БРИКЕТ ДЛЯ ВЫПЛАВКИ МАРГАНЕЦСОДЕРЖАЩЕГО ЧУГУНА Российский патент 2007 года по МПК C22B1/243 

Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к составу брикета для выплавки чугуна.

Известен брикет для металлургического производства [1], выбранный в качестве прототипа, содержащий окисленный материал, карбюризатор, связующее, легирующую добавку и пластификатор, отличающийся тем, что он дополнительно содержит измельченный железоуглеродистый сплав и флюсующую добавку при следующем соотношении, мас.%:

Окисленный железосодержащий материал5-57Карбюризатор20-30Связующее10-20Легирующая добавка1-15Измельченный железоуглеродистый сплав1-30Флюсующая добавка1-10

Пластификатор - сверх 100% в количестве 0,1-0,5% от массы связующего.

Существенными недостатками данного брикета являются:

- высокое содержание связующего компонента в брикете, приводящее к невозможности применения данного вида брикетов в доменной плавке в связи с повышенным содержанием щелочей, а также недостаточному содержанию железа в брикете;

- высокая себестоимость брикета вследствие необходимости использования скрапа или шлама, образующегося при выплавке ферромарганца.

Известен также брикет для выплавки металла, получаемый путем прессования шихты, включающей углеродсодержащие материалы, железосодержащие материалы, флюсующие добавки и связующее, содержащей углерод, оксиды железа, кальция, магния, алюминия, кремния, отличающийся тем, что в шихте для его получения в качестве железосодержащего материала используют пыли газоочисток металлургических печей, и/или шламы газоочисток металлургических печей, и/или прокатную окалину, и/или стружку черных металлов, и/или металлоконцентрат переработки сталеплавильных и доменных шлаков [2].

Существенным недостатком данного брикета является:

- необходимость добавления в шихту марганцевой руды при выплавке чугуна различных марок II и III группы с содержанием марганца выше 0,5% и связанное с этим увеличение себестоимости чугуна.

Известен также способ утилизации шламов доменной газоочистки путем комкования шламов в чашевом грануляторе с использованием 20%-ного раствора жидкого стекла и дальнейшим обжигом гранулированного шлама в печи кипящего слоя [3].

Существенными недостатками данного способа являются:

- повышенные затраты на утилизацию данного вида материала вследствие сложности изготовления продукта данным способом;

- значительный вынос пыли (до 25%) из печей кипящего слоя и дополнительные затраты на строительство повторной очистки газов и утилизации ее продуктов.

Желаемыми техническими результатами изобретения являются:

- исключение введения в шихту дорогостоящей марганцевой руды;

- уменьшение расхода кокса;

- снижение себестоимости чугуна;

- эффективная утилизация отходов производства.

Для этого предлагается брикет для выплавки марганецсодержащего чугуна, получаемый путем прессования шихты, включающий углеродсодержащие материалы, железосодержащие материалы, флюсующие добавки и связующее, отличающийся тем, что шихта в качестве железосодержащих материалов содержит окалину и отсевы агломерата, а качестве железоуглеродсодержащих материалов - колошниковую пыль и шламы доменной газоочистки, в качестве флюсующей добавки - шлак окислительного периода электросталеплавильного производства, в качестве связующего - цемент при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Окалина5-70Отсевы агломерата3-30Колошниковая пыль15-35Шламы доменной газоочистки15-35Шлак окислительного периода электросталеплавильного производства5-25Цемент3-7

Заявляемые пределы подобраны экспериментальным путем.

Окалина черных металлов взаимодействующая с сажистым углеродом и графитом образующихся в горне и нижней части шахты доменной печи вводится в состав брикета для обеспечения, вследствие высокого содержания оксида железа, промывку горна доменной печи и повышение производительности доменной печи, причем при использовании менее 5% невозможно обеспечить промывку горна доменной печи и как следствие увеличение ее производительности, а при концентрации более 70% возникает необходимость введения дополнительного количества кокса для поддержания теплового баланса доменной печи.

Отсевы агломерата добавляются в состав брикета для поддержания заданного количества железа при сокращении окалины черных металлов, причем при использовании менее 3% не возможно получить брикет заданной прочности вследствие гранулометрического состава, а при концентрации более 30% происходит необходимость вывода из состава брикета части других составляющих, что не позволит с максимальным эффектом использовать их преимущества.

Колошниковая пыль вводится в состав брикета как железо-углеродсодержащая составляющая, содержащая достаточное количество железа и углерода для эффективного ведения доменного процесса без дополнительных затрат на агломерацию данной пыли, причем при использовании менее 15% не удается получить требуемую эффективность снижения расхода кокса, а при увеличении более 35% происходит значительное снижение механической прочности брикета.

