СМЕСЬ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ БРИКЕТОВ Российский патент 2003 года по МПК C22B1/245 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для получения многокомпонентных брикетов для производства стали, чугуна и ферросплавов.

Известна смесь для приготовления брикетов для производства марганцевых сплавов, содержащая марганецсодержащую пыль электрофильтров ферросплавных печей, коксовую мелочь, а в качестве связующего - воду, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Марганецсодержащая пыль - 55-75
Коксовая мелочь - 5-20
Вода - Остальное
(А.С. СССР 1564200, С 22 В 47/00, 1/242 "Шихта для приготовления брикетов для производства марганцевых сплавов", опубл. 15.05.90 г.).

Недостатками известного решения является низкая прочность брикетов и наличие серы в составе коксовой мелочи, ухудшающей металлургические свойства брикетов.

Известна смесь для получения углеродосодержащих брикетов для производства металлов и сплавов, выбранная в качестве прототипа, включающая твердый остаток газоочисток рудно-термических печей для выплавки ферросплавов, содержащий не менее 20% оксидов кремния, или марганца, или хрома, или их смесей, в количестве 15-65%, связующее в количестве 5-15% из группы: лигносульфонат, меласса, каменноугольная смола, смесь отработанного машинного масла с отработанным активным илом, смесь нефтешлама с отработанным активным илом, смесь лигносульфоната с отработанным машинным маслом, или с нефтешламом, или с известью, а также коксовую или угольную мелочь (П. РФ 2138566, С 22 В 1/245, 7/02 "Смесь для получения углеродосодержащих брикетов для производства металла и сплавов и способ его получения", опубл. 27.09.99 г.).

Недостатками известного решения являются невысокая прочность полученных брикетов на раздавливание и истирание, что ведет к образованию большого количества мелких некондиционных фракций при транспортировке брикетов, кроме этого, использование веществ связки вносит вредные примеси серы, ухудшающие металлургические свойства готовых брикетов.

Задачей, состоящей перед изобретателями, является получение брикетов с высокими металлургическими свойствами при невысоких затратах на их производство.

Предложена смесь для получения углеродосодержащих брикетов, включающая мелкодисперсный твердый остаток ферросплавного производства, углеродосодержащую мелочь и связующее, новым в которой является то, что в качестве твердого остатка используют пылевидные отсевы дробления товарных ферросплавов, а связующее состоит из порошкообразного компонента, в качестве которого используют полуобожженный доломит, и жидкого компонента - воды при следующем соотношении компонентов, мас.ч:
Пылевидные отсевы дробления товарных ферросплавов - 5-20
Углеродосодержащая мелочь - 20-65
Полуобожженный доломит - 5-10
Вода - 5-10
Кроме этого, новым является то, что в качестве углеродосодержащей мелочи используют мелкодисперсный графит либо отходы графитации электродного производства.

При дроблении и рассеве полученных ферросплавов на товарные фракции перед отправкой потребителю образуется большое количество пылевидной мелочи (отсевов), содержащей целевой элемент выплавляемого ферросплава, но из-за ограниченной потребительской ценности ненаходящей экономически оправданного сбыта. Непосредственный переплав мелочи (фракции < 3 мм) в любом металлургическом агрегате приводит к значительному увеличению угара металла и увеличению пылеуноса. Использование пылевидных отсевов дробления товарных ферросплавов в смеси для получения брикетов позволяет ранее выбрасываемое товарное сырье вернуть в производство, при этом показатели усвоения целевых элементов брикетов практически не отличаются от усвоения кусковых ферросплавов, но стоимость их ниже.

Присутствие в брикетах твердого углерода повышает их металлургическую ценность в 2-3 раза, так как использование таких брикетов при выплавке высокоуглеродистых ферросплавов сокращает время их восстановления и время выплавки, а также повышает степень полезного использования ведущего элемента (Cr, Si, Mn). Все это ведет к повышению производительности плавильной установки. Использование чистого графита в брикетах для выплавки спецчугуна, уже в малых количествах, способствует кристаллизации структурных составляющих в глобулярной форме, что улучшает механические свойства спецчугуна.

Упрочнение брикетов, изготовленных из предлагаемой смеси, происходит за счет того, что в состав связующего входит большое количество оксидов магния и кальция, необходимых для цементации брикетов. Мелкодисперсные частицы оксидов взаимодействуют с водой с образованием гидроксидов магния и кальция, которые располагаются вокруг зерен смеси, связывая их. В процессе естественной сушки связка вокруг зерен упрочняется. Такая связка выдерживает высокую температуру нагрева брикетов без разрушения. Повышение прочности брикетов также обусловлено мелкодисперсностью компонентов, входящих в состав смеси для брикетирования.

