Способ получения известково-магнезиального агломерата для сталеплавильного производства



 


Владельцы патента RU 2460812:

Открытое акционерное общество "Северсталь" (ОАО "Северсталь") (RU)

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к окускованию железо-флюсосодержащего сырья для конвертерного производства с использованием вторичных ресурсов. Шихта содержит конвертерный шлам, окалину, флюс, топливо и возврат. В качестве флюса в шихту вводят шлаковую смесь совместно с доломитом фракции 0-10 мм с обеспечением получения содержания MgO в агломерате в пределах 6,9-10,5%. Расход топлива устанавливают исходя из получения содержания FeO в спеке в пределах 7,0-13,0% при поддержании отношения FeO/MgO в нем в интервале 0,7-1,9. Шихту дозируют, смешивают и спекают. Обеспечивается утилизация вторичного сырья, получение прочного агломерата заданного состава со свойствами, необходимыми для нормального шлакообразования в конвертере с минимальным воздействием на его футеровку. При использовании такого агломерата увеличивается межремонтный период футеровки конвертеров. 3 табл.

 

Способ получения известково-магнезиального агломерата для сталеплавильного производства относится к области черной металлургии, в частности к окускованию железо-флюсосодержащего сырья для конвертерного производства с использованием вторичных ресурсов.

Наиболее близким к заявляемому является изобретение по патенту РФ №2146297 C1, кл. C22B 1/16 "Шихта для получения высокоосновного агломерата", в котором агломерат производится из смеси железосодержащих материалов, в том числе конвертерного шлама и окалины, флюса и топлива. В данной шихте ввод в нее железорудного концентрата увеличивает стоимость агломерата, а традиционно подготавливаемые флюсы, кроме того, могут быть заменены флюсами вторичного происхождения. Содержание MgO в шихте не обеспечивает достаточного его содержания в спеке и оставляет расплав из него "агрессивным" по отношению к магнезиальной футеровке конвертера, а такой важный показатель агломерата как FeO вообще не регламентируется.

Известен также способ по патенту СССР №1806206 A3, кл. C21B 5/00, в котором агломерат содержит 2,14-3,12% MgO, а расход топлива на спекание обеспечивает соотношение FeO/MgO в продукте в пределах 3,4-7,99 ед. Использование такого агломерата с относительно низким содержанием магнезии в конвертерах с магнезиальной футеровкой не предохраняет ее от "агрессивного" воздействия расплава и износа.

В предлагаемом способе получения известково-магнезиального агломерата для сталеплавильного производства из шихты, содержащей конвертерный шлам, окалину, флюс, топливо и возврат, включающем дозирование, смешивание и спекание, в качестве флюса в шихту вводят шлаковую смесь совместно с отсевом исходного и/или обожженного доломита фракции 0-10 мм с обеспечением получения содержания MgO в агломерате в пределах 6,9-10,5%, а расход топлива устанавливают исходя из получения содержания FeO в спеке в пределах 7,0-13,0% и при поддержании отношения FeO/MgO в нем в интервале 0,7-1,9 ед.

Способ обеспечивает утилизацию вторичного сырья, получение прочного агломерата заданного состава с высокотемпературными свойствами, необходимыми для нормального шлакообразования в конвертере с минимальным воздействием на футеровку агрегата. В сравнении с агломератом из применяемой в настоящее время шихты использование агломерата, полученного по предлагаемому способу, позволяет увеличить количество плавок в межремонтный период футеровки конвертера.

Процесс взаимодействия огнеупора с расплавом, в том числе, шлаковым из агломерата включает в себя пропитку, смачивание и растекание, растворение, химическую реакцию, эрозию. Разрушающее действие шлака на футеровку связано с проникновением окислов (FeO, SiO2 и др.) в поверхностные слои огнеупоров, что, с одной стороны, вызывает образование легкоплавких растворов и химических соединений с составляющими огнеупора и облегчает тем самым растворение поверхностного слоя футеровки в шлаке и его оплавление, с другой стороны, обусловливает перерождение поверхностных слоев кирпича и образование в нем зон с различными физическими свойствами (коэффициент линейного расширения, плотность, механическая прочность, термостойкость), что способствует разрушению огнеупора за счет изменения объема образовавшихся фаз при резких изменениях температур кладки. Расплав может проникать в футеровку или в зависимости от его состава может образовывать на рабочей поверхности огнеупора гарнисажный слой. Толщина гарнисажного слоя нарастает либо уменьшается. Причинами образования гарнисажного слоя, его нарастания или уменьшения является проникновение шлакообразующих (оксидов железа, кремния, кальция, магния, щелочных элементов) в огнеупор диффузионным и капиллярным способами, а также физико-химическими процессами, происходящими в самом огнеупоре под влиянием высокой температуры и градиента температур.

