БРИКЕТ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА СТАЛИ Российский патент 2008 года по МПК C22B1/245 C22B1/248 

Изобретение относится к металлургическому производству, а именно к подготовке шихтовых материалов для выплавки стали.

Известен брикет для выплавки черных металлов [1]. Брикет содержит измельченный стальной лом, коксовую мелочь, связующие и шлакообразующие добавки.

Недостатком брикета является использование в качестве углеродосодержащего компонента коксовой мелочи, приводящей к насыщению металла серой, что требует увеличенного количества шлакообразующих материалов. Кроме того, невысокое содержание углерода и высокая стоимость коксовой мелочи снижает область использования брикета в производстве черных металлов.

Наиболее близким к заявленному составу шихтового брикета для выплавки черных металлов является брикет, в котором коксовая мелочь как углеродсодержащий материал заменена на электродный бой графитовых электродов [2].

Недостатками этих брикетов является то, что для использования боя графитовых электродов в составе брикета требуется специальная установка для дробления и измельчения графитовых электродов, а высокая стоимость боя графитовых электродов существенно повышает стоимость брикета.

Технической задачей изобретения является создание брикета достаточной механической прочности для производства стали при эффективном использовании природозагрязняющих отходов городских и производственных предприятий.

Технический результат достигается за счет добавления в состав брикета в качестве углеродосодержащего материала активного ила - осадка биологических очистных сооружений городских и производственных сточных вод в количестве 10-15%. В этих осадках содержится как горючая масса до 70-75%, так и зольные частицы до 20-30%. Содержание углерода в иле составляет 56-61% [3]. Наличие в брикете активного ила как углеродосодержащего компонента в количестве 10-15% объясняется прежде всего составом ила. Именно в этих пределах обеспечиваются оптимальные условия протекания химических реакций в брикете при нагреве в печи и в расплаве шихтовых материалов. Менее 10% активного ила в брикете как углеродосодержащего материала приведет к повышенному расходу чугуна, а более 15% из-за сравнительно высокого содержания в иле зольных частиц приведет к повышению теплозатрат на нагрев металлошихты.

В качестве железосодержащего материала используется замасленная окалина - отходы прокатного производства в количестве 25-35%. Окалина представляет собой смесь оксидов металла с отработанным маслом, содержащим 85% углерода. Содержание окалины менее 25% недостаточно для процесса восстановления железа в брикете, а более 35% ведет к потере механической прочности брикета.

Мелкий магнитный продукт - продукция дробильно-сортировочного комплекса переработки отвальных шлаков мартеновского производства, используется в брикете в количестве 40-60% крупностью не более 5 мм с содержанием железа металлического не менее 30%. Содержание мелкого магнитного продукта менее 40% в брикете ухудшает качество металлосодержащего материала, а более 60% уменьшает возможность утилизации других железосодержащих отходов производства (окалины, пылей).

Достаточная механическая прочность брикета обеспечивается введением в качестве связующих пылей, цемента и извести.

Пыли с газоочисток мартеновских печей и установки внепечной обработки стали подаются для брикетов крупностью не более 2,5 мм, влажностью не более 1,5%. Суммарный процент пылей должен быть в пределах от 4,7 до 10,0%, т.к. это вызвано необходимостью утилизации техногенных отходов производства. Использование пылей ниже 4,7% не обеспечивает связующий эффект и увеличение прочности брикета, а более 10,0% нельзя использовать из-за необходимости обеспечения в брикете требуемой пористости и газопроницаемости, что приводит к снижению процесса восстановления железа.

При необходимости можно частично пыли дополнять цементом или известью. Использование извести или цемента в составе брикета зависит от технологических особенностей производства различных марок стали.

Увеличение содержания извести более 10% ведет к снижению качества выплавляемой стали из-за выделения водорода из извести-пушонки.

Использование цемента более 10% уже не приводит к заметному связующему эффекту и увеличению прочности брикетов, к тому же значительно увеличивает себестоимость изготовления брикетов вследствие высокой цены цемента.

Таким образом смесь для изготовления брикета кроме ила содержит окалину замасленную, пыли газоочисток мартеновских печей и установки внепечной обработки стали, мелкий магнитный продукт (металлического металла в шлаке) и в зависимости от марки выплавляемой стали может содержать известь и цемент при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Окалина замасленная25-35%Пыли газоочисток мартеновских печей и установки "Печь - ковш"4,7-10,0%Мелкий магнитный продукт40-60%Активный ил10-15%Известь-пушенкаот 10 до 0%Цементот 10 до 0%

Изготовление брикетов производится следующим образом.

Все компоненты брикетов перемешиваются до получения однородной по цвету и составу формовочной массы.

Масса материала на один замес определяется расчетным путем.

Продолжительность перемешивания материалов от 3 до 12 минут (в зависимости от влажности компонентов брикета).

Для обеспечения необходимой "сырой" прочности брикета в механическую смесь добавляют воду. Избыток влаги более 15% (сверх 100% массы смеси) ведет к газовыделению и высокой пористости брикета. Снижение влажности смеси перед брикетированием может повлечь снижение прочности брикета.

Процесс смешивания и формирования смеси должен быть непрерывным. После перемешивания масса поступает на пресс. Давление прессования не менее 10 МПа.

Готовые прессованные брикеты укладываются на поддоны и в этом положении выдерживаются на воздухе до набора технологической прочности.

Использование брикетов, в состав которых входит активный ил, позволит получить сталь с минимальными затратами на углеродосодержащую часть шихты с одновременной утилизацией природозагрязняющего материала и с уменьшенным содержанием серы, фосфора и углерода.

Источники информации

1. А.С. СССР №855039, 1981.

2. Патент RU №2083681.

3. П.С.Туровский "Обработка осадков сточных вод". - М.: Стройиздат, 1988 г. 256 с.

Изобретение относится к металлургическому производству, а именно к подготовке шихтовых материалов для выплавки стали. Брикет содержит окалину замасленную 25-35%; пыли газоочисток мартеновских печей и установки "Печь-ковш" 4,7-10,0%; мелкий магнитный продукт 40-60%; активный ил 10-15%; известь-пушенка от 10 до 0%; цемент от 10 до 0%. Использование брикетов, в состав которых входит активный ил - осадок биологических очистных сооружений городских и производственных сточных вод, позволит получить сталь с минимальными затратами на углеродосодержащую часть шихты с одновременной утилизацией природозагрязняющего материала и с уменьшенным содержанием серы, фосфора и углерода.

Брикет для производства стали, включающий железосодержащие и углеродосодержащие материалы и связующие, отличающийся тем, что в качестве углеродосодержащего материала используется активный ил - осадок биологических очистных сооружений городских и производственных сточных вод при следующем соотношении компонентов, мас.%:

окалина замасленная25-35пыли газоочисток мартеновских печей и установки "Печь-ковш"4,7-10,0мелкий магнитный продукт40-60активный ил10-15известь-пушенкаот 10 до 0цементот 10 до 0