Способ упрочнения сырых железорудных окатышей

Авторы патента:

Подгородецкий Геннадий Станиславович (RU)

C22B1/24 - окускование; брикетирование

Владельцы патента RU 2554837:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" (RU)

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано для упрочнения сырых железорудных окатышей. Способ включает формирование окатышей путем окомкования влажной шихты в окомкователях для придания сырым окатышам прочности. Добавляемый в шихту бентонит перед указанными действиями обрабатывают в импульсном магнитном поле прямоугольной формы. Число импульсов составляет 20, напряженность магнитного поля каждого импульса устанавливают 480 эрстед, длительность каждого импульса устанавливают 0,2 с и длительность паузы между каждым из импульсов - 1,0 с. Изобретение позволяет увеличить прочность сырых железорудных окатышей, сохранять высокое содержание в них железа и уменьшить долю разрушившихся частиц при транспортировке их к обжиговой машине для окислительного обжига. 1 табл.

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано для упрочнения неофлюсованных сырых железорудных окатышей. Сырые окатыши должны обладать прочностью, чтобы выдерживать нагрузки при транспортировке к обжиговой машине. Известен классический способ упрочнения сырых окатышей путем добавки в шихту бентонита. Этот способ используется практически на всех окомковательных фабриках. Бентонит является дорогостоящим сырьем, а месторождения качественного бентонита находятся на значительном удалении от потребителей, что приводит к дополнительным транспортным расходам. Это приводит к поиску замены бентонита на другие связующие материалы и добавки к бентониту.

Известны способы упрочнения сырых окатышей путем добавки в шихту различных материалов. Примерами данных способов могут служить патент «Способ окускования металлургического сырья» (патент РФ №2016100, МПК С22В 1/24, год опубликования 1994) и патент «Окатыши для металлургического производства» (патент РФ №2225889, МПК С22В 1/243, год опубликования 2004). По первому из указанных патентов процесс приготовления окатышей включает смешивание компонентов шихты с упрочняющей добавкой в смесительном барабане, увлажнение, окомкование и спекание (обжиг) на агломерационной (обжиговой) машине, при этом в качестве упрочняющей добавки вводят предварительно измельченный кимберлит, из которого извлечены алмазы. Второе техническое решение заключается в том, что в состав окатышей вводят железосодержащий материал, связующее и воду. В качестве связующего предлагается использовать отходы травителя медных плат на основе хлорного железа при следующем соотношении компонентов, мас. %: железосодержащий материал 73-80; отходы травителя 8-12; вода 12-15. Способы решают поставленные перед ними задачи, но имеют существенный недостаток. Они изменяют химический состав шихты, что негативно сказывается на качестве металлургического продукта. Дополнительно вводимый материал, в некоторых случаях (патент №2225889), может быть достаточно агрессивным и экологически вредным.

Известен способ использования связующего для производства железорудных окатышей (патент РФ №2031154, МПК С22В 1/243). Способ предлагает применение нонтронита в качестве добавки к бентониту, обеспечивая сокращение бентонита без ухудшения металлургических свойств сырых окатышей при соотношении связующих ингредиентов, мас. %: бентонит 20-80, нонтронит 80-20. Однако нонтронит по своим связующим свойствам уступает бентониту и требует повышенного расхода в шихту в 1,5-2,5 раза больше, чем бентонита, что приводит к уменьшению общего содержания железа - важного параметра металлургических свойств окатышей, поскольку снижение содержания железа в шихте на 1% в среднем повышает удельный расход кокса на 1,4%.

Известен также способ производства шихты для окатышей (патент 2245930, МПК С22В 1/242, опубл. 2005). Изобретение относится к подготовке шихты для производства железорудных окатышей, которая включает связующую композицию, состоящую из бентонита и полимера. При этом содержание полимера в композиции составляет 1-5%. Кроме того, в шихту дополнительно вводится флюсующая добавка в количестве 0,5-2,0%. Изобретение позволяет увеличить прочность сырых окатышей, однако введение добавок уменьшает содержание железа в окатышах, что отрицательно сказывается на производительности их производства.

