книги из ГПНТБ / Кудрявцев, В. С. Металлизованные окатыши

В.О. КУДРЯВЦЕВ

С. А. ХТ'ЧЕ.ЛЕСИЩ

В. С. КУДРЯВЦЕВ, С. А. ПЧЕЛКИН

Металлизованные

окатыши

МОСКВА

МЕТАЛЛУРГИЯ» 1974

УДК 622.788.34/36

I чи-гляь: о. о 'jaj.

шей, предложены методы расчетов размеров оборудования н технико-экономической оценки процессов восстановления же­ лезной руды с помощью угля в конвейерной н трубчатой вращающейся печах, а также плавки металлизованных ока­ тышей в электросталеплавильных печах.

Предназначена для исследователей, проектировщиков и экономистов, работающих в области бескоксовой металлургии железа. Может быть полезна студентам, изучающим пирометаллургические процессы. Ил. 86. Табл. 20. Список лит.: ПО назв.

© Издательство «Металлургия», 1974 г.

040(01)—74

ОГЛАВЛЕНИЕ

ЦИИ И СВОЙСТВ МЕТАЛЛИЗОВАННЫХ ОКАТЫШЕЙ . 9

Появление новых дешевых энергетических источни­ ков способствует развитию существующих металлурги­ ческих процессов и появлению принципиально новых беококсовых (внедоменных) способов, которые делятся

ЭЛКЕМ, КШС4, Хёганес, Виберг). Общей чертой пере­ численных способов, применяемых или претендующих на использование в промышленности, является металли­

требования. Если в доменной печи можно с успехом про­ плавлять достаточно прочные окатыши с относительно невысокими степенью металлизации и общим содержа­ нием железа, то для сталеплавильной печи они должны быть близки по свойствам к заменяемому скрапу, т. е. должны производиться из богатых руд или концентратов и иметь высокую степень металлизации. По мнению ря­ да исследователей, степень металлизации шихты для до­ менной печи должна быть на уровне 30—50%, более высокая металлизация менее эффективна.

По опыту и расчетам французского научного центра черной металлургии ИРСИД, для сталеплавильного про­ изводства масса шлака из металлизованных окатышей должна составлять 3—5% от массы металла при степе­ ни их металлизации ~98% -

Использование металлизованной шихты улучшает показатели доменной плавки: каждые 10% металлизации снижают расход кокса и повышают производительность доменной печи на 5--9% . При непрерывной загрузке холодных металлизованных окатышей в электропечь происходит увеличение ее производительности на 30— 50%, улучшается чистота стали по вредным примесям по сравнению с плавкой скрапа и, как следствие, улучша­ ется ее механические и особенно пластические свойства.

Эффективность использования металлизованных ока­

1 Способ, применяемый на Белорецком комбинате.

8

тышей определяется их стоимостью. В условиях США и Яионии доменная плавка металлизованных окатышей считается целесообразной, если стоимость их ниже 40 долл/т, особенно при необходимости увеличения про­ изводства чугуна на действующих доменных печах. Эф­ фективность производства стали из высокометаллизовашшх окатышей зависит от уровня цен на покупной скрап, который значительно колеблется, однако и при этих условиях в развитых странах достигается экономи­ ческий эффект, особенно за счет уменьшения капитало­ вложений, которые оказываются для мини-заводов, про­ изводящих 0,5 млн. т стали в год, в два раза ниже, чем для традиционного металлургического производства. В развивающихся странах, где не хватает своего скрапа, а привозной достаточно дорог, .использование металлизо­ ванных окатышей для производства стали может дать еще более значительный экономический эффект.

Наибольший эффект можно получить, по-видимому, при использовании металлизованных окатышей в стале­ плавильном производстве. Повышение чистоты и плас­ тичности стали при замене покупного скрапа металлизованными окатышами очень важно, например, для произ­ водства листа, идущего на глубокую вытяжку, и конст­ рукционного легированного металла. В связи с этим в электропечах уже выплавляют более 2,0 млн. т стали из шихты, содержащей металлизованную руду (окатыши), кроме того, в стадии проектирования и строительства находится еще ряд установок общей мощностью не­ сколько миллионов тонн. В то же время пока нет домен­ ной печи, которая постоянно работала бы на металлизованной шихте.

Возможен экономический эффект при выплавке чу­ гуна из предвосетановленных окатышей в электродомен­ ной печи. В связи с этим в ЮАР в стадии освоения на­ ходится установка металлизации окатышей, предназна­ ченных для электродоменной плавки, мощностью 1 млн. т в год.

Советские ученые А. А. Байков, И. А. Соколов, М. А. Павлов, И. П. Бардин, Г. И. Чуфаров, С. Т. Рос­ товцев, П. В. Гельд, А. Н. Похвиснев, 3. И. Некрасов,

гнозные технико-экономические оценки ее использования

7

Г л а в а I

ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА МЕТАЛЛИЗАЦИИ И СВОЙСТВ МЕТАЛЛИЗОВАННЫХ ОКАТЫШЕЙ

Процессы восстановления окислов газом и твердыми восстановителями исследованы подробно. Однако все больший интерес вызывает восстановление рудо-уголь­ ных смесей (моношихт), в частности рудо-угольных ока­ тышей, в которых благодаря развитой поверхности реа­

влияние на скорость и степень восстановления окислов железа в рудо-угольном окатыше типа и крупности ру­ ды, реакционной способности и количества восстанови­ теля, размера окатыша, характера газовой фазы и ско­ рости ее движения, времени, температуры, ультразвуко­ вого облучения. Необходимо было исследовать поведе­ ние серы и азота в процессе восстановления рудо-уголь­ ного окатыша, определить механические свойства и вос­ становимость окатышей разной степени металлизации в холодном и горячем состоянии при различных способах их получения и использования. В настоящей главе изло­ жены результаты этих исследований.1

1.ВОССТАНОВЛЕНИЕ РУДО-УГОЛЬНЫХ ОКАТЫШЕЙ

ВНЕЙТРАЛЬНОЙ и л и ВОССТАНОВИТЕЛЬНОЙ АТМОСФЕРЕ

тип и к р у п н о с т ь РУДЫ

Опубликованные исследования [1—5] о влиянии типа и крупности руды на кинетику процессов ее восстановле­ ния твердым углеродом относятся в основном к крупнокусковым рудам, используемым в доменном производст­ ве. Значение этих факторов при восстановлении окомкованной смеси тонкоизмельченных руд и восстановителей

9