Железорудные окатыши для металлургического производства


 


Владельцы патента RU 2566703:

Государственное предприятие "Украинский научно-технический центр металлургической промышленности "Энергосталь" (ГП "УкрНТЦ "Энергосталь") (UA)

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.

 

Изобретение относится к области подготовки сырья к металлургическому переделу и может быть использован при производстве железорудных окатышей с использованием шлама и/или пыли газоочисток доменного, или мартеновского, или конвертерного, или электросталеплавильного производств или их смеси.

Наиболее близким по совокупности признаков к заявляемому объекту является выбранное в качестве прототипа окатыши для металлургического производства, содержащие железосодержащий материал, связующее вещество и воду. В качестве железосодержащего материала используют дисперсные отходы производства, содержащие железо как в окисленной, так и в восстановленной форме. В качестве связующего вещества используют отходы травителя медных плат на основе хлорного железа при следующем соотношении компонентов, мас.%:

железосодержащий материал - 73-80;

связующее вещество - 8-12;

вода - 12-15;

(патент РФ №2225889, опубл. 20.03.2004).

У заявляемого объекта и прототипа совпадают следующие существенные признаки. Оба объекта содержат железосодержащий материал и связующее вещество.

Анализ технических свойств прототипа, обусловленных его признаками, показывает, что получению ожидаемого технического результата при использовании прототипа препятствуют следующие причины. При производстве железорудных окатышей не используются такие отходы металлургического производства, как шлам и пыль газоочисток доменного, или мартеновского, или конвертерного, или электросталеплавильного производств или их смесь. Кроме того, при производстве железорудных окатышей не улавливается такой ценный продукт, как цинковый концентрат, который содержит оксид цинка.

В основу заявляемого объекта поставлена задача - разработать такой состав железорудных окатышей, в котором усовершенствование путем введения новых компонентов позволило бы при использовании заявляемого объекта обеспечить достижение технического результата, заключающегося в повышении эффективности утилизации отходов металлургического производства за счет использования при производстве железорудных окатышей таких отходов, как шлам и пыль газоочисток доменного, или мартеновского, или конвертерного, или электросталеплавильного производств или их смеси. Кроме того, при производстве железорудных окатышей необходимо обеспечить улавливание такого ценного продукта, как цинковый концентрат, который содержит оксид цинка.

Заявляемые железорудные окатыши для металлургического производства содержат железосодержащий материал и связующее вещество. Отличительной особенностью является то, что в качестве связующего вещества используют гашеную известь, а в качестве железосодержащего материала окатыши содержат шлам и/или пыль газоочисток доменного, или мартеновского, или конвертерного, или электросталеплавильного производств или их смесь и дополнительно содержат отсев кокса. При этом 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.

В частных случаях изготовления, заявляемые железорудные окатыши для металлургического производства отличаются тем, что:

- размер частиц отсева кокса и гашеной извести не превышает 300 мкм;

- при содержании цинка в железосодержащем материале более 1-го мас.% размер окатышей составляет 3-10 мм.

При использовании заявляемого объекта достигается технический результат, заключающийся в повышении эффективности утилизации отходов металлургического производства за счет использования при производстве железорудных окатышей таких отходов, как шлам и пыль газоочисток доменного, или мартеновского, или конвертерного, или электросталеплавильного производств или их смеси. Кроме того, при производстве железорудных окатышей обеспечивается улавливание цинкового концентрата, который содержит оксид цинка.

Между совокупностью существенных признаков заявляемого объекта и достигаемым техническим результатом имеется следующая причинно-следственная связь.

Смешивание при подготовке шихты для сырых окатышей отсева кокса, гашеной извести и железосодержащего материала, в качестве которого используют шлам и/или пыль газоочисток доменного, или мартеновского, или конвертерного, или электросталеплавильного производств или их смеси, при этом 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; последующий обжиг окатышей и направление отходящих от обжиговой печи запыленных газов на газоочистку обеспечивает производство качественных железорудных окатышей с использованием таких отходов металлургического производства, как шлам и пыль газоочисток доменного, или мартеновского, или конвертерного, или электросталеплавильного производств или их смеси.

Указанные железосодержащие отходы металлургического производства всегда содержат соединения цинка. При производстве окатышей из этих железосодержащих отходов цинк будет интенсивно возгоняться и восстанавливаться в процессе обжига окатышей, который осуществляется при 950-1050°C. В процессе возгонки восстановленный цинк легко взаимодействует с кислородом, образуя ценный продукт - оксид цинка.

