ШИХТА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА АГЛОМЕРАТА Российский патент 2005 года по МПК C22B1/244 

Описание патента на изобретение RU2255125C1

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве агломерата в черной и цветной металлургии, применяемого, в частности, в доменном производстве.

Известна шихта для производства агломерата, содержащая рудные материалы, коксовую мелочь и добавки, в качестве которых используют отходы термопластов при следующих соотношениях компонентов, мас.%: отходы термопластов - 1-4; коксовая мелочь - 5-14; рудные материалы - остальное (А.с. СССР №1435632, С 22 В 1/16, 1988 г).

Основным недостатком такой шихты является повышенная крупность отходов термопластов, доходящая до 10 мм. По этой причине в местах расположения частиц отходов термопластов развиваются излишне высокие температуры, что ведет, во-первых, к снижению восстановимости агломерата, во-вторых, к ухудшению удаления серы. Уменьшение расхода коксовой мелочи для недопущения ухудшения этих показателей качества агломерата сопровождается повышением содержания мелочи в нем. Снижение восстановимости агломерата, повышение содержания серы и мелочи ведут к снижению производительности доменной печи и повышению удельного расхода кокса.

Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является шихта для производства агломерата, включающая железорудный материал, топливо, флюс и связующее, содержащее органические поверхностно-активные вещества, в качестве которых используют сточные воды фабрик - прачечных в количестве 5-10 мас.% при следующем соотношении остальных ингредиентов, мас.%: флюс 5-10; топливо 5-10; железорудный материал - остальное (а.с. СССР №1770414 А 1, С 22 В 1/244, 1992).

Недостаток этой шихты - высокий расход сточных вод фабрик-прачечных. Поступающая влага совместно с влагой железорудного концентрата мокрого обогащения, флюса и топлива приводит к переувлажнению шихты, а это ведет к ухудшению окомкования и, как следствие, к снижению производительности агломерационной машины, ухудшению качества агломерата по прочности и содержанию серы. Недостаток агломерата приходится компенсировать расходованием сырой руды. Уменьшение количества агломерата и ухудшение его качества снижают производительность доменной печи и повышают удельный расход кокса.

Технической задачей изобретения является повышение производительности доменной печи и снижение удельного расхода кокса.

Поставленная задача решается тем, что в известной шихте для производства агломерата, включающей флюс, топливо, железорудный материал и связующее, содержащее органические поверхностно-активные вещества, в качестве связующего она содержит катамин при следующих соотношениях ингредиентов, мас.%: флюс - 5-10; топливо - 5-10; катамин - 0,01-0,03; железорудный материал - остальное.

Катамин представляет собой четвертичное аммониевое соединение, получаемое путем конденсации алкилдиметиламина и бензилхлорида (ТУ 6-01-816-75), с формулой R(CH3)2NCH2C6H5C1, где R - смесь прямоцепных алкильных остатков С10-C18. Средний молекулярный вес составляет 346-376. Физико-химические свойства водного раствора катамина следующие:

внешний вид и цвет - прозрачная жидкость от бесцветного до желтого цвета

содержание основного вещества R(СН3)2NСН2С6Н5Сl - не менее 48%

содержание третичного амина RСН3NHСН2С6Н5 - не более 0,6%

содержание соли третичного амина RСН3NНСН2С6Н5Сl - не более 1,8%

вода - остальное

величина РН водного раствора - 6-7

При добавке водного раствора катамина в шихту происходит адсорбция связующего на поверхности железосодержащих материалов за счет взаимодействия атомов хлора с кислородными атомами оксидов железа, имеющих неподеленную пару электронов. За счет алкильных и бензильного радикалов происходит агрегирование отдельных частиц железосодержащих материалов с улучшением окомкования всей шихты.

При содержании флюса в агломерационной шихте менее 5% агломерат получается недостаточно офлюсованным. По этой причине приходится вводить флюс в шихту доменной печи. Флюс занимает в печи дополнительный объем, на его разложение приходится расходовать дополнительное топливо. От этого производительность печи снижается, а удельный расход кокса повышается.

При содержании флюса в агломерационной шихте более 10% агломерат получается избыточно офлюсованным. Применение такого агломерата в доменной плавке приводит к повышению вязкости шлака. Это затрудняет движение шлака в печи чрез коксовую насадку и приводит поэтому к снижению производительность печи и повышению удельного расхода кокса.