При разработке предлагаемого способа предварительно были исследованы свойства агломерата в лабораторных условиях в исходном состоянии и при взаимодействии образовавшегося шлакового расплава из агломерата с магнезитовым (периклазовым) огнеупором в области высоких температур.

Прочность агломерата по выходу фракции крупнее +5 мм определяли по ГОСТ 15137-79. Температуру начала образования расплава из агломерата определяли по началу усадки его пробы, помещенной между двумя подложками из магнезитового огнеупора толщиной по 10 мм, а внедрение расплава в огнеупор оценивали после нагрева до конечной температуры 1550°C.

Основная часть шихты для получения агломерата состояла из конвертерного шлама, содержащего Feобщ. - 52,2%, CaO - 12,3%; MgO - 4,25%. Шихта офлюсовывалась на заданное содержание магнезии и основность по CaO/SiO2 шлаковой смесью (смесь обогащенного шлака и скрапа) и смесью отсева исходного и обожженного доломита, отобранных в обжиговом цехе на вращающихся печах. Расход твердого топлива поддерживали в пределах 40-65 кг/т агломерата в зависимости от заданных значений содержания FeO в агломерате и отношения FeO/MgO в нем. Окалину в шихту вводили в количестве, обеспечивающем содержание железа в агломерате на постоянном уровне при переменном содержании MgO в спеке и его основности.

Исходные характеристики агломерата и его свойства, проявляющиеся при высокотемпературном нагреве, представлены в таблице 1.

Использование в конвертерной плавке достаточно прочного агломерата с содержанием FeO выше 13%, но с относительно низким содержанием MgO (опыты №№1 и 6 в табл.1) предопределяет относительно высокую коррозию магнезитового огнеупора в контакте с расплавом из агломерата. В то же время, пониженное содержание FeO и отношение FeO/MgO 0,7 ед. не обеспечивает получение достаточно прочного агломерата (опыт 3), а повышение содержания FeO выше 13% и доведение отношения FeO/MgO 1,9 ед. и выше (опыты №№2 и 12) заметно усиливает "агрессивность" расплава по отношению к магнезиальному огнеупору. Оптимизация состава агломерата суммарно по абсолютному содержанию MgO и FeO и по отношению FeO/MgO важна, поскольку оксид железа является сильным плавнем по отношению к огнеупору и должен компенсироваться определенным содержанием тугоплавкой магнезии.

Таблица 1
Состав и свойства агломератов лабораторных спеканий.
№№ опытов Химический состав, % Отношение, ед. Прочность агломерата, % Температура начала плавления, °C Внедрение расплава в огнеупор, мм
Fe FeO MgO
1 46,5 14,0 3,52 3,98 3,5 82,0 1325 3,5
2 47,6 13,0 6,9 1,9 4,04 83,7 1350 1,5
3 46,4 7,0 10,0 0,7 3,35 80,9 1370 0,5
4 46,3 7,5 10,50 0,71 3,97 82,1 1375 0,3
5 47,2 9,2 8,94 1,03 2,79 81,8 1350 0,5
6 47,3 13,1 2,97 4,41 5,00 82,8 1340 2,5
7 48,0 8,9 7,99 1,11 4,01 82,5 1355 0,5
8 46,9 7,75 8,03 0,97 3,89 82,1 1355 0,4
9 47,5 8,5 9,03 0,94 3,98 83,0 1360 0,4
10 47,4 13,0 7,0 1,86 4,0 82,7 1350 0,5
11 47,0 10,5 6,9 1,52 3,8 82,1 1345 0,5
12 46,8 13,5 6,8 1,98 3,77 83,0 1340 2,0
13 47,0 13,0 8,55 1,52 3,81 82,9 1350 0,4
14 46,8 7,0 9,55 0,73 3,7 82,0 1355 0,3