Предлагаемый в качестве порошкообразного компонента связующего полуобожженный доломит обладает не только связующим цементирующим свойством, но выполняет одновременно роль шлакообразователя.

При содержании полуобожженного доломита в составе смеси менее 5 мас.ч. прочность брикетов снижается из-за недостатка оксидов магния и кальция, играющих основную роль в цементации брикетов. Увеличение содержания полуобожженного доломита более 10 мас.ч. экономически нецелесообразно.

При введении воды в смесь в количестве 5-10 мас.ч. основные цементирующие компоненты смеси - оксиды магния и кальция - приобретают необходимую реакционную способность, обеспечивая высокую прочность брикетов.

При проведении поиска по патентной и научно-технической информации не обнаружено решений, содержащих совокупность предлагаемых признаков, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "новизна" и "изобретательский уровень".

Для проведения сравнительных испытаний опытных брикетов были приготовлены 3 состава предлагаемой смеси (табл. 1). Для этого основные компоненты смеси - пылевидные отсевы дробления товарных ферросплавов и углеродосодержащую мелочь, тщательно перемешивали и уплотняли с добавлением предварительно увлажненного полуобожженного доломита при следующем соотношении выше указанных компонентов в брикете, мас.ч.:
Пылевидные отсевы - дробления товарных ферросплавов - 5-20
Углеродосодержащая мелочь - 20-65
Полуобожженный доломит - 5-10
Вода - 5-10
Прессование подготовленной смеси осуществляли на валковом прессе при давлении 25-35 МПа. Для стабилизации прочностных свойств брикеты сушили на воздухе в течение 2 ч.

Результаты испытаний брикетов сведены в табл. 2.

Использование заявляемой смеси для получения углеродосодержащих брикетов позволяет получить прочные, водо- и термостойкие брикеты. Высокая прочность и влагостойкость брикетов позволяют хранить и транспортировать их без защитных мер. Высокая термическая стойкость позволяет значительно сократить пылеунос при нагреве брикетов до температуры плавления, повышая степень извлечения целевых элементов и снижая тем самым себестоимость выплавляемых сплавов. Кроме того, использование в смеси для получения брикетов дешевых сырьевых материалов, таких как пылевидные отсевы дробления товарных ферросплавов и отходы графитации электродного производства, позволяет получить брикеты с высокими металлургическими свойствами при низких затратах на их производство.

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для получения многокомпонентных брикетов для производства стали, чугуна и ферросплавов. Сущность: смесь для получения углеродсодержащих брикетов включает, мас.ч.: пылевидные отсевы дробления товарных ферросплавов 5-20, углеродсодержащая мелочь 20-65, полуобожженный доломит 5-10, вода 5-10. В качестве углеродсодержащей мелочи могут быть использованы мелкодисперсный графит либо отходы графитации электродного производства. Использование предлагаемой смеси для получения углеродсодержащих брикетов позволяет получить при низких затратах на производство за счет использования дешевых сырьевых материалов прочные, водо- и термостойкие брикеты, что обеспечивает хранение и транспортировку их без защитных мер и значительно сократить пылеунос при нагреве брикетов до температуры плавления, повышая степень извлечения целевых элементов и снижая тем самым себестоимость выплавляемых сплавов. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Смесь для получения углеродсодержащих брикетов, включающая мелкодисперсный твердый остаток ферросплавного производства, углеродсодержащую мелочь и связующее, отличающаяся тем, что в качестве твердого остатка используют пылевидные отсевы дробления товарных ферросплавов, а связующее состоит из порошкообразного компонента, в качестве которого используют полуобожженный доломит, и жидкого компонента - воды при следующем соотношении компонентов, мас.ч:
Пылевидные отсевы дробления товарных ферросплавов - 5 - 20
Углеродсодержащая мелочь - 20 - 65
Полуобожженный доломит - 5 - 10
Вода - 5 - 10
2. Смесь по п.1, отличающаяся тем, что в качестве углеродсодержащей мелочи используют мелкодисперсный графит. 3. Смесь по п.1, отличающаяся тем, что в качестве углеродсодержащей мелочи используют отходы графитации электродного производства.