При содержании топлива в агломерационной шихте менее 5% агломерат получается непропеченным и имеет поэтому повышенное содержание мелочи. Такой агломерат обладает пониженной газопроницаемостью в доменной печи. По этой причине приходится снижать интенсивность по количеству газов, проходящих через шихту в доменной печи. Применение такого агломерата снижает производительность печи и увеличивает удельный расход кокса.

При содержании топлива в агломерационной шихте более 10% агломерат имеет низкую восстановимость и имеет повышенное содержание серы. От снижения восстановимости уменьшается скорость восстановления в доменной печи, что ведет к снижению ее производительности и увеличивается расход восстановителя, что ведет к повышению удельного расхода кокса. Для недопущения ухудшения качества чугуна от применения агломерата с повышенным содержанием серы приходится дополнительно увеличивать расход кокса и повышать тем самым нагрев печи. Сокращается доля объема печи, занимаемого сырьем, и увеличивается доля, занимаемая коксом, а это снижает производительность печи. Кроме того, повышение нагрева печи увеличивает объем газов, что затрудняет опускание шихты в печи и ведет также к снижению производительности доменной печи.

Содержание катамина в агломерационной шихте устанавливают в пределах 0,01-0,03% по массе. В этих пределах наиболее полно проявляется улучшение окомкования шихты. При содержании катамина менее 0,01% его недостаточно для достижения оптимальной комкуемости шихты. Использование недостаточно окомкованной шихты снижает качество агломерата по прочности и содержанию серы вследствие снижения газопроницаемости агломерационной шихты, что затрудняет поступление воздуха к топливу. Уменьшается производительность агломерационной машины. Недостаток агломерата по количеству и ухудшение его качества проводят к снижению производительности доменной печи и к увеличению удельного расхода кокса.

При содержании катамина в агломерационной шихте более 0,03% коэффициент комкуемости (К) превышает оптимальную величину, определяемую по формулу Ватюгина В.М., Богма А.С.:

где Wммв - максимальная молекулярная влагоемкость шихты,

wмкв - максимальная капиллярная влагоемкость шихты.

Наилучшим шихтам по результатам испытаний соответствует коэффициент комкуемости, близкий к 7. При меньшей величине коэффициента комкуемости часть шихты остается неокомкованной, гранулы получаются мелкими. Газопроницаемость агломерационной шихты ухудшается, что ведет к снижению производительности доменной печи и к увеличению удельного расхода кокса.

При более высокой комкуемости образовавшиеся гранулы разрушаются в зоне сушки по ходу проведения процесса агломерации. От этого также не достигается нужный эффект - от разрушения гранул газопроницаемость агломерационной шихты ухудшается, что ведет к снижению производительности доменной печи и к увеличению удельного расхода кокса.

Заявляемую шихту испытали на полупромышленной чаше РИС ОАО "ММК" диаметром 430 мм, оборудованной эксгаустером со следующими характеристиками:

скорость вращения ротора, об/мин - 2900

разряжение на всасе, кПа - 16

производительность, м3/мин - 100

Хорошую воспроизводимость результатов спекании обеспечивали постоянством от опыта к опыту химического и гранулометрического состава всех компонентов шихты, условий смешивания и окомкования шихты, загрузки ее в чашу и зажигания.

Смешивание и окомкование производили в бетономешалке со скоростью вращения 14,3 об/мин. Высота спекаемого слоя составляла 260 мм.

Для зажигания углерода шихты на ее поверхность равномерно рассыпали коксик крупностью 0-3 мм в количестве 0,22 кг, а сверху насыпали древесную стружку массой 0,45 кг, смоченную в 0,1 л керосина.

За начало опыта считали момент полного открытия задвижки перед эксгаустером. Достижение максимальной температуры отходящих газов свидетельствовало об окончании процесса спекания.

Температуру отходящих газов в вакуум-камере замеряли термопарой, расположенной на расстоянии 50 мм от колосниковой решетки. В ходе спекании фиксировали также разряжение в вакуум-камере.

Компонентный состав железорудной части агломерационной шихты соответствовал данным таблицы 1.

В условиях прототипа в качестве связующего использовали сточные воды фабрик-прачечных в количестве 7,5 мас.% при следующем соотношении остальных ингредиентов, мас.%: флюс 7,5; топливо 7,5; железорудный материал - остальное. В условиях заявляемого способа состав шихты был следующим, мас.%: флюс - 7,5; топливо - 7,5; катамин - 0,02; железорудный материал - остальное. Флюсом служил известняк Агаповского месторождения, топливом - коксик, полученный из мелочи кокса фракции 40-0 мм.