Осуществление, при содержании цинка в железосодержащем материале более 1-го мас.%, рассева сухих окатышей до размера 3-10 мм перед обжигом и направление отходящих от обжиговой печи запыленных газов, содержащих оксид цинка, на охлаждение и на газоочистку для улавливания в рукавных фильтрах, обеспечивает восстановление и возгонку цинка из всего, сравнительно, небольшого объема каждого окатыша, улавливание и сбор такого ценного продукта, как цинковый концентрат, содержащий оксид цинка.

Кроме того, улучшается качество железорудных окатышей, изготовленных из шихты, содержащей отсев кокса, гашеную известь и железосодержащий материал, в качестве которого используют шлам и/или пыль газоочисток доменного, или мартеновского, или конвертерного, или электросталеплавильного производств или их смесь. Улучшение качества железорудных окатышей обусловлено следующим. Если не удалять цинк из окатышей до их загрузки в печные агрегаты основного производства для получения чугуна и стали, то возгоняющийся из шихты металлический цинк может вызывать разрушение футеровки плавильного агрегата - доменной печи, мартеновской печи, конвертера или электропечи. Кроме того, на поверхностях газоотводящих трактов могут образовываться настыли оксида цинка, что затрудняет эксплуатацию газоотводящих трактов и их ремонт, сокращает межремонтный период и увеличивает трудозатраты и стоимость ремонтных работ.

Выбор граничных значений существенных параметров обусловлен следующим.

Превышение количества отсева кокса над суммарным количеством железа и цинка в железосодержащем материале менее чем в 1,2 раза нецелесообразно потому, что при этом увеличиваются потери цинка, остающегося в окатышах, из-за нехватки кокса на восстановление цинка. Это, в свою очередь, ухудшает качество получаемых после обжига окатышей.

Превышение количества отсева кокса над суммарным количеством железа и цинка в железосодержащем материале более чем в 1,4 раза нецелесообразно потому, что при этом ухудшается гранулируемость шихты и увеличивается выход некондиционных гранул.

Использование в качестве связующего вещества гашеной извести в количестве менее 0,14 от общего количества отсева кокса и железосодержащего материала нецелесообразно потому, что при этом снижается выход кондиционных окатышей из-за снижения прочности сырых окатышей перед сушкой.

Использование в качестве связующего вещества гашеной извести в количестве более 0,20 от общего количества отсева кокса и железосодержащего материала нецелесообразно потому, что при этом снижается выход кондиционных окатышей в результате снижения их прочности.

Улавливание в рукавных фильтрах оксида цинка при использовании в шихте для сырых окатышей шлама и пыли газоочисток металлургического производства с содержанием цинка в железосодержащем материале менее 1-го мас.%, нерационально потому, что относительно малый объем получаемого цинкового концентрата не оправдывает значительные капитальные и эксплуатационные затраты на создание систем газоочистки с рукавными фильтрами.

При содержании цинка в железосодержащем материале более 1-го мас.% изготовление окатышей размером менее 3 мм нерационально потому, что при этом ухудшаются технологические качества окатышей.

При содержании цинка в железосодержащем материале более 1-го мас.% изготовление окатышей размером более 10 мм нерационально потому, что степень удаления цинка из глубинных слоев окатышей большего размера уменьшается и увеличиваются потери дорогостоящего оксида цинка.

Использование в окатышах отсева кокса и гашеной извести с размером частиц, превышающим 300 мкм нерационально потому, что снижается выход кондиционных окатышей в результате снижения их прочности.

В конкретном примере производство железорудных окатышей осуществляется следующим образом.

Для шихты используют компоненты, в частности отсев металлургического кокса и гашеной извести с размером частиц, не превышающим 300 мкм. В качестве железосодержащего материала целесообразно использовать шлам и/или пыль газоочисток доменного, или мартеновского, или конвертерного, или электросталеплавильного производств или их смесь. Шламы газоочисток металлургических производств желательно использовать с влажностью не более 16 мас.%.

В нижеприведенной таблице 1 приведено содержание компонентов в шихте для железорудных окатышей в конкретных примерах №1-5, когда количество отсева металлургического кокса, например, в 1,3 раза превышает суммарное количество железа и цинка в железосодержащем материале, а количество гашеной извести составляет, например, 0,16 от общего количества отсева металлургического кокса и железосодержащего материала. В примере №1 в качестве железосодержащего материала используют шлам газоочисток доменного производства. В примере №2 в качестве железосодержащего материала используют пыль газоочисток мартеновского производства. В примере №3 в качестве железосодержащего материала используют шлам и пыль газоочисток конвертерного производства. В примере №4 в качестве железосодержащего материала используют пыль газоочисток электросталеплавильного производства. В примере №5 в качестве железосодержащего материала используют смесь шлама газоочистки доменного, производства и пыли мартеновского, конвертерного и электросталеплавильного производств.

