СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОКОМКОВАННОГО МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО СЫРЬЯ Российский патент 2012 года по МПК C22B1/00 

Описание патента на изобретение RU2458158C2

Изобретение относится к металлургии, к стадии подготовки руды к пирометаллургическому переделу и может быть использовано на горнообоготительных, горнометаллургических и металлургических комбинатах.

В настоящее время практически все предприятия, осуществляющие металлургический передел, используют окомкованное металлургическое сырье в виде куска, агломерата, брикета, окатышей. Окомкованное металлургическое сырье позволяет создавать компактно-прерывистую структуру плавильной шихты, которая обеспечивает оптимальные условия для ее нагрева и плавления, дегазации и всплытия шлака, равномерного распределения по объему всех ингредиентов шихты и микропримесей, избегая образования настылей и более лучшего отхода вредных примесей в шлак.

В зависимости от способа металлургического передела к тому или иному виду окомкованного сырья сложились определенные требования по его составу, механическим свойствам и весо-габаритным параметрам отдельного комка. Однако, учитывая тот факт, что в современных условиях более 80% черного металла получают доменным переделом, то наиболее потребляемым окомкованным сырьем является кусковая богатая железная руда и агломерат, полученный из более бедной железной руды.

Ввиду истощения запасов и ресурсов богатых железных руд, которые в металлургическом переделе использовались преимущественно в виде куска, большее внимание стало уделяться вопросу получения качественного комка в виде агломерата, брикета, окатышей из концентратов более бедных железных руд.

Известен способ получения агломератов на агломератных машинах чашевого и конвейерного типов (Металлургия чугуна / Под ред. Ю.С.Юсфина. - М.: ИКЦ «Академкнига», 2004 - с.131-148). На чашевой машине периодического действия агломерация железорудного сырья происходит в одном реакционном объеме - чаше в течение 8-12 минут, что при площади спекания 700 м2 обеспечивает суточную производительность 35 тыс т/сут. Ввиду того, что почти половина рабочего времени при эксплуатации чашевой агломерационной машины уходит на загрузку чаш шихтой, зажигание и выгрузку готового агломерата, то от этой машины металлурги отказались (только 3% мирового объема агломерата получается на машинах такого типа). Остальной объем агломерата получается сейчас на конвейерных агломерационных машинах непрерывного действия, процесс агломерации на которых происходит в нескольких реакционных объемах, представляющих собой замкнутую цепь движущихся спекательных тележек-паллет. Удельная производительность конвейерных агломерационных машин достигает значений 1,3-1,9 т/(м2.ч).

Основным недостатком способа агломерации является низкая прочность получаемых агломератов - количество мелочи в скипах (фракция <5 мм) достигает 25% при лучшем значении барабанного показателя прочности 75%.

Известен способ окомкования тонких железорудных концентратов путем изготовления железорудных окатышей (Металлургия чугуна / Под рез. Ю.С.Юсфина. - М.: ИКЦ «Академкнига», 2004, - с.184-215). В настоящее время мировое производство окатышей превышает 300 млн т/год. Большая часть окатышей производится в два этапа: сначала получают сырые окатыши, а затем - упрочненные окатыши. Сырые окатышей формируется в барабанных или тарельчатых окомкователях при окатывании тонкодисперсного железорудного материала, увлажненного до определенной степени. Более 99% упрочненных окатышей получают путем высокотемпературной обработки в обжиговых агрегатах: шахтных печах; конвейерных машинах и комбинированных установках. Производительность таких машин, например, конвейерной обжиговой машины достигает 0,85 т/(м2.ч).

Основным преимуществом окатышей является их прочность в холодном состоянии, позволяющая транспортировать окатыши на большие расстояния, обеспечивая содержание мелочи (<5 мм) в окатышах при отгрузке 3,66%. Недостатком данного способа окомкования следует признать меньшую на 25% удельную производительность по сравнением с агломерацией.

Известен способ переработки минерального сырья по патенту РФ №2402499, основанный на обжиге известняка, железной руды и угля, взятых в пропорции 4:3:1, с получением двух товарных продуктов - цементного клинкера и железорудного концентрата, которые при необходимости компактируются (железорудный концентрат, например, в брикеты или окатыши).