Аглоспек спустя 10 мин после выгрузки из чаши разбивали стальной плитой диаметром 400 мм и массой 24,5 кг, сбрасываемой в горизонтальном положении с высоты 1 м. По истечении 20 мин после разрушения агломерат рассеивали с помощью вибрационного грохота и вручную. Использовали сита с размером ячеек 40, 25, 10, 8, 5, 3, 1 и 0,5 мм. Прочность агломерата оценивали по ГОСТ 15137-77.

Полученные результаты на заявляемой шихте и по прототипу представлены в таблице 2.

Как видно из этих данных, на заявляемой шихте качество агломерата улучшилось по сравнению с прототипом, удельный расход топлива снизился, а производительность агломерационной установки увеличилась. Снижение содержания мелочи составило 1,1 абс.%. По справочным данным сокращение содержания мелочи на каждые 1% в пределах 15-10% обеспечивает повышение производительности доменной печи на 2% и снижение удельного расхода кокса на 1,5% (Волков Ю.П., Шпарбер Л.Я., Гусаров А.К. Технолог-доменщик. Справочник. М.: Металлургия, 1986. С.251). Следовательно, использование заявляемой шихты дает прирост производства чугуна на 1,1× 2=2,2% и сокращение удельного расхода кокса на 1,1× 1,5=1,65% по сравнению с прототипом.

Результаты доменной плавки, получающиеся при различном содержании катамина в агломерационной шихте, представлены в таблице 3. По этим данным отклонение от заявляемого состава агломерационной шихты ухудшает результаты доменной плавки.

Таблица 3Удельная производительность доменной печи (Пуд) и удельный расход кокса(К) в условиях ОАО "ММК" при различном содержании в агломерационной шихте катамина (Кт), топлива (Т), флюса (Ф) и железорудного материала№ п/пСодержание компонентов в шихте %К, кг/т чугунаПуд, т/(м3·сутки)КтТФЖ10,017,57,584,99439,32,40720,027,57,584,98434,42,43130,037,57,584,97438,22,42240,0087,57,584,992440,62,40050,0327,57,584,968440,12,402

По этим данным отклонение от заявляемого состава агломерационной шихты ухудшает результаты доменной плавки.