Таблица 1
№ примера
1 2 3 4 5
Содержание железа, мас.% 54 56 58 59 56,75
Содержание цинка, мас.% 0,9 2,5 3,7 6,2 3,32
Суммарное содержание железа и цинка, мас.% 54,09 58,5 61,7 65,2 60,07
Суммарное количество железа и цинка в 100 кг железосодержащего материала, кг 54,09 58,5 61,7 65,2 60,07
Количество отсева кокса, кг 70,32 76,05 80,21 84,76 78,09
Общее количество
железосодержащего материала и отсева кокса, кг 170,32 176,05 180,21 184,76 178,09
Количество гашеной извести, кг 27,25 28,17 28,83 29,56 28,50

Например, в конкретном примере №5 в качестве железосодержащего материала используют смесь подсушенного до 16 мас.% шлама газоочистки доменного, производства и пыли мартеновского, конвертерного и электросталеплавилыюго производств. Для используемого железосодержащего материала определяют суммарное количество в нем железа и цинка. Например, в этом железосодержащем материале железа - 56,75 мас.%, цинка - 3,32 мас.%, суммарно - 60,07 мас.%. Значит, в 100 кг используемого железосодержащего материала содержится 60,07 кг железа и цинка. При этом количество отсева металлургического кокса для шихты берут в 1,3 раза больше, чем суммарное количество железа и цинка в железосодержащем материале, т.е. 60,07×1,3=78,09 кг. Общее количество железосодержащего материала и отсева металлургического кокса составляет 100,00+78,09=178,09 кг. Количество гашеной извести, используемой в качестве связующего вещества, составляет 0,16 от общего количества отсева металлургического кокса и железосодержащего материала, т.е. 178,09×0,16=28,5 кг.

При подготовке шихты для сырых окатышей в смесителе смешивают в заданных количествах железосодержащий материал, отсев металлургического кокса и гашеную известь. В конкретном примере №5 в смесителе смешивают 100,00 кг железосодержащего материала, 78,09 кг отсева металлургического кокса и 28,5 кг гашеной извести. Полученную шихту направляют на тарель тарельчатого гранулятора, где через форсунки распыляется вода для увлажнения шихты до влажности 12-16 мас.%. На тарельчатом грануляторе осуществляется окомкование шихты до получения сырых окатышей. Полученные окатыши сушат в ленточной сушилке при 200°C в течение 2-х часов. Затем осуществляют рассев сухих окатышей на двухситном грохоте на фракции кондиционных и некондиционных по размеру окатышей. Кондиционные окатыши направляют на обжиг в барабанную обжиговую противоточную печь. Обжиг окатышей осуществляют при 1000°C в течение 2,5 часа. Отходящие от обжиговой печи запыленные газы направляют на газоочистку. Обожженные металлизованные железорудные окатыши охлаждают в барабанном холодильнике. Отсеянные некондиционные по размеру окатыши, после измельчения до частиц, размер которых не превышает 300 мкм, добавляют в шихту для сырых окатышей.

При содержании цинка в железосодержащем материале менее 1-го мас.%, например, в примере №1, рассев сухих окатышей на двухситном грохоте перед обжигом осуществляют до размера 3-20 мм.

При содержании цинка в железосодержащем материале более 1-го мас.%, например, в примерах №2-№5, рассев сухих окатышей на двухситном грохоте перед обжигом осуществляют до размера 3-10 мм для более полного извлечения цинка из глубинных слоев окатышей.

Отходящие от обжиговой печи запыленные газы, содержащие оксид цинка, направляют в систему газоочистки для улавливания цинкового концентрата в рукавных фильтрах. В собранном техническом цинковом концентрате содержится 72-75% оксида цинка.

1. Железорудные окатыши для металлургического производства, содержащие железосодержащий материал и связующее вещество, отличающиеся тем, что окатыши дополнительно содержат 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, причем 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.

2. Железорудные окатыши по п.1, отличающиеся тем, что размер частиц отсева кокса и гашеной извести не превышает 300 мкм.

3. Железорудные окатыши по п.1, отличающиеся тем, что при содержании цинка в железосодержащем материале более 1 мас.% размер окатышей составляет 3-10 мм.



 

Похожие патенты:

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.
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.
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам окускования железорудного сырья, и может быть использовано при подготовке шихты для доменной плавки.
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.
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 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.
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам окускования железорудного сырья, и может быть использовано при подготовке шихтовых материалов для доменной плавки.
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.
Изобретение относится к подготовке металлосодержащего сырья к металлургической переработке, в частности к брикетированию руд и концентратов руд черных металлов. .

Изобретение относится к получению брикетов с использованием исходных материалов в виде железной руды или пыли, содержащих оксиды железа, и может быть применено в способе получения восстановленного металла и способе отделения и извлечения летучих металлов, таких как цинк и свинец.

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.
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.
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.

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.
Наверх