При этом железорудный материал для компактирования (окомкования) извлекается из получаемых после обжига клинкерно-рудных спеков посредством двух технологических операций - измельчения спеков и магнитной сепарации измельченного материала, а окомкование отсепарированного железорудного концентрата требует дополнительных затрат на упрочнение комка (энергетических и/или материальных).

Реализация способа по патенту №2402499 на вращающейся трубной печи для обжига портландцементного клинкера позволяет обеспечить получение до 780 тыс т/год окомкованного металлургического сырья при производительности печи в 1,28 млн т/год по клинкеру.

Технический результат от применения предполагаемого изобретения - повышение энергоэффективности процесса окомкования металлургического сырья при обеспечении стабильной прочности окомкованного металлургического сырья.

Технический результат достигается следующим образом. Шихта, составленная в определенной пропорции из подготовленных основных ингредиентов - железорудного, известнякового, угольного, обжигаются в одном реакционном объеме. В процессе обжига выполняют операции восстановления, связывания и компактирования продуктов термохимических реакций между ингредиентами шихты в окомкованное металлургическое сырье - железорудные спеки - аналоги агломератов.

По первому варианту получения окомкованного металлургического сырья шихта для обжига в качестве основных ингредиентов содержит в весовых пропорциях 3:1:1, соответственно, железную руду, известняк и уголь. Восстановление, связывание и компактирование продуктов обжига шихты в проплавленные металлизованные спеки происходит одновременно в одном реакционном объеме обжигового устройства. Полученные спеки охлаждают, дробят, вводят в дробленый продукт при необходимости корректирующие добавки и измельчают до требуемой тонины. Из полученного размола, содержащего железорудный концентрат и цементный клинкер, производят металлизованные до степени металлизации 45-61% железорудные окатыши, упрочняемые безобжиговым путем: посредством паротепловой обработки в автоклаве или длительной холодной выдержкой в естественных условиях.

По второму варианту получения окомкованного металлургического сырья обжигаемая шихта содержит основные ингредиенты - железную руду, известняк и уголь - в весовых пропорциях 14:3:1.

Полученные железорудные спеки охлаждают и дробят.

От полученной дробленной массы спеков отделяют мелочь, из состава которой отбирают хорошо окатываемые частицы - затравки, а оставшуюся мелочь размалывают до определенной тонины.

Затем из полученного размола, используя отобранные затравки, получают окатыши, упрочняемые без высокотемпературного спекания частиц. При этом окомкование металлургического сырья - железорудных спеков и окатышей дополнительно обеспечивается связующими свойствами цементного клинкера, получаемого в реакционном объеме.

Более подробно предлагаемый способ описывается ниже.

Данное техническое решение базируется на методологической общности обжиговых процессов получения металлургического и строительного полупродуктов, например, железорудных концентратов, агломератов, окатышей и цементного клинкера. Фактически, на практике, в металлургическом и цементном переделе используются одни и те же основные ингредиенты обжигаемой шихты, процесс обжига проходит в одном и том же диапазоне температур и на близком, конструктивно и функционально, технологическом оборудовании.

Изменяя на входе в реакционный объем пропорции между основными ингредиентами обжигаемой шихты, например, железорудным, извястняковым и угольным ингредиентами, на выходе из реакционного объема обжиговой установки можно регулировать качественными и количественными характеристиками металлургического и/или строительного полупродуктов.

Так, в упомянутом выше патенте РФ №2402499 использование соотношения основных ингредиентов обжигаемой шихты известняка, железной руды, угля, равное 4:3:1, позволяет на выходе вращающейся трубной обжиговой печи получать на каждую тонну портландцементного клинкера до 800 кг железорудного концентрата.

По патенту Великобритании №1386790 клинкер быстротвердеющего портландцемента получают из сырьевой смеси 20-35% Al2O; 7,2-15,5% SiO2; 52-65% CaO; 1.3-2.6% F и менее 3% Fe2O3. Известен также способ изготовления быстротвердеющего портландцемента по патенту РФ №2304562 путем обжига до спекания цементной сырьевой смеси карбонатного, алюмосиликатного и железистого ингредиентов.

Известны способы получения восстановленного железорудного металлургического сырья (патенты РФ №2303071 и №2303372) с использованием угольного восстановителя.

В России на агломерационных фабриках черной металлургии средний состав аглошихты характеризуется соотношением основных ингредиентов - железистого, известнякового, угольного, равным 16:3:1 (Ю.С.Юсфин, 2004).