Обоснование пределов предлагаемого способа базируется на результатах опытов, в которых внедрение расплава в огнеупор не превышало 0,5 мм. Так при содержании FeO в агломерате 7,0% и поддержании отношения FeO/MgO выше 0,7 ед. (опыты №№4 и 14) внедрение в огнеупор было минимальным. При верхнем допустимом содержании FeO в агломерате 13,0% положительный результат иллюстрируется опытами №№10 и 13, когда количество магнезии обеспечивало снижение отношения FeO/MgO ниже 1,9 ед. Минимально допустимое содержание MgO - 6,9% иллюстрируется опытом №11 при поддержании отношения FeO/MgO в оптимальных пределах, а максимальное 10,55 - опытами №№4 и 15. Превышение содержания MgO выше верхнего предела сопровождалось значительным снижением прочности агломерата из-за затруднения процесса жидкофазного спекания.

Способ реализован в промышленных условиях в автономном режиме на одной из агломашин аглофабрики, спекающей доменный агломерат, с последующим использованием известково-магнезиального агломерата в конвертерном цехе. Состав агломерационной шихты представлен в таблице 2.

Таблица 2
Состав шихты известково-магнезиального агломерата.
Наименование компонента аглошихты Количество, кг/т агломерата
Шлам конвертерный 348,3
Шлаковая смесь 134,1
Отсев доломита 527,0
Окалина 238,7
Коксовая мелочь 41,8
Возврат 300,2

Средний химический состав использованных шихтовых компонентов приведен в таблице 3.

Таблица 3
Содержание основных компонентов в шихтовых материалах.
Компонент шихты Содержание, %
Feобщ. CaO SiO2 MgO ZnO
Шлам конвертерный 34,5 13,9 4,13 4,47 2,93
Шлаковая смесь 29,30 33,50 10,88 8,59 0,01
Отсев доломита 2,5 40,95 2,30 30,11 -
Окалина 70,40 1,93 1,52 0,54 0,02

Получен агломерат со следующим средним химическим составом, %: Feобщ. - 47,6; FeO - 10,3; CaO - 22,26; SiO2 - 5,51; MgO - 8,94; ZnO - 0,39; СаО/SiO2 - 4,04 ед.; FeO/MgO - 1,15 ед. При производстве агломерата, офлюсованного шлаковой смесью, сэкономлен известняк.

В сравнении с агломератом на основе конвертерного шлама, содержащего MgO - 2,9%; FeO - 14,4; FeO/MgO - 4,97 ед.; СаО/SiO2 - 4,04 ед., при использовании в конвертерной плавке известково-магнезиального агломерата, полученного по предлагаемому способу, межремонтный период футеровки конвертеров возрос на 39-47 плавок. В передел вовлекается весь образующийся цинксодержащий шлам, ранее направлявшийся в отвалы, что улучшает экологическую обстановку. Использование агломерата как железосодержащего шлакообразующего компонента и охладителя позволило соответственно сэкономить железную руду, известняк и металл.

Способ получения известково-магнезиального агломерата для сталеплавильного производства из шихты, содержащей конвертерный шлам, окалину, флюс, топливо и возврат, включающий дозирование, смешивание и спекание, отличающийся тем, что в качестве флюса в шихту вводят шлаковую смесь совместно с отсевом доломита фракции 0-10 мм с обеспечением получения содержания MgO в агломерате в пределах 6,9-10,5%, а расход топлива устанавливают исходя из получения содержания FeO в спеке в пределах 7,0-13,0% при поддержании отношения FeO/MgO в нем в интервале 0,7-1,9.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к окускованию сырья для сталеплавильного производства методом агломерации шихты, представленной металлургическими отходами.

Изобретение относится к способу получения диоксидов циркония и кремния из циркона. .

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к агломерации шихт, содержащих вторичное сырье, с получением железорудного офлюсованного агломерата для выплавки чугуна.

Изобретение относится к металлургической промышленности, преимущественно к подготовке сырья для легирования стали марганцем, и может быть использовано в технологии прямого легирования высококачественных марок стали.

Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано при производстве высокоосновного агломерата с высокими технологическими и эксплуатационными характеристиками.
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при производстве железорудного агломерата для доменного передела. .
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при производстве железорудного агломерата для доменного передела. .

Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано при производстве железорудного агломерата и чугуна в доменных печах. .

Изобретение относится к способу комплексной переработки необогащенных сподуменовых руд с получением литиевых продуктов и цементов. .
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для спекания агломерата. .
Изобретение относится к термическим способам окускования железных руд и концентратов и может быть использовано при агломерации руд в металлургии
Изобретение относится к металлургии благородных металлов, в частности к переработке шламов и концентратов, содержащих элементные кремний, углерод и платину

Изобретение относится к цветной металлургии. Способ переработки окисленных никелевых руд включает селективное галогенирование бромоводородом окисленной никелевой руды при температуре 1100°С с получением смеси летучих бромидов железа, никеля и кобальта, а также с получением в конденсированной фазе смеси бромида кальция, оксидов магния, алюминия и кремния. Из полученных смесей с помощью парового гидролиза и окисления получают в виде отдельных продуктов: смесь оксидов кальция, магния, алюминия и кремния, а также оксиды железа и оксиды никеля и кобальта. Бром при этом полностью возвращают в технологический процесс. Изобретение обеспечивает повышение экономичности переработки оксидных никелевых руд за счет рециклинга галогена без прямых затрат электрической энергии и расхода дополнительных реагентов. 2 з.п. ф-лы, 2 пр., 1 ил.
Изобретение относится к термическим способам окускования железорудных концентратов в черной металлургии. Способ агломерации железорудных материалов включает подготовку компонентов шихты к спеканию, составление агломерационной шихты, смешивание и окомкование смешанной шихты, укладку постели и шихты на агломерационную машину, спекание шихты и обработку агломерационного спека. Смешанную шихту при окомковании увлажняют до 5,5-8,0% пульпой, содержащей в пределах от 1,0 до 2,0% мелкоизмельченных вскрышных пород Аккермановского месторождения флюсовых известняков, включающих до 80 мас.% смеси минералов гидрогетита, гидрогематита, гетита, сидерита, пиролюзита, псиломелана, хромшпинелида фракции 0,1 мм, со следующим химическим составом (мас.%): Feобщ=30,67; SiO2=23,20; Al2O3=9,50; Cr=1,09; MgO=0,58; Co=0,08; Ni=0,52; CaO=0,92; MnO=0,85. Предлагаемый способ позволяет повысить прочность агломерата на удар на 0,95% и увеличить объем производства годного агломерата на 0,7%.
Изобретение относится к термическим способам окускования железорудных концентратов в черной металлургии. Способ агломерации железорудных материалов включает подготовку компонентов шихты к спеканию, составление агломерационной шихты, смешивание и окомкование смешанной шихты, укладку постели и шихты на агломерационную машину, спекание шихты и обработку агломерационного спека. Смешанную шихту при окомковании увлажняют до 5,5-8,0% пульпой, содержащей в пределах от 1,0 до 2,7% железосодержащие шламы из шламонакопителей, образованные в процессе улавливания и осаждения технических и аспирационных выбросов пыли, фракции от 0 до 0,074 мм, имеющие следующий химический состав (мас.%): Fe 55,6; SiO2 6,37; CaO 6,4; Al2O3 0,80; MgO 0,99; TiO2 0,05; FeO 15,2; Fe2O3 62,6; Na2O 0,16; K2O 0,12; MnO 0,17. Предлагаемый способ позволяет повысить прочность агломерата на удар на 0,97% (ГОСТ 15137-77), увеличить удельную производительность агломерационной машины на 0,459%, снизить капитальные и энергетические затраты, связанные с подготовкой шламов для ввода их в агломерационную шихту, на 14%.
Изобретение относится к термическим способам окускования железных руд и концентратов и может быть использовано при агломерации руд в металлургии. Способ агломерации железорудных материалов включает подготовку компонентов шихты к спеканию, составление агломерационной шихты, смешивание и окомкование шихты, укладку постели и шихты на агломерационную машину, спекание шихты, обработку агломерационного спека. Смешанную шихту при окомковании увлажняют до 5,5-8,0% пульпой, содержащей в пределах от 1,0 до 2,7% пылевидные отходы аспирационных установок дробильно-сортировочных и агломерационных фабрик по переработке флюсовых известняков, представляющие собой преимущественно кальцит (CaCO3) и смесь минералов гидрогетита, гидрогематита, гетита, сидерита, пиролюзита, псиломелана фракции от 0,074 мм до 85 мас.%, с химическим составом, мас.%: Fe2O3=2,15; SiO2=1,7; Al2O3=0,24; MgO=0,44; CaO=52,72; Fe=1,5; Na2O=0,019; K2O=0,027. Предлагаемый способ позволяет повысить прочность агломерата на удар на 0,97% (ГОСТ 15137-77) и увеличить объем производства годного агломерата на 0,75%.
