Брикет для выплавки чугуна или стали

 

688139

Союз Соеетсямк

Соцяалмстичесямк

Рвспубляя (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 030577 (21) 2476062/22-02 (23) Приоритет — (32) 03.05,76

2 (51) M. Кл.

С 22 В 1/243

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (33) США (31) Ь 82 418

Опубликовано 250979. Бюллетень № 35 (53) 5К 669. 1 622 °

° 788. 32 (088. 8) Дата опубликования описания 28.09.79

Иностранец

Вольфганг Бернард Пиг (США) (72) Автор изобретения

Иностранн ая фирма Мидрекс Корпорейшн (США) (71) Заявитель (54) БРИКЕТ ДЛЯ ВЫПЛАВКИ ЧУГУНА ИЛИ CTAJIH

Изобретение относится к области окускования минеральных руд, в частности к окускованию металлизованных частиц, восстановленных прямым способом.

Известно брикетирование желеэорудных материалов, в частности металлизованных частиц, с использованием в качестве связующего жидкого силиката натрия (11.

Целью изобретения является удешевление процесса и повышение прочности брикетов.

Это достигается добавкой в шихту, предназначенную для брикетирования, порошкообразного пека, гидратированной извести и воды при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ:

Порошкообразный пек 0,1-6,0

Гидратированная известь 0,75-5,25 жидкий силикат натрия 0,75-4,5

Вода 0,1-7,5

Металлиэованный материал Остальное.

Предлагаемые брикеты имеют более высокий уровень углерода по сравнению с обычными шихтовыми материалами.

Это уменьшает необходимость повторного обезуглероживания йолучаемого металла. Качество настоящего связывающего вещества дает воэможность добавлять коксовую мелочь, ферросплавы и другие материалы к брикетам, которые можно хранить и транспортировать точ5 но так же, как и стальной скрап. Высокая прочность брикетов, их водонепроницаемая связь и свойства связывающего, препятствующие образованию ржавчины, обеспечивают воэможность

10 хранения на открытом воздухе и, как правило, грубую транспортировку. Концентрация связывающего позволяет изготавливать брикеты для специальных, конкретных областей применения.

I5 Основная цель изобретения заключается в получении относительно недорогой связывающей композиции для аголмерирования мелкоиэмельченных металлических руд без потери металлиэации.

Связующее вещество состоит из жидкого силиката натрия, гидратированной извести, порошкообразного пека и воды.

Это связующее обладает исключительны.ми характеристиками, включая высокую

25 прочность до обжига, водонепроницаемую связь и способность торможения образования ржавчины.

Связывающий материал смешивают с тонкоиэмельченным металлизованным материалом, например с мелочью губча688139 того желез а, полученного путем пря мого восст .новления с целью обеспечения свободного течения шихтового материала. Шихтовый материал смешивают и предварительно уплотняют с помощью, например, смесительных бегунов посР ле чего формуют в брикеты или иной плотный компактный продукт известными способами формования.

Жидкий силикат натрия находится в водном растворе концентрацией 30-55 10 вес.%, в зависимости от типа силиката натрия. Силикат натрия представляет общий термин для химических веществ, состоящих из окиси натрия (Na@O)i кремнезема (S1Gg) и обычно воды (Н20). 6

Отношение Na О к Я10 в снликатах натрия выражается в весовом отношении с щелочным компонентом, удерживаемым в единстве. Проиьпаленные виды жидкого силиката натрия являются обычно концентрированными для удобства погрузочно-разгрузочных операций. Например, силикат натрия, имеющий концентрацию 3,22 вес.%, можно легко превратить в твердое содержание порядка

39,8%, что эквивалентно приблизительно 43 степеням Баума.