Перечисленные и многочисленные другие практические примеры ускоренного упрочнения материалов за счет ввода в их состав тонкодисперсных железистых или известняковых (известковых) систем создают предпосылки для регулирования прочностных свойств материалов за счет одновременного ввода в состав материалов комбинации гидрофильных тонкодисперсных упрочнителей, получаемых, например, из железорудных и клинкерных минералов. А, если удастся организовать их получение и ввод в состав целевого материала в едином технологическом процессе производства этого материала, то данное решение будет достаточно конкурентноспособным за счет очевидной эффективности такого производства (экономии времени, энергетических и материальных затрат). Эти преимущества могут быть применены к проблеме улучшения качества окомкованного металлургического сырья.

Получение железорудных окатышей

Технологическая схема получения окатышей комбинирует два этапа формирования окатышей путем окомкования влажной шихты в специальных аппаратах - барабанных и чашевых (тарельчатых) окомкователях и упрочнения гранул обжиговым или безобжиговым способом для придания окатышам прочности, необходимой для хранения, транспортировки к доменным цехам и проплавки их в печах.

Полученная после размола спека шихта, представляет тонкоизмельченную смесь железорудного и портландклинкерного материалов, которая является гидрофильной дисперсной системой, характеризующаяся интенсивным взаимодействием с водой и термодинамическим стремлением к окомкованию. Поэтому сырые окатышей формируется при окатывании смеси материалов, увлажненной до определенной степени, с оптимальным значением для каждого конкретного вида шихты величиной поверхности частиц (при нижнем уровне 1300-1500 см2/г).

Окомкование в барабанных окомкователях диаметра 3×14 м характеризуется стабильностью и высокой (до 100 т/ч) производительностью, а в чашевых - получением более равномерных по крупности окатышей при производительности до 90 т/ч при диаметре тарели 5-7 м. Механическая прочность сырых окатышей характеризуется сопротивлением раздавливанию одного окатыша 45-55 Н для окатышей диметром 25 мм и 9 Н для окатышей диаметром 9,5 мм и выдерживанием без разрушения не менее 15 сбрасываний с высоты 300 мм.

Тепловое упрочение окатышей

Предлагаемый способ упрочнения окатышей аналогичен автоклавному упрочнению силикатных кирпичей. Упрочнение материала происходит за счет образования цементационной связки в виде геля, состоящего из оксидов кальция, магния, кремния и частично железа.

Преобладающими минералами связки является гидросиликаты кальция, образуемые в результате 3-6 часовой выдержки окатышей в автоклаве при температуре 210-220°С и давлении пара 0,8-1,2 МП.

Причем тепло для пропаривания окатышей берется от отходящих при обжиге шихты газов и нагретого воздуха после охлаждения спеков, потоки которых имеют температуру 500-800°С. Это существенно сокращает издержки автоклавного упрочнения окатышей, прочность на сжатие которых может достигать значений 900-1500 Н/окатыш.

Холодное упрочнение окатышей

Данный способ упрочнения окатышей основан на цементной связке, в качестве которой используется портландцементный клинкер. Упрочнение окатышей происходит в результате реакций гидратации основных клинкерных минералов, образованных при обжиге шихты, - алита (Ca3SiO5), пятикальциевого триалюмината (Ca5Al6O14), четырехкальциевого алюмоферрита (Ca4Fe2Al2O10) и других. Благодаря этим реакциям в окатышах в течение 22-26 суток выдержки образуется связка сложного состава, подобная получаемой при автоклавной обработке, что способствует получению прочности на сжатие 1100-1700 Н/окатыш.

Таким образом, за счет дополнительного связующего действия клинкерных минералов, полученных при обжиге шихты заданного состава, при безобжиговом упрочнении окатышей могут быть достигнуты показатели прочности (≥1500 Н/окатыш) обжигового упрочнения с расходом условного топлива 34 кг на 1 т окатышей.