Изобретение относится к способу переработки титановых шлаков с получением концентрата диоксида титана, который может быть использован в качестве компонента обмазки сварочных электродов. Способ включает смешивание исходного титансодержащего шлака с кальцинированной содой, спекание шихты и последовательное выщелачивание полученного спека сначала в воде с получением железо-титансодержащего осадка, а затем в солянокислом растворе с получением титансодержащего осадка. Затем проводят фильтрацию пульпы с отделением осадка и получение концентрата диоксида титана. При этом спекание исходного шлака с кальцинированной содой ведут при температуре 900°С в весовом отношении Na2СО3:шлак, равном (0,98-1,15):1. Выщелачивание спека в воде осуществляют с переводом силиката натрия в раствор, а получение концентрата диоксида титана ведут прокаливанием осадка, полученного после солянокислотного выщелачивания. При этом в качестве исходного титанового шлака используют шлак восстановительной плавки ильменита. Техническим результатом является упрощение технологического процесса и повышение скорости фильтрации пульпы после солянокислотного выщелачивания. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.
Изобретение относится к термическим способам окускования железных руд и концентратов и может быть использовано при агломерации руд в металлургии. Изобретение предусматривает подготовку компонентов шихты к спеканию, составление агломерационной шихты, смешивание и окомкование шихты, укладку постели и шихты на агломерационную машину, спекание шихты и обработку агломерационного спека. Смешанную шихту при окомковании увлажняют до 7,0-8,0% пульпой, содержащей в пределах от 1,0 до 6,8% пылевидные отходы переработки малопримесных известковистых доломитов с фракцией от 0,074 мм до 75 мас.% со следующим химическим составом, мас.%: MgO=19,8; CaO=25,4; Fe2O3=8,4; SiO2=3,3; Al2O3=5,04; Na2O=0,06; K2O=0,2. Изобретение позволяет увеличить производительность агломерационной машины на 6,5%, улучшить качества агломерата на удар на 0,3%, использовать доломитовые отходы и снизить затраты на энергоресурсы.
Изобретение относится к термическим способам окускования железных руд и концентратов и может быть использовано при агломерации руд в металлургии. Способ агломерации железорудных материалов включает подготовку компонентов шихты к спеканию, составление агломерационной шихты, смешивание и окомкование шихты, укладку постели и шихты на агломерационную машину, спекание шихты, обработку агломерационного спека. Смешанную шихту при окомковании увлажняют до 6,0-10,0% пульпой, содержащей в пределах от 2,0 до 5,0% смеси мелкоизмельченной охристо-глинистой породы и мелкозернистого монацита крупностью ниже 0,10 мм, имеющей в своем составе, мас.%: иттрий 0,003-0,12, иттербий 0,0002-0,01, лантан 0,004-0,14, церий 0,01-0,22, неодим 0,07-0,16. Изобретение обеспечивает повышение прочности агломерата на удар на 0,85%, а при последующем переделе способствует выплавлению высокопрочного чугуна, стойкого против истирания.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способу обезвреживания хромового шлака. Способ включает приготовление ядер окатышей из хромового шлака, угольной пыли или коксика и связующего. На производственной линии агломерации или линии производства окатышей образовывают оболочки окатышей из сырьевых материалов агломератов, или окатышей, или уловленной пыли из железных отходов металлургического производства, и формируют комплексные окатыши по методу вторичного окомкования, затем формируют агломераты или окатыши. Высокая температура в процессе агломерации или обжига обеспечивает создание восстановительной атмосферы внутри оболочек окатышей, осуществляя предварительную обработку хромового шлака. Использование изобретения обеспечивает эффективное, экономичное и экологическое обезвреживание хромового шлака с утилизацией уловленной пыли из железосодержащих отходов металлургического производства. 6 з.п. ф-лы, 10 пр.
Наверх