Жидкий раствор силиката натрия, применяемый в настоящем изобретении, имеет концентрацию 3,22 вес.%, содержание твердых частиц 37,6%, плотность

41,0 степени Баума и вязкость 180 сантипуаз. Жидкий силикат натрия представляет 37,6%-ный раствор твердых частиц силиката натрия, если не указывается иное определение, 38

Могут быть использованы другие силикаты натрия, но предпочтительно поддерживать Иа. О по возможно".Tè на самом низком отношении к 810

Таким образом, предпочтительная кон- 40 центрация смеси 3,22 вес., которая также легко доступна в промышленности. Раствор силиката натрия придает связывающей к мпозиции свойсTHQ обеспечивающее стойкость против ржав- 48 чины последующих агломератов или брикетов °

В этой смеси применяют пек, имеющий кольцевую и шариковую точку размягчения 90-210 С,:предпочтительно 120О

175 С. Пек находится в виде порошка предпочтительно с частицами размером минус 100 меш. Порошкообразный пек смазывает поверхности брикетирующей машины, уменьшая износ пресс-формы, и смазывает смесь изнутри, тем самыми уменьшая трение между частицами и приводя к лучшей плотности. Кроме того, это создает водонепроницаемую связь между металлизованньми частицами в брикете. Добавление порошкооб- 60 разного пека также ведет к повышению содержания углерода в брике е, а также к незначительному увеличению содержания серы (как правило менее 0,01%).

Гидратированная известь связывающей композиции находится предпочтительно в виде порошка с частицами размером минус 100 меш. Гидратированная известь обеспечивает пластичность брикетируемой смеси и увеличивает прочность брикетов. Вместо гидратированной извести можно использовать влажную прокатную окалину без существенного изменения физической характеристики брикетов. Прочность брикета до обжига ниже, чем с предпочтительной связывающей композицией, но прочность повышается до значительной величины после выдерживания на воздухе.

Естественно, степень металлизации меньше и к брикету вместе с прокатной окалиной добавляются нерегулируемые включения.

В том случае, когда с предпочтительным связывающим применяется металлизованная мелочь, в брикетную смесь можно вводить мокрый нижний сгущенный поток отстойника или шлак, не изменяя физических характеристик брикетов по мере их выдерживания на воздухе.

Несомненно, что металлизация брикета понижается, когда в него вводят шлам.

Установлено, что к брикетной смеси можно добавлять до 25% шлама без вредных эффектов. Количество воды в связывающем необходимо уменьшать на количество воды в шламе.

Сухие компоненты связывающего вещества можно предварительно смешивать или же компоненты можно отдельно дозировать в брикетный материал вместе с жидким связывающим компонентом, когда шихта будет перемешиваться до брикетирования. Предлагаемые брикеты, изготовленные со связывающими, подвергали обширному испытанию. Получены следующие результаты:

1. Для фракции плюс 12,5 мм прочность до обжига составила 95%, когда на стальную пластину бросали двухкилограммовый образец с высоты 3,66 м.

2. Выдерживание на воздухе в течение 6-25 ч повышает прочность незначительно до 96%, при фракции плюс

12,5 мм, когда на стальную .пластину с высоты 3,66 м бросали двухкилограммовый образец.

3. Смесь оказывается водонепроницаемой, пропитывание в воде в течение трех дней не оказывает вредного воздействия на брикет.

3. Брикеты подвергали пассивированию водопроводной водой. Брикеты, смоченные водой и помещенные в изолированный, вентилируемый 208-литровый барабан, в течение четырех дней не показали нчкакого нагревания, а в конце испытания — никакого ржавения.

5. Брикеты, выдержанные в водопроводной воде в течение трех дней, не покрылись ржавчиной и в последующие дни сушки на. воздухе.

6881 39

Брикеты обрабатывали четырьмя различными способами, после чего испытывали на тепловое ударное наполнение.

Некоторые брикеты сушили в течение

1 ч при температуре порядка 200 С, некоторые сушили на воздухе, некоторые выдерживали в воде в течение 5 мин, а некоторые выдерживали в воде в течение пяти дней. Затем брикеты были помещены в муфельную печь, которую нагревали до равновесной температуры 10 (приблизительно 1095ОС) . Нагретые докрасна их удаляли из печи, помещали на проволочное сито, охлаждали на воздухе, ни один из брикетов не рассыпался и не раздробился. 15

Иа чертеже дана схема производства брикетов.

Сырые материалы подают к грохоту

1„ с помощью которого мелочь отделяется от сырья для переработки. Предпочтительно используется двухъярусное сито, которое обеспечивает получение медных частиц двух размеров, а также размерный шихтовый материал.