В соответствии с показателем современного доменного производства (Ю.С.Юсфин, 2004, с.261) расход агломерата на 1 т выпущенного чугуна составляет 720-1480 кг, а расход окатышей на 1 т выпущенного чугуна 100-770 кг. Эти показатели обозначают возможные диапазоны соотношений выпуска этих видов окомкованного металлургического сырья:

агломерат/окатыши = от 1:1 до 15:1, при среднем соотношении 3:1. Учитывая этот фактор, второй вариант предлагаемого способа, использующий в обжигаемой шихте соотношение весов железной руды, известняка и угля 14:3:1, позволяет получать сбалансированное соотношение железорудных спеков - аналогов агломерата и окатышей. Это достигается тем, что полученные в реакционном объеме обжигового устройства железорудные спеки охлаждают, дробят, разделяют на крупную фракцию 5-45 мм и мелкую фракцию <5 мм, которую затем рассеивают на три класса частиц 4-5 мм; 1-3 мм и <1 мм. Частицы первого и третьего классов размалывают до тонины <0,07 мм, вводят в размол при необходимости корректирующие добавки, и из полученного размола производят окатыши характерного размера 14-15 мм, используя частицы второго класса в качестве затравок. В данном способе окомкавание как спеков, так и окатышей происходит за счет действия продуктов обжига как железной руды, так и известняка.

Полученное окомкованное сырье может поставляться в доменный цех раздельно или вместе. Посредством регулирования соотношения компонентов окомкованного металлургического сырья - спеков и окатышей, смешанных в общем объеме выпускаемой продукции, можно управлять холодной и горячей прочностью окомкованного металлургического сырья, а также его восстановимостью при плавке.

Способ осуществляется следующим образом. Состав шихты и режим процесса обжига шихты базируется на особенностях вещественного и энергетического балансов термохимических реакций между основными ингредиентами шихты.

При обжиге шихты основные ингредиенты сырьевой смеси претерпевают следующие преобразования.

Руда: поведение основных железонесущих минералов определяется эндоэффектами дегидратации и диссоциации. Гетит FeOOH при нагревании до 300-420°С переходит в гематит Fe2O3 с выделением воды. Гидрогетит FeOOH·nH2O при нагревании до 50-200°С переходит в гетит с выделением воды, а при дальнейшем нагреве до 380-410°С переходит в гематит Fe2O3 с выделением воды. Сидерит FeCO3 при нагревании до 420-500°С диссоциирует на FeO и Fe3O4 с образованием диоксида углерода CO2. При температуре более 600°С идут процессы омагничивания руды (Fe2O3→Fe3O4) и восстановления железа.

Известняк: при сушке карбонатного сырья, нагреве до 200°С - удаляется внешняя влага, при нагреве до 900°С - выгорают органические примеси, при нагреве до 1300°С протекает термическая диссоциация (декарбонизация): CaCO2→CaO+CO2.

Уголь: состав - углерод C - 65,2%; водород H - 4,7%; кислород O - 27,5%, при нагреве до 140°С освобождается от влаги, в диапазоне температур 140-250°С окисляется с образованием твердого углерода.

В соответствии с особенностями вещественного и энергетического балансов термохимических реакций между рудой, известняком, углем и продуктами их термопреобразований в процессе совместного обжига в объеме обжиговой печи будет наблюдаться синергизм реакций клинкерообразования и образования магнитного концентрата железной руды. В реакционном пространстве будут проходить следующие реакции.

Рудовосстановительные процессы определятся термодинамикой и кинетикой восстановления окислов железа в системах Fe-C-O и Fe-H-O. В качестве восстановителей используются: твердый углерод в золе бурого угля; оксид углерода в газах горения; водород, получаемый при разложении паров воды; метан в зоне поджига печи. Наиболее эффективно идет комбинированное восстановление с использованием одновременно водорода и твердого углерода. Скорость адсорбции и десорбции водорода на поверхности рудных частиц и углеродистого восстановителя в 5-8 раз выше, чем оксида углерода. При этом твердый углерод является регенератором водорода из образующихся при восстановлении молекул воды по реакции H2O+C=H2+CO(CO2). В итоге скорость реакции восстановления железа резко возрастает за счет максимальной восстановительной способности таких углеродистых восстановителей, как торф и бурые угли, содержащих большое количество летучих.

Процесс разложения известняка, идущий при температуре 1230°С по реакции CaCO3=CaO+CO2, обеспечивает получение магнитного окисла железа по реакциям 3Fe2O3+C=2Fe3O4+CO и 3Fe2O3+2H=2Fe3O4+H2O, идущим наиболее эффективно в диапазоне температур 760-960°С.

