Брикет для производства чугуна и стали


 


Владельцы патента RU 2493271:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) (RU)

Изобретение относится к металлургии, к шихтовым материалам для плавки чугуна и стали. Брикет включает стальную окалину, электродный бой в качестве углеродсодержащего материала, смесь диоксида кремния, оксида натрия и оксида алюминия в качестве связующего и сухой шлам газоочистки электросталеплавильных печей, при следующем соотношении компонентов, мас.%: электродный бой 9-21, сухой шлам газоочистки электросталеплавильных печей 10-15, смесь диоксида кремния, оксида натрия и оксида алюминия 1-10, стальная окалина - остальное. Смесь диоксида кремния, оксида натрия и оксида алюминия содержит 3-18 мас.% оксида алюминия, 14-25 мас.% оксида натрия, диоксид кремния - остальное. Обеспечивается высокая механическая прочность брикета. 3 табл.

 

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

Известен брикет для металлургического производства (патент РФ, №2352648 МПК C22B 1/243, опубл. 20.04.2009, Бюл. №11), который содержит металлургическую окалину и пыль электросталеплавильного производства в качестве железосодержащих материалов, коксовую мелочь в качестве карбюризатора, а также рафинировочный шлак в качестве связующего материала.

Недостаток брикета заключается в использовании рафинировочного шлака, который добавляется в большом количестве, и не дает достаточную прочность, необходимую для транспортировки и хранения.

Известен брикет, предложенный ОАО «Новокузнецкий металлургический комбинат», из окалины черных металлов, колошниковой пыли, пыли газоочистки электросталеплавильного производства и цемента в качестве связующего (патент РФ №2304175, МПК C22B 1/243, опубл. 10.08.2007, Бюл. №22).

Применение цемента в качестве связующего вещества не обеспечивает механическую прочность брикета в условиях плавки в металлургическом агрегате.

Наиболее близким к изобретению является брикет для производства чугуна и стали (патент РФ №2083681, МПК C21C 5/06, C22B 1/24, 1/242, опубл. 10.07.1997, Бюл. №19). Брикет содержит стальную окалину, углеродсодержащий материал и связующее. Недостатком брикета является использование жидкого стекла, применение которого приводит к растрескиванию брикета после сушки и снижению прочности.

Технический результат изобретения - получение брикета с высокой механической прочностью, позволяющего утилизировать отход металлургического производства.

Указанный технический результат достигается тем, что брикет для производства чугуна и стали, включающий стальную окалину, электродный бой в качестве углеродсодержащего материала и смесь диоксида кремния, оксида натрия и оксида алюминия в качестве связующего, дополнительно содержит сухой шлам газоочистки электросталеплавильных печей, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Электродный бой 9-21
Сухой шлам газоочистки электросталеплавильных печей 10-15
Смесь диоксида кремния, оксида натрия и оксида алюминия 1-10
Стальная окалина остальное

Сухой шлам газоочистки электросталеплавильных печей имеет следующий состав, %: FeO 4,80, Fe2O3 52,00, SiO2 7,80, Al2O3 1,10, CaO 5,80, CaF2 4,50, P 0,046. Данный отход не используется в промышленности и, накапливаясь в отвалах, приводит к загрязнению окружающей среды. Введение в смесь сухого шлама газоочистки электросталеплавильных печей позволяет увеличить прочность брикета после прессования и сушки за счет спекания частиц шлама с частицами стальной окалины после обжига. Введение сухого шлама газоочистки электросталеплавильных печей в количестве менее 10% не обеспечивает достаточной прочности брикета, а более 15% приводит к образованию большого количества шлака при использовании брикета, что ухудшает процесс плавки.

Введение смеси оксида алюминия, оксида натрия, диоксида кремния, менее 1% не обеспечивает достаточной прочности, а более 10% снижает содержание стальной окалины и электродного боя, что приводит к уменьшению выхода годного металла при использовании брикета.

В качестве углеродсодержащего материала брикет содержит 9-21% электродного боя. Введение в состав брикета электродного боя в количестве менее 9% не обеспечивает необходимой степени восстановления железа, а более 21% приводит к снижению механической прочности брикета и экономически нецелесообразно. Использование электродного боя позволяет уменьшить количество серы и фосфора вносимых углеродсодержащим материалом.

