ВЫСОКООСНОВНЫЙ АГЛОМЕРАТ Российский патент 2000 года по МПК C22B1/16 

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к получению агломерата, используемого в доменном и конвертерном переделах.

Наиболее близким по технической сущности является агломерат, содержащий окислы кальция, магния, алюминия, кремния, марганца и других элементов. При этом содержание окислов элементов в агломерате составляет, мас.%:
CaO - 14,39 - 37,22
MgO - 3,0 - 3,4
Al₂O₃ - 2,9 - 3,33
SiO₂ - 14,66 - 18,6
MnO - 28,89 - 41,2
Fe_общ - 4,74 - 7,9
Mn_общ - 26,16 - 37,34
/См. Высокоосновный агломерат. Утков В.А. "Металлургия", М., 1977 г., с. 123/.

Недостатком известного агломерата является его низкая и недостаточная основность и прочность. Это объясняется нерегламентированным соотношением окислов, содержащихся в готовом агломерате. В этих условиях не обеспечиваются широкие возможности для увеличения расходов неофлюсованных окатышей в доменной шихте и оптимизации режима доменной плавки. Низкая прочность агломерата и высокое содержание мелочи в нем приводит к увеличению расхода кокса на выплавку чугуна и к снижению производительности доменной печи. Кроме того, низкая основность агломерата не позволяет широко его использовать в сталеплавильном процессе, например, в конвертерном, в качестве шлакообразующего материала и интенсификатора процесса шлакообразования в сталеплавильном агрегате.

Технический эффект при использовании изобретения заключается в получении агломерата с высокой в пределах 2 - 5 основностью и прочностью.

Указанный технический эффект достигается тем, что высокоосновный агломерат содержит окислы кальция, магния, алюминия, кремния, железа, марганца и других элементов.

Содержание окислов элементов, имеющих сродство к кислороду больше, чем у кремния, относится к содержанию окислов кремния и окислов элементов, имеющих сродство к кислороду меньше чем у кремния, по зависимости:

При этом высокоосновный агломерат содержит серу в виде сульфидов металлов. Содержание серы в агломерате составляет 0,04 - 0,20 мас.%. Содержание окислов в агломерате составляет, мас.%: SiO₂ = 3-6; CaO = 10-30; MgO = 2,0 - 6,5; Al₂O₃ = 0,5 - 1,5; MnO = 1-4; FeO = 12-18; Fe₂O = 12-18; Fe₂O₃ = 45-55.

Повышение основности и прочности агломерата будет происходить вследствие регламентации в определенных пределах соотношения окислов элементов, обладающих различным сродством к кислороду, а также содержания серы в агломерате. При этом заявленное соотношение суммы окислов элементов, обладающих высоким сродством к кислороду, к сумме окислов кремния и других окислов элементов, сродство к кислороду которых меньше, чем у кремния, обеспечивает получение агломерата с необходимой по технологическим требованиям основностью в пределах 2-5.

При основности агломерата менее 2,0 происходит нарастание тенденции к возникновению многофазности состава агломерата и к увеличению в нем количества железистосиликатных расплавов. Сказанное приводит к снижению восстановимости прочностных характеристик агломерата и производительности агломерационной машины.

При основности агломерата более 5,0 происходит не полное усвоение оксида кальция шихты, снижение количества жидкого расплава в спекаемой шихте, ухудшаются физико-химические свойства агломерата при его использовании. Кроме того, при этом процесс спекания агломерата характеризуется канальным ходом, что приводит к снижению его прочностных свойств.

Диапазон значений отношения окислов элементов с различным сродством к кислороду в пределах 0,2-0,46 объясняется физико-химическими закономерностями спекания агломерата и его эксплутационными характеристиками. При меньших значениях необходимо вводить в сталеплавильный агрегат свободную известь для интенсификации процесса шлакообразования, что удорожает и усложняет процесс выплавки металла. При больших значениях вследствие чрезмерной основности агломерата уменьшается стойкость футеровки сталеплавильного агрегата.

Указанный диапазон устанавливается в зависимости от необходимой основности агломерата.

Диапазон содержания серы в агломерате в пределах 0,04-0,20 мас.% объясняется механической прочностью готового агломерата. При меньших значениях агломерат не будет обладать необходимой прочностью. При больших значениях будет повышенное содержание серы в выплавляемом металле.