Термическая диссоциация гематита идет по реакции 6Fe2O3=4Fe3O4+O2. Взаимодействие твердого углерода с окислами железа осуществляется через газовую фазу по схеме: CO2+C=2CO; FeO+CO=Fe+CO2.

При содержании углерода в шихте 15-25% восстановление магнетита и вюсита в зоне горения углерода происходит по реакциям: Fe3O4+CO=3FeO+CO2; FeO+CO=Fe+CO2.

Прямое восстановление вблизи горящих частиц углерода идет по реакциям: Fe3O4+CO=3FeO+CO2; CO2+C=2CO; FeO+C=Fe+CO.

С учетом синергизма действия всех восстановителей и парциального их вклада в магнетизирующий обжиг железной руды и восстановление металла можно обобщить все термохимические реакции в следующую схему:

;

2FeO+2Fe2O3→2Fe3O4;

;

.

При этом необходимо иметь ввиду, что в диапазоне температуры эффективного восстановления 650-960°С каждый из восстановителей проявляет свои свойства максимальным образом на смежных интервалах температур в этом диапазоне, повышая надежность процесса, а превалирующий вклад в процесс обеспечивает твердый углерод и водород.

Ингредиенты сырьевой смеси поступают на узел подготовки сырьевой массы после подбора нескольких основных ингредиентов, обладающих комплиментарными физико-химическими свойствами. Подготовленная шихта поступает в печь обжига. Режим процесса обжига шихты базируется на особенностях вещественного и энергетического балансов термохимических реакций между основными ингредиентами шихты и продуктами этих реакций. Обожженный продукт после печи обжига подается в узел подготовки продуктов.

Узел подготовки сырьевой массы в случае трех основных ингредиентов шихты может состоять из трех линеек дробильно-измельчительного и накопительно-дозирующего оборудования, одного смесителя и подавателя-загрузчика Линейка для известняка может состоять: из щековой дробилки типа ЩКД-8 или типа №21 (Германия), молотковой типа СМД-97А или конусной дробилок - на второй стадии дробления; мельницы «Аэрофол» или трубной мельницы типа МШТ ⌀ 3,2×15 м; вертикального силоса-накопителя; дозатора-питателя типа ДТ-25.

Линейка для угля может содержать: дробилку молотковую типа СМ-170-Б; мельницу универсальную сепараторную ⌀ 3,2×6,5 м; вертикальный силос и питатель типа ДТ-25.

Линейка для железной руды может содержать: для первой стадии дробления - щековую дробилку ЩКД-8 или №21; для второй стадии дробления - конусную дробилку СМД-97А; мельницу «Аэрофол» или трубную мельницу МШТ ⌀ 3,2×15 м; вертикальный силос и дозатор-питатель ДТ-25.

Смешивание подготовленных ингредиентов осуществляется на усреднительном складе сырья и добавок, а подача шихты в обжиговую печь может производиться питателем типа АРПШ-7А.

Печь обжига шихты содержит зоны: сушки, подготовки, термических реакций, восстановления, охлаждения. По конструктивному выполнению печь может быть шахтной, вращающейся трубной, с вращающимся подом или другого типа.

Узел подготовки продуктов из обожженной шихты содержит выдачное устройство, валковую дробилку, валковый измельчитель.

В составе этого узла могут быть применены валковые дробилки типа ДДЗ-1500×1200 и Д4Г-950×800; валковые измельчители фирм KHD, Ecoplex, Polycom или пресс-валки фирмы Krupp-Polysius (Германия).

Окомкование металлургического сырья может быть произведено на серийно выпускаемых (например, ООО «ОрскМетМаш») окомковителях: барабаном типа ОБ-2,8*8 или чашевого гранулятора с диаметром чаши 5500 мм.

Технический результат реализации предлагаемого способа окомкования металлургического сырья выражается в повышении экономических и технических показателей получаемого комка за счет: однократного высокотемпературного воздействия на материалы; включения в состав шихты в определенном соотношении с основными ингредиентами известнякового/известкового компонента, продукты обжига которого обеспечивают дополнительное связывание материалов в комке; включение в состав шихты в определенном соотношении с основными ингредиентами углеродосодержащего компонента (угля, кокса, полукокса), обеспечивающего металлизацию железной руды; одновременного проведения всех процессов восстановления, связывания и компактирования продуктов обжига; безобжигового упрочнения окатышей; регулирования соотношения спеков и окатышей, смешанных в общем объеме выкускаемой продукции.

Повышение технических показателей заключается в улучшении энергоэффективности процесса окомкования при обеспечении стабильной прочности окомкованного металлургического сырья как при хранении и транспортировки комка, так и при его плавке в доменной печи. Холодная прочность комка близка к холодной прочности обожженного окатыша, а горячая прочность приближается к горячей прочности агломерата, полученного традиционным путем на конвейерной агломерационной машине (по результатам собственных лабораторных опытов).

Похожие патенты RU2458158C2

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОБЕСФОСФОРЕННОГО КОНЦЕНТРАТА ООЛИТОВЫХ ЖЕЛЕЗНЫХ РУД 2011
  • Лунев Владимир Иванович
  • Усенко Александр Иванович
RU2449031C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЧЕРНОГО МЕТАЛЛА 2012
  • Лунёв Владимир Иванович
  • Усенко Александр Иванович
RU2492246C2
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ (ВАРИАНТЫ) 2008
  • Лунёв Владимир Иванович
  • Паровинчак Михаил Степанович
  • Усенко Александр Иванович
RU2402499C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОКАТЫШЕЙ ДЛЯ ДОМЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА 1992
  • Деревянко В.И.
  • Котов К.И.
  • Васюченко А.И.
  • Дымченко О.В.
  • Кумченко Н.Н.
  • Мясоедов В.М.
  • Петренко Ю.И.
  • Добромиров Ю.Л.
  • Сидорский А.В.
  • Добромиров В.Л.
  • Тихомиров В.Е.
RU2009222C1
Способ производства окускованного материала из тонкоизмельченных концентратов 1982
  • Бережной Николай Николаевич
  • Федоров Станислав Алексеевич
  • Стольберг Евсей Яковлевич
  • Паталах Алим Алексеевич
  • Билоус Владимир Николаевич
SU1100325A1
Способ получения железа из оолитов бурожелезняковой руды и устройство для его реализации 2020
  • Лунёв Владимир Иванович
RU2743132C2
Способ производства железорудных окатышей 1978
  • Даньшин Виктор Васильевич
  • Юсфин Юлиан Семенович
  • Пашков Николай Фомич
  • Рыжонков Дмитрий Иванович
  • Григорян Вули Аршакович
  • Похвиснев Анатолий Николаевич
  • Воскобойников Виктор Григорьевич
  • Кусайло Виктор Петрович
  • Литвиненко Юрий Александрович
  • Харитонов Алексей Алексеевич
  • Симонов Виктор Иванович
  • Колчанов Владимир Александрович
  • Усачев Александр Борисович
SU863688A1
СПОСОБ ОКУСКОВАНИЯ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО СЫРЬЯ 1992
  • Вегман Е.Ф.
  • Юсфин Ю.С.
  • Жак А.Р.
  • Пыриков А.Н.
  • Дегтяренко И.А.
  • Невраев В.П.
  • Тлеубагулов Б.С.
  • Бакумова Н.В.
  • Лелеченко Т.О.
RU2016100C1
Способ производства офлюсованного окускованного материала 1985
  • Дрожилов Лев Александрович
  • Федоров Станислав Алексеевич
  • Бережной Николай Николаевич
  • Билоус Владимир Николаевич
SU1296615A1
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

Реферат патента 2012 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОКОМКОВАННОГО МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО СЫРЬЯ

Способ получения окомкованного металлургического сырья включает подготовку шихты, содержащей в качестве основных ингредиентов железную руду, известняк и уголь, посредством обжигового восстановления железной руды, связывания восстановленной железной руды и компактирования продуктов обжига. Шихта содержит железную руду, известняк и уголь в весовых пропорциях 3:1:1 или 14:3:1, при этом проводят восстановление, связывание и компактирование продуктов обжига в проправленные металлизованные спеки одновременно в одном реакционном объеме, причем полученные спеки охлаждают, дробят, вводят в дробленный продукт при необходимости корректирующие добавки и измельчают, а из полученного размола, содержащего железорудный концентрат и цементный клинкер, производят железорудные окатыши, металлизованные до степени металлизации 45-61%, которые упрочняют безобжиговым путем. Обеспечивается повышение энергоэффективности процесса и стабильная прочность сырья.