Близким к заявляемому решению является способ получения прочных сырых железорудных окатышей («Металлургия чугуна». Вегман Е.Ф., Жеребин Б.Н., Похвиснев А.Н. и др. Под ред Ю.С. Юсфина. - М.: ИКЦ «Академкнига», 2004, 774 с., с.184). Способ заключается в формировании сырых окатышей путем окомкования влажной шихты из концентрата или измельченной руды с добавкой бентонита в специальных аппаратах - окомкователях для придания окатышам прочности, необходимой для хранения, транспортировки к обжиговым машинам. Недостатком способа-прототипа являются высокие требования к точности поддержания параметров технологического процесса - влажности шихты, скорости грануляторов и времени процесса окомкования, влияющих на прочность конечного продукта. К тому же, не представляется возможности для экономии дорогостоящего бентонита.

Наиболее близким к заявляемому и принятым за прототип является способ получения прочных железорудных окатышей (патент РФ №2476607, МПК С22В 1/24, опубл. 2013), который не приводит к уменьшению содержания железа в шихте, вследствие упрочнения окатышей физическим воздействием на их механические свойства. Способ заключается в формировании окатышей путем окомкования влажной шихты в окомкователях и упрочнения их обжиговым способом с последующей обработкой в импульсном магнитном поле, причем число импульсов прямоугольной формы выбирают от 20 до 30, напряженность магнитного поля устанавливают от 400 до 480 эрстед, длительность каждого импульса выбирают в пределах 0,1-0,2 с с длительностью паузы между импульсами от 1 до 2 с. Однако несмотря на полученный эффект упрочнения окатышей при магнитоимпульсной обработке (МИО), реальное использование способа затруднено тем, что магнитоимпульсную установку нельзя технически установить непосредственно на конвейере, а при разгрузке из бункера за время пролета окатышей через индуктор окатыши не успевают быть обработанными необходимым числом импульсов. Отдельная линия магнитоимпульсной обработки окатышей может быть применена лишь при производстве ограниченного количества окатышей повышенной прочности.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в увеличении прочности сырых железорудных окатышей способом, включающим формирование окатышей путем окомкования влажной шихты в окомкователях с добавлением в качестве связующего бентонита, предварительно обработанного в импульсном магнитном поле прямоугольной формы, причем число импульсов устанавливают 20 при напряженности магнитного поля каждого импульса 480 эрстед, длительности каждого импульса 0,2 с, длительности паузы между каждым импульсом 1,0 с.

Сущность заявляемого технического решения заключается в использовании эффекта влияния импульсного магнитного поля прямоугольной формы на бентонит, что приводит к уменьшению дефектности структуры и, соответственно, ее совершенствованию. Это в свою очередь приводит к большей способности удерживать необходимую влагу и повышать связующую способность бентонита, что улучшает процесс окомкования сырых окатышей и повышает их прочность. Большая способность удерживать влагу у бентонита, обработанного импульсным магнитным полем, установлена измерениями с помощью синхронного термического анализа. Влияние воздействия импульсного магнитного поля на прочность окатышей оценивалось путем проведения экспериментальных исследований опытных образцов, изготовленных с бентонитом, подвергнутым обработке магнитным полем различной формы и напряженности при различных комбинациях числа импульсов, длительности и паузы между ними и сырыми окатышами с бентонитом без его обработки. В результате более 150 экспериментов были выбраны прямоугольная форма импульсов и диапазоны изменения указанных параметров воздействия, оказывающие наиболее положительное влияние на прочность продукта. В нижеприведенной таблице 1 показаны результаты двух примеров сравнительных испытаний прочности сырых железорудных окатышей с содержанием бентонита 0,8% и 10% влаги без обработки бентонита и сырых окатышей аналогичного состава с добавлением бентонита, подвергнутого магнитной обработке с различными параметрами. Прочность оценивалась на сжатие в кг/окатыш. Испытания проводились в различное время и разными исполнителями. В результате сравнения полученных данных по прочности окатышей был выбран вариант со следующими параметрами воздействия, оказывающий наибольшее упрочнение сырых окатышей: число импульсов 20; напряженность магнитного поля каждого импульса 480 эрстед; длительность импульса 0,2 с, длительность паузы 1,0 с. Анализ результатов, приведенных в таблице 1, показывает увеличение прочности сырых окатышей на сжатие на 33%, что существенно повышает их эксплуатационные качества.

Способ осуществляют следующим образом. Формирование окатышей путем окомкования влажной шихты производят в специальных аппаратах - окомкователях. Для увеличения механической прочности сырых окатышей в шихту добавляют бентонит, предварительно обработанный магнитным полем с импульсами прямоугольной формы: количество импульсов 20, напряженность каждого импульса 480 эрстед, длительность каждого импульса 0,2 с, длительность паузы между импульсами 1,0 с. Поскольку необходимое количество добавляемого бентонита в шихту составляет всего 0,8%, то его обработка может производиться независимо, а затем обработанный бентонит может добавляться непосредственно в шихтовой материал. При этом не нарушается технологическая цепочка производства сырых окатышей. Полученные в окомкователе сырые окатыши транспортируются на обжиговую машину.