Шламы доменной газоочистки также вводятся в состав брикета как железо-углеродсодержащая составляющая брикета, причем при использовании менее 15% данная технологи утилизации техногенных отходов доменного производства является малоэффективной, а при увеличении более 35% невозможно длительное использование брикета в доменном производстве вследствие повышенного содержания цинка в шламах.

Цемент используется в качестве связки, причем при использовании менее 3% не удается получить требуемую механическую прочность брикета, а при увеличении более 7% возрастают непроизводственные затраты на производство брикетов, снижается общее содержание железа в брикете.

Заявляемые брикеты изготавливались из материалов со следующим химическим составом.

Окалина: 32-38% Fe₂О₃; 60-67% FeO; 0,20-0,60% CaO; 0,40-0,80% MgO; 0,70-1,1% SiO₂; 0,07-0,2% S; 0,10-0,20% Р.

Отсевы агломерата: 50-57% Fe_общ; 10,0-13,0% CaO; 7,5-9,5% SiO₂; 0,05-0,10% S.

Колошниковая пыль: 35-45% Fe_общ; 12-25% С; 3,0-7,0% CaO; 1,0-3,0% MgO; 2,0-3,6% Al₂О₃; 7,0-9,0% SiO₂; 0,15-0,45% MnO; 0,20-1,5% Zn.

Шламы доменной газоочистки: 10-45% Fe_общ; 10-45% С; 3,0-10,0% CaO; 0,5-3,0% MgO; 2,0-8,0% Al₂О₃; 6,2-8,2% SiO₂; 0,50-3,5% Zn.

Шлак окислительного периода электросталеплавильного производства:

23-32% FeO; 3-8 MnO; 10-28 MgO; 2-8% Al₂О₃; 20-38% CaO; 15-21% SiO₂; до 0,01% Р₂O₅.

Цемент (М - 500): 6,0-6,6% Al₂О₃; 3,0-3,08% Fe₂О₃; 0,20-0,39% FeO; 56,0-57,8% CaO; 3,0-3,4% MgO; до 0,05% Р₂O₅.

Вышеуказанные компоненты смешивались, увлажнялись и проходили сушку в естественных условиях.

Брикеты использовались на доменной печи полезным объемом 1310 м³ в качестве заменителя железорудной части шихты в количестве 10% взамен агломерата.

Заявляемый брикет позволил:

- получить чугун II группы с содержанием марганца более 0,5% (обычное содержание марганца 0,35-0,40%) без использования дорогостоящей марганцевой руды;

- снизить расход кокса на 0,2%;

- снизить себестоимость чугуна передельного на 0,3%, а чугуна II группы (с содержанием марганца более 0,5%) на 0,7%.

- эффективно утилизировать отходы производства;

Источники информации

1. Патент РФ №2183 679 С1.

2. Патент РФ №2244026, кл. С22В 1/24, С21В 5/00.

3. Толочко А.И., Славин В.И., Супрун Ю.М., Хайрутдинов P.M. Утилизация пылей и шламов в черной металлургии. - Челябинск: Металлургия, 1990 г. - 152 с.

Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к составу брикета для выплавки чугуна. Брикет получают прессованием шихты, включающей в качестве железосодержащих материалов окалину и отсевы агломерата, в качестве железоуглеродсодержащих материалов колошниковую пыль и шламы доменной газоочистки, в качестве флюсующей добавки - шлак окислительного периода электросталеплавильного производства, в качестве связующего - цемент. При этом соотношение компонентов в брикете следующее, мас.%: окалина 5-70, отсевы агломерата 3-30, колошниковая пыль 15-35, шламы доменной газоочистки 15-35, шлак окислительного периода электросталеплавильного производства 5-25, цемент 3-7. Изобретение позволит повысить содержание марганца в чугуне без использования дорогостоящей марганцевой руды, снизить расход кокса, снизить себестоимость чугуна за счет уменьшения стоимости шихтовых материалов, эффективно утилизировать отходы производства.

Брикет для выплавки марганецсодержащего чугуна, получаемый путем прессования шихты, включающий углеродсодержащие материалы, железосодержащие материалы, флюсующие добавки и связующее, отличающийся тем, что шихта в качестве железосодержащих материалов содержит окалину и отсевы агломерата, в качестве железоуглеродсодержащих материалов - колошниковую пыль и шламы доменной газоочистки, в качестве флюсующей добавки - шлак окислительного периода электросталеплавильного производства, в качестве связующего - цемент при следующем соотношении компонентов, мас.%:

окалина5-70отсевы агломерата3-30колошниковая пыль15-35шламы доменной газоочистки15-35шлак окислительного периода электросталеплавильного производства5-25цемент3-7