В качестве железосодержащего материала использовали стальную окалину состава, %: Feобщ 72,49, FeO 56,30, Fe2O3 41,00, P 0,009, S 0,008. Низкое содержание серы и фосфора в железосодержащем материале, находящемся в составе брикета, позволяет улучшить качество чугуна и стали за счет уменьшения содержания вредных примесей.

Изготовление брикетов производится следующим образом.

Стальную окалину фракции 0,6-3,0 мм, сухой шлам газоочистки электросталеплавильных печей фракции менее 0,1 мм и электродный бой фракции менее 0,3 мм смешивали. Отдельно приготавливали смесь диоксида кремния, оксида алюминия, оксида натрия, фракции 0,1 мм при следующем процентном соотношении, мас.%:

Оксид алюминия 3-18
Оксид натрия 14-25
Диоксид кремния остальное

Данные компоненты смешивали совместно, увлажняя перед прессованием исходя из соотношения 5-10 мл воды на 100 г смеси (сверх 100% массы смеси).

Добавление в смесь менее 5 мл воды приводит к недостаточной увлажненности и плохой извлекаемости брикета из пресс-формы, а более 10 мл ведет к избыточному количеству влаги и увеличению времени сушки для ее удаления из брикета.

Полученную смесь прессуют в виде тел произвольной формы при давлении прессования не менее 35 МПа. Готовые брикеты сушат в течение 1-2 ч при температуре 150-200°C, обжигают в печи в течение 0,5-1,0 ч при температуре 800-1000°C и охлаждают на воздухе.

Пример. Состав брикетов приведен в табл.1.

Таблица 1
Состав брикетов
Компоненты Содержание компонентов в составе брикета, мас.%
1 2 3 4 5
Сухой шлам газоочистки электросталеплавильных печей 8 10 12 15 17
Электродный бой 3 9 15 21 27
Смесь оксидов Al2O3, Na2O, SiO2 0,5 1 5 10 15
Стальная окалина 88,9 80 68 54 41

Брикеты цилиндрической формы подвергались механическим испытаниям. Прочность на сжатие определяли путем раздавливания брикетов на гидравлическом прессе. Результаты испытаний прочности брикетов на сжатие (являющуюся средним значением трех опытов для каждого из составов) и плотность брикетов представлены в табл.2.

Таблица 2
Механические свойства брикетов различных составов
Номер состава Прочность на сжатие, МПа (кгс/см2) Плотность, кг/м3
1 312 2564
2 374 2653
3 423 2685
4 385 2498
5 338 2785
Прототип (а.с. №2083681) 358 2890

Как видно из табл.2, предлагаемые брикеты обладают достаточной плотностью и более высокой прочностью чем прототип.

Брикеты цилиндрической формы диаметром 25 мм и высотой 20 мм были проплавлены в алундовых тиглях, помещенных в печь Таммана. Результаты опытных плавок, проведенных с использованием брикетов, приведены в табл.3.

Таблица 3
Химический состав чугуна и стали, выплавленного с использованием брикетов
Химический состав, %
C Si Mn P S
Чугун выплавленный с использованием брикетов 4,17 0,20 0,03 0,018 0,024
Сталь, выполавленная с использованием брикетов 0,11 0,03 0,01 0,021 0,007

Как видно из табл.3, химический состав полученного чугуна отличается низким содержанием вредных примесей. Сталь, выплавленная с использованием брикетов, по химическому составу соответствует углеродистой качественной конструкционной стали марки 08кп.

Таким образом, заявленный состав брикета обеспечивает высокую механическую прочность, не содержит дорогих и дефицитных компонентов, а также позволяет использовать отход производства.

Брикет для производства чугуна и стали, включающий стальную окалину, электродный бой в качестве углеродсодержащего материала и смесь диоксида кремния, оксида натрия и оксида алюминия в качестве связующего, отличающийся тем, что брикет дополнительно содержит сухой шлам газоочистки электросталеплавильных печей при следующем соотношении компонентов, мас.%: электродный бой 9-21, сухой шлам газоочистки электросталеплавильных печей 10-15, смесь диоксида кремния, оксида натрия и оксида алюминия 1-10, стальная окалина - остальное.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области брикетирования металлической стружки и может быть использовано преимущественно при изготовлении брикет-электродов для электрошлакового переплава (ЭШП).
Изобретение относится к металлургии, к брикетированию концентратов перед плавкой. .

Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к производству железорудных окатышей. .

Изобретение относится к производству обожженных окатышей и может быть использовано в горнодобывающей промышленности, черной и цветной металлургии перед пирометаллургической переработкой сырья.

Изобретение относится к подготовке металлургического сырья в черной металлургии, в частности к производству окатышей из красного шлама, предназначенных для дальнейшего получения чугуна или стали.

Изобретение относится к способу получения топливных брикетов, включающий смешение углеродного наполнителя с измельченным углем, добавление связующего вещества и брикетирование смеси под давлением, при этом осуществляют сухое смешение углеродного наполнителя, представляющего собой отходы производства алюминия, анодной массы и электродов в количестве 25,01-85,00 мас.% с измельченным бурым углем до получения 100% сухой массы с последующим добавлением к сухой массе связующего вещества.

Изобретение относится к способу получения топливных брикетов, включающий смешение углеродного наполнителя с измельченным углем, добавление связующего вещества и брикетирование смеси под давлением, при этом осуществляют сухое смешение углеродного наполнителя, представляющего собой отходы производства алюминия, анодной массы и электродов в количестве 25,01-85,00 мас.% с измельченным бурым углем до получения 100% сухой массы с последующим добавлением к сухой массе связующего вещества.

Изобретение относится к способу получения топливных брикетов, включающий смешение углеродного наполнителя с измельченным углем, добавление связующего вещества и брикетирование смеси под давлением, при этом осуществляют сухое смешение углеродного наполнителя, представляющего собой отходы производства алюминия, анодной массы и электродов в количестве 25,01-85,00 мас.% с измельченным бурым углем до получения 100% сухой массы с последующим добавлением к сухой массе связующего вещества.
Изобретение относится к подготовке металлосодержащего сырья к металлургической переработке, в частности к брикетированию руд и концентратов руд черных металлов. .
Изобретение относится к подготовке металлосодержащего сырья к металлургической переработке, в частности к брикетированию руд и концентратов руд черных металлов. .