Предлагаемый способ позволяет увеличить прочность сырых железорудных окатышей, сохранять высокое содержание в них железа, уменьшить долю разрушившихся окатышей при транспортировке их к обжиговой машине для окислительного обжига и уменьшать возврат мелочи.

Способ упрочнения сырых железорудных окатышей, включающий формирование окатышей путем окомкования влажной шихты в окомкователях для придания сырым окатышам прочности, отличающийся тем, что в шихту добавляют бентонит, который перед указанным формированием окатышей обрабатывают в импульсном магнитном поле прямоугольной формы, число импульсов которого составляет 20, причем напряженность магнитного поля каждого импульса устанавливают 480 эрстед, длительность каждого импульса устанавливают 0,2 с, а длительность паузы между каждым из импульсов - 1,0 с.

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к производству стали в электрической дуговой печи. Способ подогрева металлического скрапа для производства стали в дуговой печи включает образование рабочего тела для подогрева металлического скрапа и его рециркуляцию путем сжигания забираемых из верхней части камеры подогрева скрапа продуктов сушки металлического скрапа и разложения содержащихся в нем органических соединений с добавлением необходимого объема природного газа и воздуха на горение, подачи образованного рабочего тела обратно в нижнюю часть камеры подогрева скрапа.

Способ получения окатышей // 2553731

Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к производству железорудных окатышей. Влажную шихту подают в окомкователь двумя потоками.

Способ подогрева металлического скрапа // 2552807

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к производству стали в электрической дуговой печи. Способ подогрева металлического скрапа для производства стали в электродуговой печи включает использование камеры подогрева скрапа с контуром рециркуляции газов, забираемых из верхней части камеры с помощью дымососа рециркуляции, причем часть газов рециркуляции с помощью дымососа отходящих газов выводят к дымовой трубе и далее в атмосферу.

Брикет для металлургического передела // 2549029

Изобретение относится к металлургии. Брикет содержит углеродосодержащее вещество и железосодержащий материал, включающий чугунную и стальную стружку, оксиды железа, известковую пыль и пыль системы вентиляции электродуговых печей в качестве источника оксидов железа.

Способ брикетирования металлической стружки // 2547368

Изобретение относится к области брикетирования металлической стружки и может быть использовано при изготовлении брикетов для дальнейшей переработки, например, ковкой или электрошлаковым переплавом.

Способ получения железорудных окатышей // 2542186

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к области подготовки железорудного сырья к металлургическому переделу, и может быть использовано в технологии окускования шихты при получении железорудных окатышей.

Способ переработки красного шлама // 2542177

Изобретение относится к технологии переработки вторичного минерального сырья, в частности красного шлама и может быть использовано при производстве восстановленных железорудных окатышей и цемента.

Способ получения окатышей // 2537982

Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к производству железорудных окатышей. На днище окомкователя формируют шихтовой гарнисаж, влажную шихту подают в окомкователь двумя потоками, первый из них вводят в поток сжатого газа в корпусе струйного аппарата с образованием газовлагошихтовой струи.

Способ дозирования энергии при импульсном брикетировании металлической стружки // 2537102

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к испытаниям, связанным с дозированием энергии при импульсном брикетировании металлической стружки. Сущность: объему пластически деформируемой стружки предварительно к моменту брикетирующего удара придают жесткое боковое ограничение, обеспечивающее числовое равенство безразмерных величин - истинной относительной деформации по высоте получаемого брикета и степени его пористости α.

Способ ингибирования выброса твердых частиц во время трения термообработанных железорудных окатышей и применение спиртового побочного продукта для ингибирования выброса твердых частиц // 2532771

Группа изобретений относится к способу ингибирования выброса твердых частиц, вызванного трением термообработанных железорудных при их перемещении, укладке, погрузке и разгрузке.

