Комплексное связующее для производства железорудных окатышей

 

Изобретение относится к области подготовки руд к металлургическому переделу. Комплексное связующее содержит бентонит, натрийсодержащее соединение и водорастворимый полимер. Водорастворимый полимер введен как самостоятельное связующее, и в его качестве используют полимер с вязкостью от 5000 до 200000 мПас при концентрации 2% по Брукфильду и скоростью растворения в воде, не превышающей 15 мин, при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: натрийсодержащее соединение - 0,1-6,0; водорастворимый полимер - 0,1-3,0; бентонит - остальное. В качестве водорастворимого полимера используют эфиры целлюлозы и крахмала, или полисахариды, или полиметакриламиды при том же соотношении ингредиентов. Изобретение позволит повысить прочностные свойства сырых окатышей, снизить расход связующего, повысить металлургические свойства окатышей. 3 з.п.ф-лы, 4 табл.

Изобретение относится к области подготовки руд к металлургическому переделу, в частности к связующим добавкам, используемым для получения железорудных окатышей на фабриках окомкования.

Известна связующая добавка для окомкования руд и концентратов (описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №1063850, МПК С 22 В 1/242 от 13.05.82., опубл. в бюл. №48 30.12.83, авт. Сомова Т.Н., Салыкин А.А., Балес А.Б., Миньков В.А., Сопина В.Е., Безменова Л.В.) - аналог, включающая бентонит и активатор, отличающаяся тем, что, с целью повышения связующих свойств бентонита и содержания металла в окомкованном сырье, в качестве активатора она содержит водорастворимый полимер-сополимер малеината глицерина и акриламида при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Полимер-сополимер малеината

глицерина и акриламида 0,1-0,5

Бентонит Остальное

Недостатки этого изобретения: низкие прочностные свойства окатышей, полимер-сополимер малеината глицерина и акриламида обладает низкой скоростью растворения в воде и остается инертной массой.

Известна связующая добавка для окомкования железорудного материала (описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №648626, МПК С 22 В 1/243 от 18.03.75., опубл. в бюл. №7 25.02.79, авт. Салыкин А.А., Гриценко А.А., Балес А.А.) - аналог, содержащая бентонит и соду, отличающаяся тем, что, с целью улучшения связующих свойств бентонита и снижения расхода соды, она дополнительно содержит полиметакриламид типа метаса при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Сода 5-1

Полиметакриламид типа метаса 0,5-0,1

Бентонит Остальное

Недостатки: низкие прочностные свойства сырых окатышей, увеличение их пластичности с ростом количества мелких окатышей в качестве отходов, невысокие металлургические свойства окатышей.

Наиболее близким техническим решением является связующая добавка для окомкования рудного концентрата (описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №899690, МПК С 22 В 1/243 от 05.05.80., опубл. в бюл. №3 23.01.82, Балес А.А., авт. Салыкин А.А., Литяева З.А., Балес А.В.) - прототип, содержащая бентонит, соду и пластификатор, отличающаяся тем, что, с целью снижения расхода вводимого активатора - соды и повышения металла в сырье, она в качестве пластификатора содержит водорастворимый сополимер метакриловой кислоты и метилметакрилата мол.м. 400-800 тысяч углеродных единиц с содержанием кислоты более 75% при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Сода 3,5-1

Сополимер метакриловой кислоты

и метилметакрилата 0,05-0,4

Бентонит Остальное

Недостатки: низкие прочностные свойства сырых окатышей, увеличение их пластичности с ростом количества мелких окатышей в качестве отходов, невысокие металлургические свойства окатышей.