Изобретение относится к черной металлургии. Линия содержит бункеры для шихты, емкость для приготовления связующего и соединенную с ней расходную емкость. Бункеры и расходная емкость связаны со смесителем шихты и брикетировочным прессом. Линия снабжена ленточным сушилом с зонами сушки и охлаждения брикетов. Брикетировочный пресс соединен с распределителем брикетов и с сушилом со стороны его загрузки, а со стороны выгрузки сушило оборудовано клапаном-мигалкой, вибропитателем и перекидным клапаном. Система нагрева брикетов содержит топку со смесителем дымовых газов, вентилятор горячего дутья, дымоотводящий тракт с циклоном, дымососом и трубой. Система охлаждения брикетов содержит вентилятор охлаждающего воздуха и вентилятор отработанного воздуха. Смеситель дымовых газов сообщен с зоной сушки брикетов со стороны выгрузки брикетов из сушила, а для выхода отработанного теплоносителя из сушила зона сушки со стороны загрузки брикетов сообщена воздухопроводом с дымососом и вентилятором горячего дутья. Зона охлаждения брикетов, оборудованная в сушиле со стороны выгрузки брикетов, сообщена с вентилятором охлаждающего воздуха и горелкой топки, смесителем дымовых газов и циклоном. Достигается снижение энергоемкости линии. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к области цветной металлургии, к переработке фторуглеродсодержащих отходов электролитического производства алюминия, содержащих хвосты флотации угольной пены и отходы газоочистки, и может быть использовано для получения брикетов. Способ включает смешивание хвостов флотации угольной пены и отходов газоочистки и брикетирование полученной смеси. В качестве связующего используют шлам и/или пыль газоочистки при следующем соотношении компонентов полученной смеси, % вес.: шлам газоочистки 40-75; пыль газоочистки 25-60. При этом пыль газоочистки подают при добавлении воды, не более 10%, сверх 100% связующего, а после брикетирования полученной смеси проводят термообработку брикетов при температуре 200-400°C и последующее охлаждение на воздухе. На смешивание подают хвосты флотации угольной пены в количестве не более 70% вес. от общего веса полученной смеси, а шлам газоочистки электролитического производства алюминия влажностью не более 80%. В качестве связующего возможно использование пыли газоочистки электролитического производства алюминия с содержанием смолистых веществ от 10 до 25%. Изобретение позволяет осуществлять комплексную переработку вторичных углеродсодержащих отходов электролитического производства алюминия с получением углеродистых брикетов с высокими потребительскими свойствами. 3 з.п. ф-лы, 1 табл.
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам окускования железорудного сырья, и может быть использовано при подготовке шихтовых материалов для доменной плавки. Брикеты экструзионные (БРЭКС), полученные методом жесткой вакуумной экструзии из смеси минерального связующего, техногенных и/или природных железосодержащих и/или железомарганецсодержащих материалов и флюсующих добавок при атомарном отношении кислорода оксидов железа к железу в БРЭКС 1,0-1,35 и отношении оксидов кальция и кремния (CaO/SiC2) не превышающем 1,0, применяют в качестве промывочного компонента доменной шихты. Крупность частиц материалов, входящих в состав БРЭКС, не превышает 5 мм, а его масса не превышает 0,5 кг. В качестве техногенного железосодержащего материала БРЭКС, применяемый в качестве промывочного компонента доменной шихты, включает окалину, в качестве флюсующих добавок он включает хвосты обогащения железистых магнетитовых кварцитов и/или пыль газоочистки производства ферросилиция или силикомарганца, и/или шлак производства ферросилиция или силикомарганца и, по необходимости, содержащие CaF2 природные или техногенные материалы. Изобретение обеспечивает получение промывочного компонента с чрезвычайно плотной и пластичной структурой и обладающего высокими промывочными свойствами. 2 з.п. ф-лы, 1 пр.
Брикет экструзионный металлический, полученный методом жесткой вакуумной экструзии, содержащий дисперсные отходы металлов, минеральное связующее и, при необходимости, флюсующие добавки, применяют в качестве компонента шихты в печах для выплавки металлов. Крупность частиц компонентов шихты для производства брикета не превышает 5 мм, а его масса не превышает 1,0 кг. В качестве флюсующих добавок брикет содержит известь и/или обожженный доломит. Изобретение обеспечивает получение окускованного компонента шихты для выплавки стали, чугуна и ферросплавов, обладающего оптимальными для использования вместе с другими компонентами шихты размерами, электропроводностью, высокой прочностью и необходимой основностью. 2 з.п. ф-лы.
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам окускования железорудного сырья, и может быть использовано при подготовке шихтовых материалов для выплавки металла в электропечах, включая рудотермические печи, индукционные печи и дуговые электросталеплавильные печи. Брикет экструзионный, полученный методом жесткой вакуумной экструзии, содержащий связующее, руду металла и/или металлорудный концентрат, электропроводные углеродсодержащие материалы, флюсующие добавки и, при необходимости, отходы металла и оксидные металлсодержащие отходы, применяют в качестве компонента шихты для выплавки металла в электропечах. Массовое содержание электропроводных углеродсодержащих материалов в брикете не превышает 8-25%, крупность материалов, входящих в шихту для получения брикета, не превышает 5 мм, а его масса не превышает 0,5 кг. В качестве связующего брикет содержит цемент и, при необходимости, бентонит или органическое связующее. Изобретение обеспечивает получение при минимальном расходе связующего окускованного компонента шихты для выплавки металла в электрических печах требуемого химического состава, обладающего оптимальными размерами, высокой горячей прочностью и восстановимостью. 3 з.п. ф-лы, 5 пр.

Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к производству железорудных окатышей. Концентрат и связующее смешивают с получением влажной шихты, формируют гарнисаж на днище окомкователя. Влажную шихту подают в окомкователь двумя потоками, вводят первый из них в поток сжатого газа с образованием газовлагошихтовой струи. Формируют на днище окомкователя зону, занятую шихтой, и зону, свободную от шихты. Осуществляют зародышеобразование напылением шихты на гарнисаж газовлагошихтовой струей в зоне, свободной от шихты, с получением плотного слоя влажной шихты. Упомянутый плотный слой шихты делят на зародыши с помощью вращающегося барабана, снабженного ребрами, и формируют оболочку окатышей доокомкованием зародышей шихтой второго потока до окатышей. При этом ребра барабана выполняют волнообразными с длиной волны, не превышающей удвоенный предельный размер зародышей. Высота ребер составляет не менее высоты плотного слоя влажной шихты, при этом соседние ребра сдвинуты относительно друг друга на половину длины волны. Ребра барабана во время деления плотного слоя влажной шихты равномерно увлажняют с двух сторон. Изобретения позволяет повысить прочность окатышей и повысить производительность окомкователя. 1 ил., 1 табл., 1 пр.
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам окускования железорудного сырья. Брикеты экструзионные для выплавки металла получают методом жесткой вакуумной экструзии из шихтовой смеси, содержащей железорудный концентрат и/или руду, углеродсодержащие материалы, минеральное связующее и, при необходимости, железо- и/или железоуглеродсодержащие отходы и флюсующие добавки. Гомогенизированную смесь непрерывно подают в экструдер, удаляют из нее воздух вакуумированием и продавливают смесь через множество отверстий в фильере экструдера с получением пластичных стержней с микротрещинами в их верхнем слое. Осуществляют их транспортировку и штабелирование с фрагментацией в процессе этих операций на 2-3 брикета, размерами которых управляют путем изменения, с учетом плотности стержней, площади и формы отверстий в фильере. Изобретение обеспечивает получение окускованного компонента шихты требуемого химического состава при минимальном расходе связующего, обладающего оптимальными размерами для использования в доменных, сталеплавильных, рудотермических печах и в вагранках с высокой горячей прочностью и восстановимостью. 2 з.п. ф-лы, 2 пр.
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам окускования железорудного сырья, и может быть использовано при подготовке шихты для доменной плавки. Брикет экструзионный, полученный методом жесткой вакуумной экструзии, содержащий минеральное связующее, железорудный концентрат и/или железную руду, углеродсодержащие материалы и, при необходимости, железо- и/или железоуглеродсодержащие отходы и флюсующие добавки, применяют в качестве компонента доменной шихты. Отношение содержаний углерода и железа в брикете находится в пределах 0,05-0,35, массовая доля железо- и/или железоуглеродсодержащих отходов в железосодержащей части шихты брикета, не превышает 0,15, крупность материалов, входящих в шихту для получения брикета не превышает 5 мм, а масса брикета не превышает 0,5 кг. В качестве минерального связующего брикет содержит цемент и, при необходимости, бентонит. Изобретение обеспечивает получение окускованного компонента доменной шихты требуемого химического состава при минимальном расходе связующего, обладающего оптимальными для доменной шихты размерами, высокой горячей прочностью и восстановимостью. 4 з.п. ф-лы, 5 пр.
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к окускованию железорудного сырья. Шламовый брикет экструзионный, полученный методом жесткой вакуумной экструзии, содержащий минеральное связующее, железо- и/или железоуглеродсодержащие отходы, включая шламы, и, при необходимости, железорудный концентрат и/или железную руду, флюсующие добавки и углеродсодержащие материалы, применяют в качестве компонента доменной шихты. Отношение массовых содержаний углерода и кислорода оксидов железа в брикете не превышает 0,76, крупность материалов, входящих в шихту для получения брикета не превышает 5 мм, а его масса не превышает 0,5 кг. Изобретение обеспечивает утилизацию металлургических шламов и других металлургических отходов путем их брикетирования с обеспечением высоких металлургических свойств шламового брикета. 3 з.п. ф-лы, 5 пр.

Изобретение относится к способу получения агломератов из мелкозернистых носителей железа и по меньшей мере одного связующего в качестве сырья для металлургического процесса. Носитель железа смешивают со связующим и при необходимости добавками и агломерируют, при этом предусмотрен по меньшей мере один дополнительный этап, на котором агломераты покрывают слоем, состоящим из носителей железа и по меньшей мере одного связующего. Агломераты нагревают таким образом, чтобы связующее затвердело в приповерхностной зоне агломератов. Связующее в самом верхнем слое или внешних слоях имеет более низкую температуру отверждения, чем связующее внутри агломератов. Изобретение также относится к способу получения жидкого чугуна или жидких стальных полупродуктов из сырья, содержащего агломераты и при необходимости железную руду и добавки. В процессе получения жидкого чугуна или жидких стальных полупродуктов сырье, включающее агломераты, вводят в зону предварительного нагрева. Температуру в зоне предварительного нагрева и/или зоне восстановления выбирают таким образом, чтобы агломераты в зоне предварительного нагрева или в зоне восстановления полностью затвердели. Изобретение обеспечивает возможность обработки самой тонкой руды с очень малыми размерами частиц. 2 н. и 29 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх