nC(pC02+qCO), відбувається саморозігрів шихти Саморозігрів об'єму шихти інтенсифікує процес відновлення У момент максимуму саморозігріву, якому також сприяє процес дисоціації, необхідно тривалий час перебування матеріалу в цій зоні Перевищення верхньої температурної межі (більш 850°С) сприяє швидкому збільшенню рідкої фази до завершення відновлювальних процесів у всьому об'ємі шихти Фракційний склад твердого відновника визначився, виходячи з того, що фракція 0,1-5-1,0 мм є відновником у початковий період процесу при більш низьких температурах Фракція 1-5-6,0 мм є відновником на більш ПІЗНІХ етапах відновлення, зберігаючи при цьому вже утворені гранули від окислювання Фракції, за крупністю ближчі до верхньої межі, частково згоряють на 30-5-50% свого об'єму, потім закочуються в окатиші разом із рудними зернами Таким чином, одержують окатиші із залишковим вуглецем, що робить їх більш коштовним металургійним продуктом Процентне співвідношення фракцій визначається дослідним шляхом Окомкування розігрітої шихти відбувається при температурі в печі в межах 950-И 0°С Окатиші формуються завдяки рідкій фазі, утвореній внаслідок взаємодії високоактивного свіжоутвореного манганозиту з окислами калію, натрію, кремнію, що складають легкоплавку евтектику Пропонований спосіб був випробуваний у промислових умовах у ТОП довжиною 40 м і діаметром 2,5 і 3,0 м Піч, обладнана торцевим пальником, у якому спалювався природний газ Коефіцієнт надлишку повітря склав 0,8-5-0,85 - для підтримки в печі відновлювальної атмосфери Шляхом регулювання подачі газу (співвідношення газ - повітря), піч була розділена на температурні зони 60% усієї довжини (починаючи з завантажувальної голівки печі) була відведена для сушіння, підігріву й відновлення вищих окислів марганцю до манганозиту Температура в зоні розподілялася таким чином 400-5-450°С у зоні завантаження, 750-ь850°С у зоні відновлення, 950ч-1000°С у гарячій зоні, або у зоні утворення рідкої фази, 1050-ь900°С у зоні окомкування та ущільнення окатишів Як вихідна сировина використовувався тонкий марганцевий окісний концентрат, крупність якого складала 0,15-5-1,0 мм, у якості твердого відновника застосовувався спеціально підготовлений коксовий дріб'язок крупністю 0,1-5-6,0 мм, у якому фракції 0,1-5-1,0 мм уміщували 55%, а фракції 1,0-5-6,0 мм -45% Масова частка концентрату в шихті складала 82%, а коксовий дріб'язок - 18% Вологість шихти складала 14-5-15% Отримані з такої шихти окатиші були цілком відновлені до манганозиту (МпО), мали високу МІЦНІСТЬ І не руйнувалися при транспортуванні Для порівняння, на великолабораторній установці були проведені досвіди за відомою технологією Результати випробовувань зведені в таблицях Таблиця 1 Варіанти 1 2 3 4 5 6 7 Масова частка відновника в шихті, % Температура в зоні відновлення, °С Ступінь відновлення до Мп0,% МІЦНІСТЬ окатишів по ДСТ 15437-77, % - на удар (фр +5) - стирання (фр -0,5 мм) Масова частка дріб'язку на виході з печі (0-5 мм), % 5 650 83,6 8 700 91,5 10 750 96,8 15 800 98,0 20 850 98,3 25 900 98,8 ЗО 950 98,5 77,0 8,2 8,8 82,5 5,1 8,2 91,8 4,7 4,4 94,5 4,3 4,2 95,1 4,2 3,8 95,3 3,8 3,6 94,0 4,1 3,9 42411 Таблиця 2 МІЦНІСТЬ на стиск обпалених окатишів діаметром 20 мм, кг/окатиш Відома 48-ь65 Пропонована 132^-150 Варіанти технологій МІЦНІСТЬ за ДСТ 15137-77 На удар (фр +5 мм) 71,5 92-ь94 На стирання (фр -5 мм) 10,4 4,04-4,5 ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Киів-133, бульв Лесі Українки, 26 (044)295-81-42, 295-61-97 Підписано до друку Обсяг с)бл -вид арк 2002 р Формат 60x84 1/8 Тираж 50 прим Зам УкрІНТЕІ, 03680, Киів-39 МСП, вулі Горького, 180 (044) 268-25-22 Масова частка дріб'язку (5-0 мм) у готовому продукті, % 114-14 3,64-4,5