Формула изобретения RU 2 458 158 C2

1. Способ получения окомкованного металлургического сырья, включающий подготовку шихты, содержащей в качестве основных ингредиентов железную руду, известняк и уголь, посредством обжигового восстановления железной руды, связывания восстановленной железной руды и компактирования продуктов обжига, отличающийся тем, что шихта содержит железную руду, известняк и уголь в весовых пропорциях 3:1:1, при этом проводят восстановление, связывание и компактирование продуктов обжига в проправленные металлизованные спеки одновременно в одном реакционном объеме, причем полученные спеки охлаждают, дробят, вводят в дробленый продукт при необходимости корректирующие добавки и измельчают, а из полученного размола, содержащего железорудный концентрат и цементный клинкер, производят железорудные окатыши, металлизованные до степени металлизации 45-61%, которые упрочняют безобжиговым путем.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что металлизованные окатыши упрочняют посредством автоклавирования с использованием тепла отходящих при обжиге шихты газов и нагретого воздуха после охлаждения спеков в течение 3-6-часовой выдержки в автоклаве при температуре 210-220°С и давлении пара 0,8-1,2 МПа.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что металлизованные окатыши упрочняют холодным путем в течение 22-26 суток в результате реакций гидратации основных минералов портландцементного клинкера - алита (Ca3SiO5), пятикальциевого триалюмината (Ca5Al6O10), четырехкальциевого алюмоферрита (Ca4Fe2Al2O10) и других, при этом окатыши укладывают на поверхность в один слой и выдерживают при положительных температурах окружающего воздуха.

4. Способ получения окомкованного металлургического сырья, включающий подготовку шихты, содержащей в качестве основных ингредиентов железную руду, известняк и уголь, посредством обжигового восстановления железной руды, связывания восстановленной железной руды и компактирования продуктов обжига, отличающийся тем, что шихта содержит железную руду, известняк и уголь в весовых пропорциях 14:3:1, при этом проводят восстановление, связывание и компактирование продуктов обжига в железорудные спеки одновременно в одном реакционном объеме, причем полученные спеки охлаждают, дробят, разделяют на крупную фракцию 5-45 мм и мелкую фракцию <5 мм, которую рассеивают на первый класс частиц размером 4-5 мм, на второй класс частиц размером 1-3 мм и на третий класс частиц размером <1 мм, причем частицы первого и третьего классов размалывают до тонины <0,07 мм, вводят в размол при необходимости корректирующие добавки и из полученного размола производят железорудные окатыши размером 14-15 мм, используя частицы второго класса в качестве затравок, при этом компактирование железорудных спеков и окатышей дополнительно обеспечивают за счет связующих свойств портландцементного клинкера, а посредством регулирования соотношения железорудных спеков и окатышей в общем объеме управляют холодной и горячей прочностью, а также восстановимостью металлургического сырья.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2012 года RU2458158C2

СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ (ВАРИАНТЫ) 2008
  • Лунёв Владимир Иванович
  • Паровинчак Михаил Степанович
  • Усенко Александр Иванович
RU2402499C2
Способ получения окатышей 1976
  • Похвиснев Анатолий Николаевич
  • Юсфин Юлиан Семенович
  • Савельев Сергей Геннадьевич
  • Кусайло Виктор Петрович
  • Пашков Николай Фомич
  • Малюта Дмитрий Иванович
  • Кушниров Владимир Александрович
  • Шулежко Анатолий Максимович
  • Базилевич Сергей Владимирович
SU595407A1
Способ подготовки шихты при окусковании тонкоизмельченных материалов 1987
  • Белоног Валерий Алексеевич
  • Покотилов Александр Григорьевич
  • Райхель Владимир Викторович
SU1560588A1
СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ЖЕЛЕЗОРУДНОЙ ШИХТЫ К ОКУСКОВАНИЮ 2005
  • Ломовцев Лев Алексеевич
  • Кретов Сергей Иванович
  • Минеев Владимир Иванович
  • Борисенко Борис Иванович
  • Потапов Сергей Александрович
  • Исхаков Зуфар Хабибрахманович
RU2301273C1
Металлургия чугуна./ Под ред
Ю.С.ЮСФИНА
- М.: ИКЦ «Академкнига», 2004, с.131-148, 184-215.

RU 2 458 158 C2

Авторы

Лунев Владимир Иванович

Усенко Александр Иванович

Лотов Василий Агафонович

Даты

2012-08-10Публикация

2011-03-09Подача