СОСТАВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ БРИКЕТИРОВАННОГО ТОПЛИВА Российский патент 2008 года по МПК C10L5/10 

Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к составу для получения брикетированного топлива.

Известны способы получения брикетированного топлива с применением традиционных компонентов доменной шихты - агломерат, окатыши, руда, кокс. При этом способе не достигается максимально эффективное производство чугуна в доменных печах с наименьшей его себестоимостью (в связи с высокой стоимостью кокса), поэтому в настоящее время часто используются способы добавления в шихту (в качестве заменителя кокса) различных компонентов - уголь, антрацит, электродный бой и т.д. [1]

Существенными недостатками данного способа являются:

- значительное снижение производства чугуна вследствие накопления в нижней части горна сажистого углерода.

- увеличение простоев доменных печей вследствие учащения прогара воздушных фурм;

- невозможность использования данных заменителей длительное время вследствие необходимости ввода в шихту компонентов для промывки горна доменной печи.

Известен также состав топливного брикета [2] на основе термообработанной смеси измельченного углеродного топлива и связующего

- лигносульфоната или мелассы и остатка нефтепереработки, отличающийся тем, что в качестве остатка нефтепереработки он содержит нефтяную спекающуюся добавку с температурой размягчения 140-170 или более 250°С при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Нефтяная спекающаяся добавка1-10Лигносульфонат или меласса1-10Углеродное топливо, выбранное из угля, кокса, отходов углеродных электродов или их смесейдо 100

Существенными недостатками данного состава для получения брикетированного топлива являются:

- пониженная механическая прочность брикета в результате низкой температурной устойчивости нефтяной спекающейся добавки;

- агрессивное воздействие на верхние горизонты строения доменной печи паров натрия, калия и аммония, выделяемых из лигносульфоната.

Известен также состав для получения брикетированного топлива [3], включающий угольную мелочь и связующую смесь углеводородной нефтяной фракции, выкипающей в интервале 260-360°С, и каменноугольного пека, отличающийся тем, что он дополнительно содержит раствор алюмината натрия, жидкую и твердую фазы продукта гидротермальной обработки перлитовой породы щелочью при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Углеводородная нефтяная фракция, выкипающая в интервале 260-360°С2-4Каменноугольный пек0,5-1,5Раствор алюмината натрия0,5-1,5Жидкая фаза продукта гидротермальной обработки перлитовой породы щелочью2-4Твердая фаза продукта гидротермальной обработки перлитовой породы щелочью0,5-1,5Угольная мелочь -прототипостальное

Существенными недостатками данного состава для получения брикетированного топлива являются:

- увеличение себестоимости брикета вследствие введения в брикет дорогостоящего каменноугольного пека;

- уменьшение длительности эксплуатации доменной печи вследствие разъедания щелочными материалами футеровки доменной печи при введении в состав брикета жидкой и твердой фаз продукта гидротермальной обработки перлитовой породы щелочью.

Известен способ выплавки чугуна с применением в качестве углеродсоставляющей части шихты кокса.

Существенным недостатком данного способа являются:

- увеличенная себестоимость чугуна вследствие высокого расхода кокса;

Желаемыми техническими результатами изобретения являются:

- снижение расхода кокса;

- эффективная утилизация отходов производства.

Для этого предлагается состав для получения брикетированного топлива, включающий углеродистый наполнитель и связующее, отличающийся тем, что в качестве углеродистого наполнителя используют смесь измельченного антрацита и угля марки ГЖ, а в качестве связующего каменноугольную смолу и/или накопленные отходы коксохимического производства при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Антрацит45-80Уголь ГЖ15-50Каменноугольная смола и/или накопленные отходы коксохимического производства3-7

Заявляемые пределы подобраны экспериментальным путем.

Антрацит, представляющий собой главную углеродсоставляющую часть брикета введен в состав брикета в целях сокращения расхода кокса, и снижения себестоимости чугуна. При концентрации менее 45% возникает необходимость увеличения процентного содержания в составе брикета угля марки ГЖ, что приводит к снижению производительности доменной печи и вследствие увеличения образования сажистого углерода, приводящего к ухудшению жидкоподвижности шлака, ухудшение дренажной способности горна, а при концентрации более 80% заметно снижается эффективность использования брикета вследствие низкого содержания восстановительных газов в брикете, содержащихся в угле марки ГЖ.

