Способ получения окатышей



Способ получения окатышей
Способ получения окатышей
Способ получения окатышей

 


Владельцы патента RU 2631771:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук (ИМЕТ УрО РАН) (RU)

Изобретение относится к металлургии черных металлов, в частности к получению безобжиговых окатышей из материалов, добавляемых в сталеплавильный шлак для повышения его рафинировочных свойств. Способ включает приготовление массы из магнезиальных материалов и вяжущего, формирование, последующую сушку полученных окатышей. В качестве вяжущего используют органоминеральное вяжущее из смеси воды и торфа, в пропорции (3-3,9)/1. Соотношение компонентов, мас. %: магнезиальные материалы - 80-85; вяжущее - 15-20. В качестве магнезиального материала используют отходы основной флотации талька (ООФ), или полупродукт талька (ППТ), или обожженный магнезит (ОМ), или серпентинит, или брусит. Изобретение позволяет расширить ассортимент сырьевой базы и сохранить вяжущие свойства продукта в течение длительного времени при упрощении технологии его изготовления. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

 

Изобретение относится к металлургии черных металлов, в частности к получению безобжиговых окатышей из материалов, добавляемых в сталеплавильный шлак для повышения его рафинировочных свойств.

В сталеплавильном производстве в качестве флюса часто используются материалы, являющиеся отходами других переделов (шлаки, шламы, хвосты обогащения), находящиеся преимущественно в мелкодисперсном состоянии, с крупностью частиц менее 1 мм. Для снижения потерь данных продуктов при засыпке их в печь, требуется их окускование. В металлургии применяются следующие способы окускования: агломерация, брикетирование и получение безобжиговых окатышей. Последний метод наиболее эффективен при получении материалов, применяемых в сталеплавильном производстве.

Известно большое количество различных способов получения безобжиговых окатышей, в которых в качестве вяжущих применяют различные неорганические соединения (цементы, силикаты щелочных и щелочноземельных металлов, металлургические шлаки, негашеную известь и т.п.) (Лотош В.Е. Безобжиговое окускование тонкодисперсных материалов и мелочи полезных ископаемых. Екатеринбург: ИД "Филантроп", 2009. - 525 с.). Общим недостатком всех этих методов является то, что при внесении таких окатышей в расплав увеличивается количество шлака в плавке за счет дополнительного количества пустой породы вяжущих, что удорожает процесс производства металла за счет увеличения энергетических затрат.

Наиболее близким техническим решением, выбранным за прототип, является способ получения окатышей плавикового шпата, включающий приготовление массы для формования с использованием связующего, формование и последующую сушку полученных окатышей, в качестве связующего (вяжущего) используют водный коллоидный раствор натрий-карбоксиметилцеллюлозы, сушку окатышей проводят сначала на воздухе или в токе нагретого воздуха до упрочнения поверхностного слоя, а затем при температуре 110-300°С в течение 1-4 часов при следующем соотношении компонентов в получаемых окатышах, мас. %: Натрий-карбоксиметилцеллюлоза - 1-4 Флюоритовый концентрат - остальное (патент RU 2224803, МПК С22В 1/244, опубл. 27.02.2004).

Недостатком данного способа является сложность получения вяжущего. Карбоксиметилцеллюлозу получают в результате реакции монохлоруксусной кислоты с алкилцеллюлозой, которую, в свою очередь, получают из целлюлозы и каустической соды.

Задача изобретения заключается в расширении сырьевой базы.

Технический результат, достигаемый заявленным изобретением, заключается в сохранении вяжущих свойств продукта в течение длительного времени при упрощении технологии его изготовления.

Технический результат достигается тем, что в способе получения окатышей путем приготовления массы из основного компонента и вяжущего, формирование, последующую сушку полученных окатышей, где в качестве вяжущего используют органоминеральное вяжущее из смеси воды и торфа, в пропорции (3-3,9)/1, в соотношении компонентов, мас. %: основной компонент - 80-85; вяжущее - 15-20, а в качестве основного компонента используют магнезиальные материалы: или отходы основной флотации талька (ООФ), или полупродукт талька (ППТ), или обожженный магнезит (ОМ), или серпентинит, или брусит.