Первое сито имеет отверстия 5-6 мл

Р а второе сито имеет отверстия

2,5-3 мм. Гранула определенного размера илн кусковой материал проходит ве рхнего брикета 2 к печи 3 для из прямого восстановления через питающую систему 4 посредством транспортера 5. Мелочь среднего размера транспортируется к штабелю или к качающемуся брикету б, а затем подается через дозирующее устройство

7 в питающую систему 4 печи. Самые Ç5 мелкие частицы транспортируются конвейером 8 ко второму качающемуся брикету или к штабелю 9, затем подаются к печи 3 через второе дозирующее устройство 10 и питающую систему 40 печи. Доэирующие устройства 7 и 10 связаны с питающим транспортером с целью сохранения постоянного отношения подачи определенного размера и каждого размера мелочи в печь, 45 как материала для обработки. Питающая система 4 печи предназначена для придания печи 3 высокой стойкости к мелочи в материале для обработки.

Формула изобретения

Брикет для выплавки чугуна или стали, включающий металлизованный материал и жидкий силикат натрия, отличающий с я тем, что, с целью удешевления процесса и повышения прочности, он дополнительно содержит порошкообраэный пек, гидратированную известь и воду при следующем соотношении компонентов, вес.В:

Печь 3 для прямого восстановления работает в противотоке восстановительного газа и материала. Этот гаэ проходит через трубопровод 11 к мокрому пылесборнику 12, например скрубберу вентури. Охлаждающий газ иэ трубопро- 55 вода 13 может проходить в противотоке относительно движения шихты через нижнюю часть зоны охлаждения печи 3.

В этом случае запыленный охлаждающий газ удаляют иэ печи через трубопро- 60 вод 14 к мокрому пылесборнику 15, который подобен пылесборнику 12.

Грязная. вода, поступающая из пылесборников 12 и 15, очищается в очистителе (отстойнике) 1б,из которого Я чистая вода выпускается или рециркулируется. Шлам удаляют иэ отстойника, обеэвоживают в соответствующем устройстве 17 и транспортируют к брикетирующей установке.

Сухую металлизованную мелочь и пыль удаляют из прямого воссгановленного материала и транспортируют к бункеру 18. Сухую пыль иэ каждого продукта в точке передачи собирают в циклоне 19, а мелочь удаляют из грохота 20 для материала.

Металлизованную мелочь и пыль иэ бункера 18 и связывающие в твердой и жидкой форме подают из бункера 21 соответственно к миксеру 22 для получения исходной смеси для брикетов.

Эта исходная смесь проходит через брикетирующую машину 23, в которой она формуется в брикетированный продукт. Мелочь, сепарированная в брикетирующем грохоте 24, рециркулируется к миксеру 22 и потребляется внутри брикетирующей системы.

Грохочение и дозирование необходимы для поддержания постоянного и известного распределения мелочи, как составной части печной загрузки. Вся мелочь, которая не вводится в печь, превращается в брикетировочный продукт, применяя предлагаемую связывающую композицию. Введение нижнего слива отстойника в материал для получения брикетов снижает процент металлизации брикетированного продукта. Такие брикеты можно повторно возвращать через печь для прямого восстановления с целью повышения процента металлиэации или испольэовать в качестве исходного материала для печей по производству чугуна или сплава.

Таким образом, связывающая композиция является дешевой и обеспечивает получение брикета, имеющего высокую прочность до отжига, высокую прочность при выдерживании, водонепроницаемую связь, высокое общее качество и невосприимчивость как к влаге, так и к тепловому напряжению.

6881 39

Остальное

Составитель Л.Панникова

Редактор Т.Фадеева Техред Л.Алферова Корректор Н.Горват

Заказ 5562/56 Тираж 727 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.,д.4/5

Филиал ППП Патент, r.Óæãîðîä, ул.Проектная,4

Порошкообразный пек 0,1-6,0

Гидратированная известь 0,75-,5,25

Жидкий силикат натрия 0,75-4,5

Вода 0,1-7,5

Металлизованный материал

Источники информации, принятые во внимание прн экспертиэе

1. обзорная информация института

Черметинформация, 1975, серия 3, 5 выпуск 9 2, с.17.