Розробка процесу виробництва частково металізованих залізорудних шихтових матеріалів на основі рудовуглецевих композицій для традиційних металургійних технологій

З метою підвищення металургійної цінності шихтових матеріалів доменного виробництва досліджувалась можливість отримання частково металізованих котунів із рудно-флюсо-паливних композицій. В якості основного сировинного матеріалу використовувався залізорудний концентрат Інгулецького ГЗКа (64,7 % Fe), з добавкою коксівного дріб’язку фракції 0-3 мм і негашеного вапна, які потім перемішувались і гранулювались на тарільчастім грануляторі. Отримані котуни, що вміщували 12-17 % дисперсного вуглецю, після нанесення на їх поверхню захисного шару товщиною 2,0-2,5 мм із суміші концентрату і негашеного вапна (1:1) змішувались з твердим паливом, яке характеризувалось визначеним функціональним розподіленням в пошаровій системі: на поверхні гранул – пускове паливо - 0-3 мм, в проміжку між гранулами – основне або робоче -3-7 мм і більш громіздке – 7-10 мм, як паливо термостабілізації.

Спікання котунів з твердопаливною насадкою проводилось в лабораторній установці, обладнаній циліндричною чашею 100 і 200 мм, при висоті шару, що спікається, 250-380 мм. При цьому в пошаровій системі твердопаливна насадка формувалась наступним чином: на колосникову решітку чаші укладалась твердопаливна підкладка, що складалась із двох шарів коксівного дріб’язку фракції 0-10 мм. Першиий шар – шар пускового палива, який запалюється газовим пальником в режимі фільтрації; потім переводиться в дуттєвий і на поверхню шару, що горить, укладається шар робочого палива. На активовану поверхню твердопаливної підкладки укладаються шарами котуни з одночасним заповненням міжгранульного простору твердопаливною насадкою. Маси палива по шарам будуть заповнюватись і представлять предмет оптимізації; при цьому їх кількість повинна бути адекватна витратам на процеси, які відбуваються в шарі гранул, розташованих над ними.

Необхідність робочого шару твердого палива диктується, як мінімум, двома обставинами. Перша – це створення відповідного температурно-теплового режиму спікання і металізації гранул. Друга – створення відновлювально-теплового режиму. Паливна підкладка вцілому виконує роль зовнішнього джерела тепла з регульованим складом теплоносія. При досягненні температури в шарі 1423-1473 К (в зоні горіння 1595-1613 К) проводиться витримка при мінімальній кількості повітря, що подається в пошарову систему, з подальшим охолодженням спеченого матеріалу.

Проведені експерименти по даній методиці показали можливість отримання протягом 35-40 хв. частково металізованого шихтового матеріалу при наявності в ядрі гранул 12 % вуглецю і висоті шарів, що спікаються, 4-5 d, які розташовані між робочими(генераторними ) шарами палива.

Реалізація розробленої схеми на конвеєрних випалювальних машинах при висоті шару, що спікається, 0,25-0,3 м в режимі фільтрації при розрідженні 200-400 мм.вод.ст. дозволить отримати гібридний згрудкований залізорудний матеріал у вигляді друз з залишковим вуглецем для подальшої доменної переробки, достатньою «холодною» міцністю, ступенем металізації 30-35 %, виходом придатного 75-80 % і зниженням витрати природного газу в 1,5-2,0 рази.