Похожие патенты RU2255125C1

название год авторы номер документа
ШИХТА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА АГЛОМЕРАТА 2022
  • Решетова Ирина Валерьевна
  • Петухов Василий Николаевич
  • Харченко Александр Сергеевич
  • Сибагатуллин Салават Камилович
  • Чукин Дмитрий Михайлович
  • Цыгалов Михаил Александрович
RU2793684C1
ШИХТА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА АГЛОМЕРАТА 2018
  • Шацилло Владислав Вадимович
  • Дудчук Игорь Анатольевич
  • Кузнецов Андрей Валентинович
  • Рябов Николай Иванович
  • Гельбинг Раман Анатольевич
  • Волков Дмитрий Николаевич
  • Мамонов Алексей Леонидович
RU2683398C1
ШИХТА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА АГЛОМЕРАТА 2005
  • Тахаутдинов Рафкат Спартакович
  • Гамей Анатолий Илларионович
  • Гибадулин Масхут Фатыхович
  • Сибагатуллин Салават Камилович
  • Гладских Владимир Иванович
  • Некеров Владимир Дмитриевич
  • Ким Татьяна Федоровна
  • Гостенин Владимир Александрович
  • Лекин Владимир Петрович
RU2304626C1
Способ изготовления агломерата из окисленных руд и концентратов 2015
  • Евстюгин Сергей Николаевич
  • Берсенев Иван Сергеевич
  • Ершов Михаил Петрович
  • Петрышев Александр Юрьевич
  • Анисимов Николай Кузьмич
  • Зубов Сергей Петрович
RU2608046C1
СПОСОБ ПОДГОТОВКИ К СПЕКАНИЮ АГЛОМЕРАЦИОННОЙ ШИХТЫ 2005
  • Шацилло Владислав Вадимович
  • Лунегов Андрей Викторович
  • Меламуд Самуил Григорьевич
  • Дудчук Игорь Анатольевич
  • Крупин Михаил Андреевич
  • Волков Дмитрий Николаевич
RU2313588C2
СПОСОБ СПЕКАНИЯ АГЛОМЕРАЦИОННОЙ ШИХТЫ 2005
  • Греков Василий Васильевич
  • Семенов Анатолий Кузьмич
  • Кузнецов Анатолий Семенович
  • Бодрых Владимир Николаевич
  • Лебедев Владимир Ильич
RU2293774C2
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА АГЛОМЕРАТА 2008
  • Дьяченко Виктор Федорович
  • Колокольцев Валерий Михайлович
  • Терентьев Владимир Лаврентьевич
  • Гладских Владимир Иванович
  • Сибагатуллин Салават Камилович
  • Чевычелов Андрей Витальевич
  • Савинов Валерий Юрьевич
  • Гостенин Владимир Александрович
  • Сенькин Константин Васильевич
RU2407810C2
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА АГЛОМЕРАТА ДЛЯ ДОМЕННОЙ ПЛАВКИ 2009
  • Гуркин Михаил Андреевич
  • Табаков Михаил Степанович
  • Логинов Валерий Николаевич
  • Кашкаров Евгений Анатольевич
  • Невраев Вениамин Павлович
  • Нестеров Александр Станиславович
  • Кучин Валерий Юрьевич
  • Деткова Татьяна Викторовна
  • Якушев Владимир Сергеевич
RU2418079C2
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ВЫСОКОЗАКИСНОГО АГЛОМЕРАТА 1998
  • Греков В.В.
  • Зевин С.Л.
  • Истомин В.С.
  • Коршиков Г.В.
  • Коршикова Е.Г.
  • Кузнецов А.С.
  • Науменко В.В.
  • Хайков М.А.
RU2157854C2
СПОСОБ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ПРОЦЕССОВ ОКУСКОВАНИЯ ЖЕЛЕЗОРУДНЫХ МАТЕРИАЛОВ 2015
  • Евстюгин Сергей Николаевич
  • Берсенев Иван Сергеевич
  • Петрышев Александр Юрьевич
  • Виничук Борис Григорьевич
  • Горбачёв Валерий Александрович
  • Усольцев Данила Юрьевич
  • Солодухин Андрей Александрович
  • Резцова Любовь Владимировна
  • Анисимов Николай Кузьмич
  • Зубов Сергей Петрович
  • Майстренко Николай Анатольевич
RU2590034C1

Реферат патента 2005 года ШИХТА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА АГЛОМЕРАТА

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве агломерата в черной и цветной металлургии, применяемого, в частности, в доменном производстве. Шихта включает железорудный материал, топливо, флюс и связующее, содержащее органические поверхностно-активные вещества. В качестве связующего шихта содержит катамин. При этом соотношения ингредиентов в шихте следующие, мас.%: флюс - 5-10; топливо - 5-10; катамин - 0,01-0,03; железорудный материал - остальное. Изобретение позволит при использовании шихты повысить производительность доменной печи и снизить расхода кокса. 3 табл.

Формула изобретения RU 2 255 125 C1

Шихта для производства агломерата, включающая железорудный материал, топливо, флюс и связующее, содержащее органические поверхностно-активные вещества, отличающаяся тем, что в качестве связующего она содержит катамин при следующих соотношениях ингредиентов, мас.%:

Флюс - 5-10

Топливо- 5-10

Катамин - 0,01-0,03

Железорудный материал - Остальное

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2005 года RU2255125C1

Шихта для производства агломерата 1989
  • Рудовский Борис Григорьевич
  • Крипак Станислав Николаевич
  • Гринвальд Александр Александрович
  • Бородулин Александр Васильевич
  • Ковтун Андрей Федорович
SU1770414A1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ОФЛЮСОВАННОГО ЖЕЛЕЗОРУДНОГО АГЛОМЕРАТА 1999
  • Панишев Н.В.
  • Тахаутдинов Р.С.
  • Краснов С.Г.
  • Антонюк В.В.
  • Гибадуллин М.Ф.
  • Некеров В.Д.
  • Нечепуренко О.Н.
  • Верблюденко А.П.
  • Терентьев В.Л.
RU2149907C1
Шихта для производства агломератаи ОКАТышЕй 1979
  • Борисов Валерий Михайлович
  • Вандарьев Семен Васильевич
  • Матюх Иван Яковлевич
SU810839A1
US 3489549 A, 13.01.1970.

RU 2 255 125 C1

Авторы

Терентьев В.Л.

Савинов В.Ю.

Лекин В.П.

Панишев Н.В.

Сибагатуллин С.К.

Терентьев А.В.

Петухов В.Н.

Даты

2005-06-27Публикация

2003-12-31Подача