Анализ научно-технической и патентной литературы показывает отсутствие совпадения отличительных признаков заявляемого изобретения с признаками известных технических решений. На основании этого делается вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "изобретательский уровень".

Ниже дан вариант осуществления изобретения, не исключающий другие варианты в пределах формулы изобретения.

Пример. Агломерат спекают на агломерационной машине. Перед спеканием агломерационной шихты в смесь железорудных концентратов добавляют шлам конвертерного, и/или доменного, и/или агломерационного производства, а также окалину, добавляют отсев агломерата, твердое топливо в виде угля, антрацитных штыбов, коксовой мелочи и т.д. Затем добавляют флюсы в виде смеси известняка и доломита, например, в соотношении 1:1. Далее шихту перемешивают и увлажняют. Готовую агломерационную шихту при помощи двух барабанных питателей последовательно подают на движущиеся спекательные тележки двумя слоями общей толщиной 320-380 мм. Толщина слоев может быть одинаковой или различной. Содержание твердого топлива и влаги в слоях также может быть одинаковым или различным. Затем слой шихты зажигается при помощи зажигательного горна. Под движущимися спекательными тележками агломерационной машины создается разрежение в пределах 650-850 мм рт.ст. Скорость перемещения спекательных тележек составляет 2,8-3,8 м/мин. Производительность агломерационной машины составляет 280-360 т/час.

Готовый спеченный агломерат содержит окислы кальция, магния, алюминия, кремния, железа, марганца и других элементов. Содержание окислов элементов, имеющих сродство к кислороду больше, чем у кремния, относится к содержанию окислов кремния и окислов элементов, имеющих сродство к кислороду меньше, чем у кремния, по зависимости:

при этом высокоосновный агломерат содержит серу в виде сульфидов металлов, например, CaS, MnS, FeS, и других. Содержание серы в агломерате составляет, мас. %: SiO₂ = 3-6; CaO = 10-30; MgO = 2,0-6,5; Al₂O₃ = 0,5-1,5; MnO = 1-4; FeO = 12-18; Fe₂O₃ = 45-55.

В таблице приведены примеры осуществления изобретения.

В первом и пятом примерах не достигается необходимое значение основности готового агломерата и его прочности.

В оптимальных примерах 2-4 вследствие необходимых значений отношения окислов с различным сродством к кислороду и содержания серы в агломерате обеспечивается технологически необходимая основность агломерата и его прочность, позволяющая достигать высоких эксплуатационных характеристик в доменном и конвертерном переделах.

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к получению агломерата, используемого в доменном и конвертерном переделах. Высокоосновный агломерат содержит окислы кальция, магния, алюминия, кремния, железа, марганца и других элементов. Содержание окислов элементов, имеющих сродство к кислороду больше, чем у кремния, относится к содержанию окислов кремния и окислов элементов, имеющих сродство к кислороду меньше, чем у кремния, по зависимости . Высокоосновный агломерат содержит серу в виде сульфидов металлов, причем содержание серы в агломерате составляет 0,04-0,20 мас. %. Содержание окислов в агломерате составляет, мас.%: SiO₂ 3-6; СаO 10-30; MgO 2,0-6,5; Аl₂O₃ 0,5-1,5; MnO 1-4; FeO 12-18; Fe₂O₃ 45-55. Технический результат при использовании изобретения заключается в получении агломерата с высокой в пределах 2 - 5 основностью и прочностью. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Высокоосновный агломерат, содержащий, по меньшей мере, окислы кальция, магния, алюминия, кремния, железа и марганца, отличающийся тем, что содержание окислов элементов, имеющих сродство к кислороду больше, чем у кремния, относится к содержанию окислов кремния и окислов элементов, имеющих сродство к кислороду меньше, чем у кремния, по зависимости

при этом высокоосновной агломерат содержит серу в виде сульфидов металлов и ее содержание в агломерате составляет 0,04 - 0,20 мас.%. 2. Высокоосновной агломерат по п.1, отличающийся тем, что содержание окислов в агломерате составляет, мас.%:
SiO₂ - 3 - 6
СаО - 10 - 30
MgO - 2,0 - 6,5
Al₂О₃ - 0,5 - 1,5
MnO - 1 - 4
FeO - 12 - 18
Fe₂О₃ - 45 - 55