Уголь марки ГЖ (газовый жирный), являющийся оптимальной углеродсодержащей добавкой, связи с дополнительным выделением восстановительных газов, введен в состав брикета в целях дополнительного сокращения расхода кокса, и снижения себестоимости чугуна. При концентрации менее 15% дополнительный эффект снижения расхода кокса незначителен, а при концентрации более 50% происходит снижение производительности печи и вследствие увеличения образования сажистого углерода, приводящего к ухудшению жидкоподвижности шлака, ухудшение дренажной способности горна.

Каменноугольная смола и/или накопленные отходы коксохимического производства (представляющие собой смесь фусов, полимеров, кислой смолки и т.д., где фусы это - тяжелые остатки каменноугольной смолы, содержащие 40-50% угольной и коксовой пыли, выносимой газом из коксовых печей; полимеры это - смесь углеводородов, получаемых при регенерации поглотительного масла; кислая смолка это - остатки конденсации легкой смолы из коксового газа и продукты полимеризации непредельных соединений, присутствующих в коксовом газе, под действием серной кислоты в процессе очистки газа от аммиака) используется в качестве связки, причем при использовании менее 3% не удается получить требуемую механическую прочность брикета, а при увеличении более 7% прочность остается на требуемом уровне, а производительность печи снижается в связи с сокращением содержания топливной составляющей в брикете.

Заявляемые брикеты изготавливались из материалов со следующим химическим составом:

Антрацит: С - 93,5-96,3%; зола - 3,0-3,6%; SiO₂ - 1,18-2,24%, Fe₂O₃ - 0,18-0,20%; Al₂O₃ - 0,008-0,01%; CaO - 0,15-0,20%; Na₂O - 0,05-0,06%; К₂О - 0,05-0,07%.

Уголь ГЖ: С - 83-88%; S - 0,3-0,8%; H - 4-6%; О - 3-7%; N - 2-4%.

Каменноугольная смола: высококонденсированные ароматические углеводороды с техническим наименованием "пек" - не менее 50%; нафталин и его гомологи - 8,0-14,0%; фенантрен - 4,0-5,0%; антрацен - 1,0-1,5%; сумма 1, 2 и 3, 4 бензопирена - около 2,0%; фенол и его гомологи - не более 2,0%; пиридиновые и хинолиновые основания - не менее 1,2%; аценафтен - не более 2,0%; флуорен - 1,0-1,2%; карбазол - 1,2-1,5%; пирен - около 2,0%; вода - не более 4%; неидентифицированные соединения - остальное.

Накопленные отходы коксохимического производства: углеводороды - 35,24-87,81%; Fe₂O₃ - 0,02-0,08%; SiO₂ - 0,01-0,11%; CaO - 0,01-0,11%; MgO-0,01-0,05%.

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

Брикеты использовались на доменной печи полезным объемом 1719 м³ в качестве заменителя кокса в количестве 3% от его общего количества. Массовое соотношение компонентов и достигнутые результаты при использовании брикетов приведено в таблице.

Массовое соотношение компонентов и достигнутые результаты при использовании брикетов№ брикетаМассовое соотношение, %Расход кокса, кг/т чугунаСнижение расхода кокса, %АнтрацитУголь ГЖКаменноугольная смола и/или накопленные отходы коксохимического производства142,050,57,5442,4+2,80245,050,05,0416,5-3,25344,049,07,0417,3-3,05470,025,05,0416,3-3,30560,037,52,5437,0+1,60680,015,03,0416,7-3,20781,014,05,0440,1+2,30Прототип    430,00,00

Заявляемый состав для получения брикетированного топлива позволил:

- снизить расход кокса в среднем на 3,2%;

- эффективно утилизировать накопленные отходы коксохимического производства.

Источники информации

1. Равич Б.М. Брикетирование руд - М.: Недра, 1982 - 183 с.

2. Патент РФ №2181752, кл. С 10 L 5/10, 5/14, 5/20, 5/28.

3. Патент РФ №2024593, кл. 5 С 10 L 5/16.

Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к составу для получения брикетированного топлива. Состав для получения брикетированного топлива, включает, мас.%: измельченный антрацит - 45-80, уголь марки ГЖ - 15-50, связующее - каменноугольная смола и/или накопленные отходы коксохимического производства - 3-7. Техническим результатом изобретения является снижение расхода кокса и эффективная утилизация отходов производства. 1 табл.

Состав для получения брикетированного топлива, включающий углеродистый наполнитель и связующее, отличающийся тем, что в качестве углеродистого наполнителя используют смесь измельченного антрацита и угля марки ГЖ, а в качестве связующего каменноугольную смолу и/или накопленные отходы коксохимического производства при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Антрацит45-80Уголь марки ГЖ15-50Каменноугольная смола и/или накопленные отходы коксохимического производства3-7