Железорудные окатыши для металлургического производства // 2566703

Изобретение относится к области подготовки сырья к металлургическому переделу. Железорудные окатыши для металлургического производства содержат железосодержащий материал и связующее вещество, а также отсев кокса. При этом в качестве связующего вещества окатыши содержат гашеную известь, а в качестве железосодержащего материала - шлам и/или пыль газоочисток доменного, мартеновского, конвертерного или электросталеплавильного производств или их смесь. Количество отсева кокса в 1,2-1,4 раза превышает суммарное количество железа и цинка в железосодержащем материале, а количество гашеной извести составляет 0,14-0,20 от общего количества отсева кокса и железосодержащего материала. Обеспечивается повышение эффективности утилизации отходов металлургического производства. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

Способ производства железорудных окатышей // 2567946

Изобретение относится к области подготовки сырья к металлургическому переделу. Способ производства железорудных окатышей включает подготовку шихты для сырых окатышей, окомкование шихты с получением сырых окатышей, сушку, обжиг и охлаждение окатышей. При подготовке шихты для сырых окатышей железосодержащий материал смешивают с отсевом кокса и гашеной известью, при этом в качестве железосодержащего материала используют шлам и/или пыль газоочисток доменного, мартеновского, конвертерного или электросталеплавильного производств или их смесь. Количество отсева кокса в 1,2-1,4 раза превышает суммарное количество железа и цинка в железосодержащем материале, а количество гашеной извести составляет 0,14-0,20 от общего количества отсева кокса и железосодержащего материала. Полученную шихту направляют в окомкователь в виде тарельчатого гранулятора и увлажняют до влажности 12-16 мас.%. Сушку полученных окатышей осуществляют в ленточной сушилке при 150-250°C в течение 1-3 часов. Затем осуществляют рассев сухих окатышей на двухситном грохоте, причем кондиционные окатыши перемещают в барабанную обжиговую противоточную печь, в которой осуществляют обжиг окатышей при 950-1050°C в течение 2-3 часов. Обеспечивается повышение эффективности утилизации отходов металлургического производства. 3 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Топливно-металлургические гранулы и способ их получения и металлизации // 2568797

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к получению топливно-металлургических гранул, способу их получения и применению в качестве ингредиента плавильной шихты электросталеплавильных и доменных печей. Топливно-металлургические гранулы содержат железосодержащую компоненту, углеродсодержащую компоненту и флюсующую добавку - в виде извести, известняка, доломита, мела. В качестве железосодержащей компоненты используют бурожелезняковые гетит-гидрогетитовые оолиты, дегидратированные при температуре 320-380°С, а в качестве углеродсодержащей компоненты - высокодисперсный полукокс бурого угля и/или торфа в виде геля/золя, из состава которого удалена минеральная часть - зола полукоксования. Причем компоненты шихты смешивают до однородного состава, нагревают и подают в гранулятор экструдерного типа для получения гранул в виде цилиндров с диаметром и высотой 8-16 мм. Изобретение направлено на получение качественного плавильного сырья из трудновосстановимой железной руды и низкоуглефицированного углеродсодержащего топливно-восстановительного сырья, пригодного для выработки нескольких целевых продуктов обогащения и металлургического передела. 6 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 пр.

Способ переработки железных руд // 2574560

Изобретение относится к подготовке железосодержащего сырья к металлургической переработке. Руду рассеивают на крупный, средний и мелкий классы крупности. Руду крупного класса подвергают сенсорной сепарации с выделением чернового концентрата и отвальных хвостов, черновой концентрат додрабливают до крупности среднего класса и подвергают магнитной сепарации с получением отвальных хвостов и концентрата. Руду среднего класса подвергают сенсорной сепарации с получением отвальных хвостов и чернового концентрата, черновой концентрат подвергают магнитной сепарации с получением отвальных хвостов и концентрата. Концентраты, полученные из руды крупного и среднего классов, подвергают грохочению с получением подрешетного продукта с крупностью, равной крупности мелкого класса и надрешетного продукта, используемого как металлургическое сырье. При этом руду мелкого класса подвергают магнитной сепарации с выделением отвальных хвостов и концентрата, концентрат объединяют с подрешетными продуктами, полученными из крупного и среднего классов, и брикетируют. Изобретение позволяет получить окускованный материал с высоким содержанием железа, являющийся высококачественным сырьем для металлургической промышленности, при одновременном упрощении процесса. 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 2 пр.

