ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 30.10.2024
Просмотров: 57
Скачиваний: 0
способствует водород и препятствуют кислород и сера. Полукокс из кзнско-ачинских бурых углей содержит ма ло серы и водорода, но много (около 12%) кислорода [20, с. 192—200]. По этим признакам он относится к слабографитирующимся углям.
Существует мнение, что при тонком измельчении вос становителей и высоких температурах (выше 1000°С) различие их реакционной способности не влияет на ско рость процесса металлизации [21,22]. Более поздние ис следования металлизации рудо-угольиых окатышей, при готовленных из тонких смесей реагентов, при умеренных и высоких температурах в конвейерных и трубчатых пе чах [12, 23, 24], как и работа Г. В. Губина и Л. М. Цылева [25], показали наличие связи между скоростью ме таллизации и реакционной способностью восстановите лей. Эта зависимость была проверена в лабораторных условиях для смеси тонкоизмельченных предварительно нагретых концентратов и восстановителей и для холод-
Рнс. 4. Кинетические кривые восстановления смеси предвари тельно нагретых Коршуновско го концентрата и буроугольно
го |
полукокса |
с реакционной |
|
способностью |
R, мл/(г*с): |
' |
Л Г — 10; |
% У — 1 |
Рис. |
5. |
Металлизация |
рудо |
угольных |
окатышей различны |
||
ми |
восстановителями |
[/?. |
|
|
|
мл/(г*с)]: |
|
/ — буроугольный полукокс [ІО];
2 — черногорский |
каменный |
|
уголь [6]; |
3 — черемховский по |
|
лукокс |
[3,45]; |
4 — кокс [1,3] |
ных рудо-угольных окатышей различных размеров [23]. Степень восстановления рассчитывали по количеству и составу газа, выделившегося в процессе металлизации.
Кинетические кривые восстановления предварительно нагретых до температуры опыта и затем смешанных тон ких (< 0,074 мм) порошков Коршуновского концентрата и полукокса с реакционной способностью (R) 10 и
15
1 мл/(г-с), полученного пиролизом бурого угля соответ ственно при 600 и 1500°С, показывают, что различие ско ростей восстановления наблюдается не только при 1000 (рис. 4, кривые Г, 2'), но и при 1500°С (кривые 1, 2). Кривые восстановления рудо-угольных окатышей (диа метром 20 мм) из Коршуновского концентрата с буроу гольным полукоксом, черногорским каменным углем, черемхов'ским полукоксом и кузнецким коксом при тем пературе 1300°С (рис. 5) также подтверждают вывод о влиянии реакционной способности на скорость процесса металлизации при высоких температурах.
Были проведены исследования окатышей из Коршу новского концентрата и полукокса, прокаленного в тече ние 2 ч при 600, 900, 1200 и 1500°С, т. е. имеющего реак ционную способность соот ветственно 10; 8; 4 и 1 мл/ /{г-с) (табл. 2, рис. 6). При этом выявлена обратно про-
Рис. 6. Влияние реакционной спо |
|
|
|
|
собности восстановителей |
на от |
|
|
|
носительное время восстановления |
Рис. |
7. Термограмма |
восстановле |
|
окатышей (см. табл. 2) при степе |
ния |
Коршуновского |
концентрата |
|
ни восстановления, |
%: |
буроугольным полукоксом (/) и |
||
/ — 50; 2 — 75; 3 — 90 |
|
кузнецким коксом (2) |
||
порциональная зависимость между реакционной способ ностью восстановителей и относительной продолжитель ностью металлизации в исследованных пределах.