Технический результат: повышение прочностных свойств сырых окатышей, обеспечение полного соответствия скорости формирования связующих свойств композиции скорости технологического процесса на фабриках окомкования, снижение расхода связующего, повышение металлургических свойств окатышей, содержания железа в окатышах, обеспечение лучших условий плавки, снижение денежных и трудовых затрат

Технический результат достигается за счет того, что:

1. Комплексное связующее для производства железорудных окатышей, содержащее бентонит, натрийсодержащее соединение и водорастворимый полимер, отличающееся тем, что в качестве водорастворимого полимера используют полимер с вязкостью от 5000 до 200000 мПас при концентрации 2% по Брукфильду и скоростью растворения в воде, не превышающей 15 мин, при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Натрийсодержащее соединение 0,1-6,0

Водорастворимый полимер 0,1-3,0

Бентонит Остальное

2. Комплексное связующее по п.1, отличающееся тем, что в качестве водорастворимого полимера используют эфиры целлюлозы и крахмала при том же соотношении ингредиентов.

3. Комплексное связующее по п.1, отличающееся тем, что в качестве водорастворимого полимера используют полисахариды при том же соотношении ингредиентов.

4. Комплексное связующее по п.1, отличающееся тем, что в качестве водорастворимого полимера используют полиметакриламиды при том же соотношении ингредиентов.

Полимер, используемый в качестве пластификатора в аналогах, не улучшает связующие свойства добавки, а только снижает расход соды. При этом уменьшаются прочностные свойства сырых окатышей, увеличивается их пластичность, что приводит к увеличению количества мелких окатышей (отходы). Используемый полимер не обладает высокой вязкостью и большой скоростью растворения, которые необходимы для полимера, используемого в качестве связующего. Он не успевает раствориться в течение технологического цикла формирования окатышей на фабриках окомкования, длящегося 30 мин. Такой полимер становится инертной массой. Использование полимеров в известных аналогах при обжиге сырых окатышей, когда они быстро попадают в условия высокой температуры, не обеспечивает необходимую им прочность. Снижает температуру “шока”.

В заявляемой композиции водорастворимый полимер выступает в качестве второго самостоятельного связующего, которое обладает высокими вязкостью и скоростью растворения, чего нет в аналогах. Так, производные метилцеллюлозы представляют собой неионный эфир, полученный взаимодействием целлюлозы с метилхлоридом, окисью этилена и/или окисью пропилена, для промышленного использования. Степень замещения от 1.40 до 1.95, соответствующая содержанию метилоксида 24-32%.

Эти производные метилцеллюлозы имеют следующие функциональные свойства: водоудерживающее, загущающее, адгезионное, связующее, пленкообразующее. Следовательно, они представляют собой самостоятельное связующее. Их вязкостные показатели по Брукфильду (2%-ный раствор) лежат в диапазоне от 5000 до 200000 мПас. По внешнему виду это белые порошки с размерами зерен менее 200 мкм и скоростью растворения в воде до 15 мин.

Скорость формирования связующих свойств заявляемой композиции соответствует скорости технологического процесса формирования окатышей. В результате ее использования снижается расход количества связующего и повышается содержание железа в окатышах и, как следствие этого, снизятся денежные и трудовые затраты. Водорастворимый полимер, включенный в состав композиции, выгорает полностью при обжиге, увеличивая основность обожженных окатышей, их пористость (все газы свободно проходят), улучшает технологический процесс плавки. В известных аналогах полимеры используются в качестве пластификатора или активатора, а бентонит - в качестве единственного связующего, и добавки к нему лишь улучшают его свойства. В заявляемом изобретении ингредиент - водорастворимый полимер - эфиры целлюлозы и крахмала, полисахариды, полиметакриламиды и др. - является самостоятельным связующим веществом, а для улучшения характеристик бентонита и умягчения воды добавляют ингредиент - натрийсодержащее соединение (кальцинированная сода, едкий натр, тринатрийфосфат и др.). Используемые водорастворимые полимеры - эфиры целлюлозы и крахмала, полисахариды, полиметакриламиды и др. - в качестве связующего удовлетворяют условиям скорости технологического процесса формирования окатышей. Основными требованиями к водорастворимым полимерам являются высокая вязкость от 5000 до 200000 мПас при концентрации 2% по Брукфильду; высокая скорость растворения в воде, не превышающая 15 мин.

Сравнение предлагаемого решения не только с прототипами, но и с другими техническими решениями в данной области техники показывает, что применение комплексного связующего для производства железорудных окатышей повысит прочностные свойства сырых окатышей, обеспечит полное соответствие скорости формирования связующих свойств композиции скорости технологического процесса на фабриках окомкования, снизит расход связующего, повысит металлургические свойства окатышей, содержание железа в них, обеспечит лучшие условия плавки, снизит денежные и трудовые затраты.

Вышеуказанные преимущества отсутствуют в аналогах. Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию “технический уровень”.

Заявляемое комплексное связующее для производства железорудных окатышей обладает новыми свойствами, которые отсутствуют в аналогах, следовательно соответствует критерию изобретения “новизна”.

В заявляемом изобретении комплексное связующее для производства железорудных окатышей приготавливается следующим образом: ингредиенты берут в следующем соотношении, мас.%:

Кальцинированная сода 0,10-6,0

Метилцеллюлоза 0,10-3,0

Бентонит Остальное

Бентонитовую глину сушат до влажности 4-6% и измельчают до фракции менее 0,074 мм. В получившийся бентопорошок добавляют кальцинированную соду и метилцеллюлозу и тщательно перемешивают в смесителе до гомогенного состояния. Полученную композицию дозируют с концентратом. Шихту перемешивают и окомковывают в барабанном или тарельчатом окомкователе, затем полученные сырые окатыши испытываются на прочность и обжигаются на обжиговой машине при установленном температурном режиме.

Примеры. Для технологической проверки сущности заявляемого изобретения были проведены лабораторные испытания на Михайловском ГОКе и Оскольском электрометаллургическом комбинате. В качестве первого связующего использовалась щелочно-земельная бентонитовая глина Киевской свиты палеогена (воронежский бентонит) с химическим составом, приведенным в таблице 1. Для оценки качества предлагаемой композиции было использовано признанное в настоящее время лучшее связующее - греческий активированный щелочной бентонит с химическим составом по таблице 1. В таблице 1 приведены также химические составы пяти типов композиций комплексного связующего заявляемого изобретения.

В таблице 2 приведены примеры получения заявляемого комплексного связующего для производства железорудных окатышей.

В каждом примере заявляемое комплексное связующее для производства железорудных окатышей готовится следующим образом: бентонитовую глину сушат до влажности 4-6% и измельчают до фракции менее 0,074 мм. В получившийся бентопорошок добавляют кальцинированную соду и метилцеллюлозу и тщательно перемешивают в смесителе до гомогенного состояния. Полученную композицию дозируют с концентратом. Шихту перемешивают и окомковывают в барабанном или тарельчатом окомкователе, затем полученные сырые окатыши испытываются на прочность и обжигаются на обжиговой машине при установленном температурном режиме.

Полученные сырые окатыши испытывались на прочность (см. табл.3).

Механические и химические характеристики окатышей определялись согласно техническим требованиям и ГОСТам на данный вид сырья. Результаты экспериментов приведены в таблице 4, из которых следует, что предлагаемое комплексное связующее обладает новыми более высокими связующими свойствами, чем эталонное, и окатыши, изготовленные с ее применением, также имеют более высокую прочность в сыром, сухом и обожженном состоянии и содержат больший процент железа по отношению к эталону.

Проведенная технологическая проверка заявляемого изобретения позволяет сделать следующие выводы:

Комплексное связующее для производства железорудных окатышей, изготовленное по примерам 4, 5, имеет более низкие показатели качества. Наилучшие показатели продукта проявляются при использовании ингредиентов в примерах 1, 2, 3.

Сравнение таблиц 2 и 3 показывает, что существует корреляционная зависимость между процентным содержанием водорастворимого полимера (метилцеллюлоза) определенной вязкости и прочностью сырых и сухих окатышей, что позволяет для каждого типа концентрата и его влажности подбирать оптимальный вид водорастворимого полимера.

Использование заявляемого изобретения позволит повысить прочностные свойства сырых окатышей, обеспечить полное соответствие скорости формирования связующих свойств композиции скорости технологического процесса на фабриках окомкования, снизить расход связующего, повысить содержание железа в окатышах, обеспечить лучшие условия плавки, снизить денежные и трудовые затраты.

Годовая экономия за счет применения комплексного связующего составляет более 250 млн.руб.

Формула изобретения

1. Комплексное связующее для производства железорудных окатышей, содержащее бентонит, натрийсодержащее соединение и водорастворимый полимер, отличающееся тем, что водорастворимый полимер введен как самостоятельное связующее и в его качестве используют полимер с вязкостью от 5000 до 200000 мПас при концентрации 2% по Брукфильду и скоростью растворения в воде, не превышающей 15 мин, при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Натрийсодержащее соединение 0,1-6,0

Водорастворимый полимер 0,1-3,0

Бентонит Остальное

2. Комплексное связующее по п.1, отличающееся тем, что в качестве водорастворимого полимера используют эфиры целлюлозы и крахмала при том же соотношении ингредиентов.

3. Комплексное связующее по п.1, отличающееся тем, что в качестве водорастворимого полимера используют полисахариды при том же соотношении ингредиентов.

4. Комплексное связующее по п.1, отличающееся тем, что в качестве водорастворимого полимера используют полиметакриламиды при том же соотношении ингредиентов.

NF4A Восстановление действия патента Российской Федерации на изобретение

Извещение опубликовано: 20.06.2006        БИ: 17/2006



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к металлургии, в частности к подготовке руд и концентратов к плавке при изготовлении брикетов плавикового шпата
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к ферросплавному производству, и может быть использовано при подготовке шихты для выплавки ферросплавов, в частности для выплавки ферромарганца или ферросиликомарганца

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при подготовке железорудного сырья для последующего восстановления в доменных и других печах взамен окатышей и агломерата

Изобретение относится к металлургическому производству, а именно к подготовке шихтовых материалов для плавки чугуна и стали

Изобретение относится к черной металлургии: к шихтовой заготовке, используемой для производства стали и сплавов, к подготовке сырья к доменной плавке, используемого при промывке стен и горнов

Изобретение относится к металлургии, а именно к способам получения брикетов, которые могут быть использованы при выплавке стали и ферросплавов
Изобретение относится к металлургии, в частности к окускованию мелкофракционных шихтовых материалов и производству брикетов для ферросплавного производства, и может быть использовано при производстве брикетов для выплавки кремнистых, марганцовых и хромистых сплавов
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к подготовке шихтовых материалов для ферросплавного производства, и может быть использовано при производстве силикомарганца

Изобретение относится к области черной и цветной металлургии, в частности к безотходной технологии, и предназначено для получения продукта, пригодного для производства феррованадия, а также продуктов, содержащих никель, железо, серу, магний, пригодных для дальнейшей металлургической переработки

Изобретение относится к подготовке шихтовых материалов для металлургического передела

Изобретение относится к металлургическому производству, в частности к составу шихты для производства окатышей из измельченных рудных материалов
Изобретение относится к предварительной обработке мелкоизмельченных плавикошпатовых концентратов с целью их дальнейшего использования в качестве флюса в металлургическом переделе

Изобретение относится к области подготовки шихты для производства железорудных окатышей
Изобретение относится к брикетированию дисперсных и порошкообразных отходов производства ферросплавов

Изобретение относится к области окускования измельченных продуктов, в частности флотационных флюоритовых концентратов

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к утилизации металлургических отходов, используемых как дополнительное сырье для доменного и сталеплавильного производства
Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к составу шихты для получения сталеплавильного флюса
Изобретение относится к металлургии, а именно к изготовлению брикетов для производства чугуна и стали
Изобретение относится к подготовке металлургического сырья в черной металлургии, в частности к производству железорудных окатышей
Наверх