Способ брикетирования металлической стружки // 2574941

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при переработке металлической стружки и шламовых отходов металлургической промышленности. Металлическую стружку, состоящую из стружки черных металлов и алюминиевых сплавов, дробят, очищают, добавляют связующий материал, перемешивают и уплотняют в пресс-форме. Стружку черных металлов соединяют со стружкой алюминиевых сплавов в отношении 3:1, перемешивают в течение 0,5-1 мин и загружают в матрицу пресс-формы на 1/3. Затем добавляют связующий материал из расчета 10-20% объема металлической стружки, в качестве которого используют порошкообразные компоненты при следующем соотношении мас.%: бентонит 10-15, маршалит 20-30, шлам электросталеплавильных печей - остальное, и пастообразующую жидкость - поливинилацетатную эмульсию, для приготовления которой используют клей ПВА-50%; метанол/этанол - 10%; вода - 40%. При этом расход поливинилацетатной эмульсии составляет 25-35% от массы порошкообразных компонентов, после чего добавляют оставшуюся часть металлической стружки, уплотняют, выталкивают из пресс-формы и сушат при температуре 60-70°С в течение получаса. Изобретение обеспечивает повышение прочности и физико-химической устойчивости брикетов.

Способ брикетирования металлической стружки // 2574941

Способ переработки цинк-железосодержащих пылей металлургического производства // 2574952

Изобретение относится к переработке цинк-железосодержащих пылей металлургического производства и может быть использовано в черной металлургии. Цинк-железосодержащие пыли формуют в гранулы путем окатывания c углеродным восстановителем, который вводят в шихту в виде суспензии в уксуснокислом растворе с концентрацией 3-10 мас.%. Осуществляют высокотемпературную обработку в обжиговой печи при 900-1100°C путем подачи теплоносителя, выделение и улавливание оксида цинка. Изобретение обеспечивает повышение смачиваемости шихты, при этом образуются дополнительные поверхностные связи и частицы пыли агломерируются с образованием прочных гранул в широком диапазоне концентраций цинка в исходной пыли. 4 пр.

Брикет экструзионный (брэкс) - компонент шихты шахтных печей прямого получения железа // 2579706

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам окускования железорудного сырья, и может быть использовано при подготовке шихты шахтных печей прямого получения железа. Брикеты экструзионные БРЭКСы, полученные по технологии жесткой вакуумной экструзии из смеси материалов, включающей минеральное связующее, мелкодисперсные отходы шахтной печи прямого получения железа, окалину прокатного производства, мелочь окисленных железорудных окатышей и пыль аспирации электродуговых печей, применяют в качестве компонента шихты шахтных печей прямого получения железа. Причем в качестве минерального связующего БРЭКС содержит гранулированный гептагидрат сульфата магния MgSO47H2O и, при необходимости, бентонит. Изобретение обеспечивает минимальный расход связующего в брикете, его высокую горячую прочность и восстановимость, а также возможность использования совместно с другими компонентами шихты без разбухания и настылеобразования. 2 пр.

Способ получения окатышей // 2583226

Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к производству железорудных окатышей. На днище окомкователя формируют гарнисаж, подают влажную шихту в окомкователь двумя потоками, первый из них вводят в поток сжатого газа в корпусе струйного аппарата 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, и осуществляют его продольное деление с помощью пластинчатых ножей и поперечное деление на зародыши с помощью вращающегося барабана с ребрами. Очищают гарнисаж от зародышей и формируют оболочку доокомкованием зародышей шихтой второго потока до окатышей. При этом одновременно с поперечным делением напыленного слоя на зародыши в последних выполняют сквозные отверстия диаметром 2-5 мм стержнями, установленными равноудаленно между ребрами барабана с интервалом между соседними стержнями, равным размеру зародыша, причем вышеупомянутые стержни перед выполнением отверстий увлажняют. Изобретение обеспечивает повышение прочности окатышей и производительности окомкователя. 3 ил., 1 табл., 1 пр.

Способ получения экструзионного брикета // 2584836

Изобретение относится к получению экструзионного брикета из прокатной окалины, предназначенного для использования в качестве железосодержащего сырья при выплавке чугуна или стали. Окалину фракцией -3 мм смешивают с 1-2% бентонита, осуществляют дополнительное смешивание с одновременным добавлением воды с получением гомогенизированной шихты. Выстаивают шихту от 8 до 24 часов. Перемешивают в двухвалковом смесителе с добавлением 5% цемента и воды для достижения влажности шихты 12-15%, подают в вакуумную камеру экструдера с предварительным уплотнением шихты в дозаторе экструдера и пропускают через экструдер, выполненный с фиксированной передней частью оси главного экструзионного шнека. Технический результат изобретения заключается в получении брикетов с высокими химическими и физико-механическими свойствами, однородного качества по прочностным характеристикам и удельной плотности. 1 ил., 1 табл., 2 пр.