БРИКЕТ Российский патент 2009 года по МПК C22B1/243 C22B7/00 

Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к составу брикета для выплавки чугуна с получением полупродукта для цинковой промышленности.

Известен выбранный в качестве прототипа [1] брикет для выплавки стали, содержащий железосодержащие отходы металлургического производства, включающие колошниковую пыль, пылевидный доломит и цемент в качестве связующего, который дополнительно содержит пыль газоочистки электросталеплавильного производства при следующем соотношении, мас.%:

пыль газоочистки электросталеплавильного производства 40-80 колошниковая пыль 1-40 пылевидный доломит 5-30 цемент 1-5

Существенными недостатками данного брикета являются:

- низкое содержание цинковых составляющих в брикете для получения полупродукта для цинковой промышленности;

- высокая себестоимость получаемых брикетов в связи с дополнительными затратами на дополнительный помол доломита;

- низкая механическая прочность брикета из-за отсутствия реакции взаимодействия цемента с пылью газоочистки электросталеплавильного производства ввиду более мелкой фракции последней.

Известна также шихта [2] для производства углеродсодержащих железорудных брикетов, включающая шламы из металлургических производств и колошниковую пыль, которая содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%:

шламы металлургических производств 70-95 колошниковая пыль 5-30

Существенными недостатками данной шихты являются:

- низкое содержание цинковых составляющих в брикете для получения полупродукта для цинковой промышленности;

- низкая механическая прочность брикета из-за отсутствия связки.

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 грануляцию данного вида материала вследствие сложности изготовления продукта данным способом;

- затруднительное ведение процесса переплавки данного материала в необходимом количестве и получения полупродукта для цинковой промышленности.

Известен также способ переработки и получения сырья для производства цинка [4], основным источником для которого являются сульфидные полиметаллические медно-свинцово-цинковые, свинцово-цинковые и медно-цинковые руды.

Существенными недостатками данного способа являются:

- высокие затраты на производство сырья вследствие добычи, сложного обогащения и переработки рудных составляющих;

- дополнительное образование техногенных отходов при переработке и подготовке рудных составляющих для получения сырья для производства цинка.

Желаемыми техническими результатами изобретения являются:

- получение полупродукта для цинковой промышленности в виде уловленной пыли с высоким содержанием цинка;

- снижение себестоимости чугуна за счет уменьшения стоимости шихтовых материалов;

- эффективная утилизация отходов производства.

Для этого предлагается брикет, включающий железосодержащие и цинксодержащие материалы, а также связующее, отличающийся тем, что в качестве железосодержащего и цинкосодержащего материала используют пыль электросталеплавильного производства, а в качестве связующего жидкое стекло при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Пыль газоочистки электросталеплавильного производства 75-97 Жидкое стекло 3-25

Заявляемые пределы подобраны экспериментальным путем.

Пыль газоочистки электросталеплавильного производства вводится в состав брикета как железосодержащая и цинксодержащая составляющие, причем при использовании менее 75% снижается коэффициент полезного использования агрегата при применении брикета, а при увеличении более 97% невозможно получение брикета с требуемой механической прочностью, обеспечивающего требуемые газодинамические свойства шахты печи.

Жидкое стекло используется в качестве связки, причем при использовании менее 3% не удается получить брикет с требуемой механической прочностью, а при увеличении более 25% возрастают непроизводственные затраты, связанные с производством брикетов, а также снижается общее содержание железо-цинковой составляющей в брикете.

Заявляемые брикеты изготавливались из материалов со следующим химическим составом.

Пыль газоочистки электросталеплавильного производства: 8,06-10,1% СаО; 62,4-70,41% Fe₂O₃; 4,98-6,5% SiO₂; 3,57-5,6 MnO %; 1,86-6,0% MgO; 0,81-8,3% Al₂O₃; 0,01-0,05% V; 1,90-6,50% Zn; 0,10-0,50% Cr; 0,1-0,3% Cu; 0,5-2,0% K₂O; 0,5-2,0% Na₂О; 0.30-1,20% SO₃; 0,5-4,0% С; влага - 0,10-2,0.

Жидкое стекло: плотность при 15-25°С - 1,30-1,55 г/см³; силикатный модуль (SiO₂:

Na₂O·1,0323) - 2,6-3,0.

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

Брикеты использовались при выплавке передельного чугуна в вагранке с получением полу продукта для цинковой промышленности в виде пыли, уловленной в отходящих газах в рукавных фильтрах газоочистных сооружений.

Химический состав уловленной пыли: 5,0-25% Fe_общ; 5,0-15,5% С; 3,0-10,0% CaO; 0,5-3,0% MgO; 2,0-8,0% Al₂О₃; 6,2-8,2% SiO₂; 35-56% Zn.

Заявляемый брикет позволил эффективно утилизировать отходы производства с получением полупродукта для цинковой промышленности в виде уловленной пыли с содержанием цинка не менее 35% и чугуна с требуемым химическим составом, причем производственная себестоимость получаемого чугуна на 2,3% ниже, чем чугуна, получаемого из традиционных материалов.

Источники информации

1. RU №2005124222/02, кл. С22В 1/243.

2. АС СССР №1546506, кл. С22В 1/24.

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

4. Тарасов А.В., Уткин Н.И. Общая металлургия. - М.: Металлургия, 1997, - 592 с.

Брикет включает железосодержащие и цинксодержащие материалы, а также связующее. В качестве железосодержащего и цинкосодержащего материала используют пыль газоочистки электросталеплавильного производства, а в качестве связующего - жидкое стекло. Соотношение компонентов в брикете следующее, мас.%: пыль газоочистки электросталеплавильного производства 75-97, жидкое стекло 3-25. Изобретение позволит утилизировать отходы производства.

Брикет, включающий железосодержащие и цинксодержащие материалы, а также связующее, отличающийся тем, что в качестве железосодержащего и цинкосодержащего материала используют пыль газоочистки электросталеплавильного производства, а в качестве связующего - жидкое стекло при следующем соотношении компонентов, мас.%:
пыль газоочистки электросталеплавильного производства 75-97 жидкое стекло 3-25