Заявленное соотношение торфа и воды в пределах (3-3,9)/1 способствует такому истечению торфяной смеси в диспергаторе, которое обеспечивает быстрый ее нагрев. Процесс диспергирования торфяной смеси, осуществляемый в кавитационном аппарате до температуры от 80 до 90°С, и охлаждение полученной смеси до комнатной температуры приводит к получению вяжущего, представляющего собой коллоидную систему с размером частиц 2×10-4-2×10-6. Визуально - это желеобразная «паста в оболочке», которая будучи охлажденной до комнатной температуры представляет собой структурированный органоминеральный готовый к применению продукт. Между пастой и стенками емкости визуально определяется наличие неиспаряемой жидкости неисследованной природы, которая, по-видимому, создает на поверхности продукта пленку, защищающую продукт от воздействия кислородсодержащей среды и обеспечивает сохранение вяжущих свойств в течение длительного времени.

Использование в качестве основного компонента магнезиального материала: отхода основной флотации талька (ООФ), или полупродукта талька (ППТ), или обожженного магнезита (ОМ), или серпентинит, или брусит позволяет вводить в сталеплавильный шлак дополнительное количество оксида магния, что обеспечивает повышение стойкости футеровки во время плавки.

Сведений об известности данных отличительных признаков в совокупностях признаков известных технических решений не обнаружено. На основании этого сделан вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "изобретательский уровень".

Для доказательства соответствия заявляемого технического решения критерию "промышленная применимость" приводим примеры выполнения способа.

Способ осуществляется следующим образом.

Для изготовления окатышей были использованы следующие материалы: отходы основной флотации талька (ООФ) крупностью менее 0,63 мм, полупродукт талька (ППТ) крупностью менее 0,1 мм, обожженный магнезит (ОМ) крупностью менее 0,1 мм. В качестве вяжущего использовали суспензию, изготовленную механохимическим способом из смеси воды и торфа (В), описанную выше.

Предварительно часть сырых отходов основной флотации (ООФс) обжигалась при температуре 750°С в течение двух часов во вращающейся обжиговой печи с целью декарбонизации. В результате был получен обожженный продукт (ООФо).

Химический состав исходных материалов представлен в таблице 1.

Смешение и первичное увлажнение шихты проводили на барабанном смесителе в водопадном режиме движения шихты.

Для окомкования использовали тарельчатый гранулятор. Размер сырых окатышей 10-25 мм. Составы окатышей представлены в таблице 2.

Сырые окатыши должны обладать достаточной механической прочностью, чтобы не разрушиться при транспортировке к сушильным агрегатам и загрузке в них.

Механические свойства сырых окатышей определяются испытаниями на удар и раздавливание.

Прочность на удар характеризуется количеством падений окатышей с определенной высоты на стальную плиту до их разрушения или максимальной высотой, при падении с которой окатыши разрушаются.

Для определения прочности на удар сырых окатышей, изготовленных в рамках выполнения данной работы, использовали следующую методику. Окатыш сбрасывали с высоты 300 мм на стальную плиту. Контролировали количество падений, которое выдерживает окатыш без разрушения. Для более точного определения данного параметра использовали 20 окатышей. Показатели испытаний суммировали и определяли среднюю величину.

Принято, что при испытании сырые окатыши должны выдерживать не менее 15 сбрасываний.

Испытания на раздавливание проводят путем сжатия окатышей с целью определения усилия, при котором окатыши деформируются или разрушаются.

Для определения прочности на раздавливание сырых окатышей, изготовленных в рамках выполнения данной работы, использовали следующую методику.

Окатыш помещали в рабочую зону пресса и определяли усилие, при котором окатыш разрушался. Для эксперимента использовали 20 окатышей. Фиксировали усилие, необходимое для разрушения каждого окатыша, и находили среднеарифметическое значение.

После получения окатышей в тарельчатом грануляторе они сушились при температуре выше 105°С. Конечная влажность окатышей менее 1,5%.

Для оценки механических свойств сухих окатышей определяли прочность на раздавливание и проводили испытания по ГОСТ 15137-81. Испытания включают загрузку 15 кг окатышей в барабан диаметром 1 м, снабженный лопатками, вращение барабана со скоростью 40 об/мин в течение 10 минут, рассев полученного материала на фракции, характеризующие прочность (+5 мм) и истираемость (-0,5 мм). Результаты испытаний представлены в таблице 2.

Таким образом, из представленных в таблице данных, видно, что при содержании вяжущих 15-20% от общего количества шихты число сбрасываний сырых окатышей составляет 8-10 раз, прочность на раздавливание 10-16 Н/ок, прочность высушенных окатышей 70-105 Н/ок при разрушаемости 70-75%. При содержании вяжущих менее 15% как сырые, так и обожженные окатыши обладают недостаточной прочностью. При содержании вяжущих более 20% шихта обладает излишней пластичностью и вследствие этого при окомковании окатыши слипаются в гроздья.

Прочностные показатели окатышей, полученных в ходе выполнения работы, достаточны для применения их в сталеплавильных процессах.

Кроме того, используемое в составе вяжущего из смеси воды и торфа является более доступным в получении, а использование в качестве основного компонента магнезиальных материалов: или отходов основной флотации талька (ООФ), или полупродукта талька (ППТ), или обожженного магнезита (ОМ), или серпентинита, или брусита расширяет сырьевую базу, за счет недефицитных материалов.

1. Способ получения окатышей, включающий приготовление массы из основного компонента и вяжущего, формирование, последующую сушку полученных окатышей, отличающийся тем, что в качестве основного компонента используют магнезиальные материалы, а в качестве вяжущего используют органоминеральное вяжущее из смеси воды и торфа, в пропорции (3-3,9)/1 при следующем соотношении компонентов, мас. %:

основной компонент 80-85
вяжущее 15-20

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве основного магнезиального материала используют или отходы основной флотации талька (ООФ), или полупродукт талька (ППТ), или обожженный магнезит (ОМ), или серпентинит, или брусит.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области металлургических процессов получения расплава черных металлов в дуговых электропечах, а именно к применяемым для этой цели шихтовым материалам.
Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при переработке металлической стружки и шламовых отходов металлургической промышленности. Стружку дробят, очищают, добавляют связующий материал, перемешивают 70-75 % стружки черных металлов и 25-30 % стружки алюминиевых сплавов в течение 1-3 мин.
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.
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для изготовления металлургических брикетов, являющихся эффективным углерод- железосодержащим шихтовым материалом в процессах доменного и ваграночного производства чугуна.

Изобретение относится к получению металлов путем карботермального восстановления оксидов металлов. .

Изобретение относится к получению сырых агломератов, содержащих руду с мелкими фракциями, добавки и при необходимости связующее. .
Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к составу брикета для выплавки чугуна. .
Пакет // 2333266
Изобретение относится к черной металлургии, а именно к подготовке шихты способом пакетирования и последующему использованию пакетов при плавке стали. .
Изобретение относится к металлургическому производству, а именно к подготовке шихтовых материалов для выплавки стали. .
Изобретение относится к технологиям обработки вторичного металлического сырья и может быть использовано в металлургии для подготовки отходов и лома черных металлов к переплавке.
Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при переработке металлической стружки и шламовых отходов металлургической промышленности. Стружку дробят, очищают, добавляют связующий материал, перемешивают 70-75 % стружки черных металлов и 25-30 % стружки алюминиевых сплавов в течение 1-3 мин.

Изобретение относится к технологии получения агломерата. Для интенсификации процесса агломерации осуществляют подготовку шихты для агломерации, состоящей из железорудного концентрата, руды, флюса, твердого топлива и интерполимерной связующей добавки, ее смешивание и спекание.
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.%.
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.

Группа изобретений относится к способу ингибирования выброса твердых частиц, вызванного трением термообработанных железорудных при их перемещении, укладке, погрузке и разгрузке.
Изобретение относится к технологии получения вяжущего вещества из сырья природного происхождения и может быть использовано при брикетировании материалов для изготовления топливных и технологических брикетов.
Изобретение относится к технологии подготовки и производства металлургических и угольных брикетов. Связующее для производства брикетов содержит органический полимер в виде полимерного натриево- и полиалкиленоксидного производного полиметилен-нафталинсульфокислот и добавку производных гликозидов.

Изобретение относится к металлургическому, литейному производству, в частности к изготовлению чугунов, работающих в условиях абразивного износа. Способ включает приготовление смеси исходного материала с последующим формованием.

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. .

Настоящее изобретение относится к связующему для окатывания мелких минеральных частиц, содержащему а) по меньшей мере, одно коллоидное вещество, которое создает силы когезии на минеральных частицах, образующих окатыши, и b) по меньшей мере, один синтетический полимер, который равномерно диспергирует минеральные частицы в окатышах.
Наверх