- ± - = B ± m R , |
(1) |
где Тэ — время металлизации окатышей |
восстановите |
лем, принятым за эталон, мин; |
|
В, т — коэффициенты. |
|
Т а б л и ц а 2
АБСОЛЮТНАЯ т, МНН (ЧИСЛИТЕЛЬ),
И ОТНОСИТЕЛЬНАЯ — (ЗНАМЕНАТЕЛЬ)
Тю
ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ МЕТАЛЛИЗАЦИИ РУДО-УГОЛЬНЫХ ОКАТЫШЕЙ
Температу |
R, |
Продолжительность |
восстановления при степени ме |
|||||
ра |
мл/(г-с) |
|
|
таллизации |
окатышей, |
% |
|
|
опыта, |
по ГОСТ |
|
|
|
|
|
|
|
°С |
10039—62 |
25 |
1 |
50 |
1 |
75 |
1 |
90 |
|
|
|||||||
Буроугольный полукокс
90010
8
4
1
1300 10
8
4
1
1700 10
8
4
1
5 |
14 |
27 |
46 |
1 |
1 |
1 |
1 |
6 |
15 |
28 |
48 |
1,2 |
1,08 |
1,03 |
1,05 |
7 |
20 |
37 |
60 |
1,4 |
1,43 |
1,37 |
1,3 |
9 |
23 |
42 |
73 |
1,8 |
1,64 |
1,55 |
1,58 |
1 |
2 |
4 |
6 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
2,2 |
4,2 |
6,9 |
1 |
1,1 |
1,05 |
1,15 |
— |
2,7 |
5,6 |
8,9 |
— |
1,37 |
1,4 |
1,32 |
— |
3,2 |
6,4 |
9,2 |
— |
1,6 |
1,6 |
1,53 |
0,3 |
0,6 |
1,0 |
1,3 |
1 |
1 |
1,0 |
1,0 |
— |
— |
1,1 |
1,3 |
— |
— |
— |
1,05 |
— |
— |
— |
1,8 |
— |
— |
— |
1,35 |
0,5 |
1,0 |
1,5 |
2,00 |
1,6 |
1,5 |
4 ° |
г D O г ! |
|
|
? |
ма' Н О - 1 : |
J— G .d л *о— к-s-
Продолжение табл. 2
Температу |
R. |
Продолжительность |
восстановления |
при |
степени ме- |
|||
ра |
мл/(г ■с) |
|
|
таллизации |
окатышей, |
% |
|
|
опыта, |
по ГОСТ |
|
|
|
|
|
|
|
РС |
10089—G2 |
25 |
1 |
50 |
1 |
75 |
1 |
90 |
|
|
|||||||
|
|
|
Кузнецкий кокс |
|
|
|
||
900 |
1,3 |
8 |
|
22 |
|
43 |
|
70 |
1,6 |
|
1,57 |
|
1,59 |
|
1,52 |
||
|
|
|
|
|
||||
1300 |
1,3 |
1,5 |
|
3,1 |
|
6,3 |
|
9,1 |
1,5 |
|
1,55 |
|
1,57 |
|
1,52 |
||
|
|
|
|
|
||||
1700 |
1,3 |
— |
|
— |
|
1,4 |
|
2,0 |
— |
|
— |
|
1,45 |
|
1,55 |
||
|
|
|
|
|
||||
Если принять за эталон время металлизации окаты шей буро-угольным полукоксом, прокаленным при 600°С [/?= 10 мл/(г-с)], то для исследованных восстановите лей относительное время восстановления составит
т = тэ (1,66 — 0,066 R),
т. е. оно мало зависит от температуры, размеров окаты шей и степени металлизации.
Зависимость скорости восстановления от реакционной способности восстановителя объясняется авторами сле дующим образом. Повышение реакционной способности восстановителя снижает температуру начала восстанов ления. Например, буроугольный полукокс, полученный при 600°С, начинает восстанавливать окислы железа при температуре на 200°С ниже, чем кузнецкий кокс (рис. 7). На эту величину увеличивается разность температур между теплоисточником и теплоприемником, которым является реакционная зона, в результате чего растет тепловой поток в зону реакции, который и определяет более высокую скорость восстановления окислов железа.
СОДЕРЖАНИЕ УГЛЕРОДА В ОКАТЫШАХ
Увеличение содержания углерода в окатышах вызы вает повышение средней скорости восстановления окис лов железа благодаря улучшению условий регенерации двуокиси углерода, выделившейся в процессе восста новления [26]. На рис. 8 показаны результаты совме щенного процесса восстановления «внутренним» восста-
18
новителем, содержащимся в окатышах в разных количе ствах, и «внешним» восстановителем, смешанным с ока тышами. По мере увеличения содержания углерода в окатышах и повышения температуры суммарная ско рость процесса металлизации резко возрастает и ло до стижении 0,7 (от стехиометрического) при температуре 1000°С остается практически постоянной, превышая ско рость металлизации рудных окатышей примерно в 2 ра-
С/^стех
Рис. 8. Влияние исходного со держания углерода в окаты шах на степень их восстанов
ления в течение 30 мни при температуре, °С:
/ — 700; 2 — 800; |
3 — 900; |
4 — 1000 |
|
Рис. 9. Кинетика восстановления ока тышей при 1250°С в зависимости от
содержания углерода, С/Сстех : / — I; 2 — 0,75; 3 — 0,65
за. При 1250°С наблюдается такая же картина, причем с повышением содержания углерода снижение скорости процесса восстановления по мере его завершения про исходит медленнее. Точки одинаковой завершенности про цесса восстановления располагаются на прямых линиях,
выходящих из начала |
координат (рис. |
9, кривая 4 — |
100% восстановления; |
кривая 5—90%). |
Это означает, |
что степень и продолжительность восстановления до за данного уровня прямо пропорциональны отношению содержания углерода к его стехиометрическому значе нию по реакции прямого восстановления, т. е. в первом случае
С
ф = фстех ~ I (2)
^стех где ер — степень металлизации при содержании углеро
да меньше стехиометрического;
19