Способ брикетирования кварцсодержащихматериалов

 

Союз С светски к

Социалистических

Республик

О П И С А Н И Е,,В() Зв6

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 16.11.78 (21) 2690075/22-02 с присоединением заявки РЙ— (23) Приоритет (53)м. Кл.

С 22 В 1/24

Гооударстввииый комитет

СССР

tto делам изооретеиий и открытий

Опубликовано 07.02.81. Бюллетень J% 5

Дата опубликования описания 07.02.81 (53 } Уд K 669.1:622, .781 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. Х. Солдатенко, В. Н. Крохин и В. А. Шатлов !!

1 ! !

Научно-исследовательский и проектно-конструкторская-институт обогащения твердых горючих ископаемых (73 ) Заявитель (54) СПОСОБ БРИКЕТИРОВАНИЯ КВАРЦСОДЕРЖАЩИХ

МАТЕРИАЛОВ

Способ касается предварительной подготовки шихт, например, для доменного производства при выплавке литейных чугунов, лри производстве ферросилиция.

Известен способ получения шихты из крем. неэема с утлеродистой связкой в заданном соотношении с целью выплавки чугуна с повышенным содержанием кремния 11).

Недостатком этого способа является то, что шихта имеет низкую механическую прочность. При загрузке в доменную печь матери10 ал сравнительно легко разрушается и создает дополнительные трудности для газопроницаемости в объеме шихты.

Наиболее близким к изобретению по тех15 нической сущности и достигаемому результату является способ брикетирования кварцглиноземных шихт с применением смолы полу. коксования и добавкой пароформа в присутствии соляной кислоты, с целью повышения термической стойкости полученных брике. тов (23.

Недостатком этого способа является то, что в качестве связуккцего применяются орга2 нические связующие, такие как смолы полукоксования углей и пароформа, температура плавления которых не более 50 С, и при нагреве до 100 С эти связующие приобретают жидкотекучие свойства, а коксование их наступает при 400 С. Свойства этих связуницих обуславливают неудовлетворительную -термостойкость брикетов (прочность при нагреве) в интервале температур от 50 до 400 С, величина которой при точечном сжатии не превышает

1 — 2 кг/Gp. Поэтому данный способ также не предотвращает возможность разрушения брикетов в зоне повышенных температур при наложении механических воздействий.

Целью изобретения является получение высокопрочных и термостойких брикетов.

Для досп жеиия цели в качестве связующего в шихту сначала вводится нефтебитум с температурой размягчения 45 — 80 С в количестве 2,5 — 4,5 вес.%, а затем жидкое стекло в количестве 7,5 — 9,5 вес.%, Полученные брикеты выдерживают на воздухе в течение одних-семи сут.

802386

Таблица1

Прочность на точечное сжатие, кг/бр.

Расход нефтебитума о1 о и/н

Прочност на истира ние,% ермостойкость„ кг/бр

1 2,0

100

160

162

50,0

2 2,5

200

120

205

40,0

240

160

3 3,5

90

35,0

180

245

4 4,5

95

25,0

240

180

242

5 5,0

95

1,5

Способ осуществляется следующим образом.

Основные компоненты шихты кварцевый песок крупностью 0 — 2 мм с содержанием кремнезема ($ 0 ) более 90% и каменный уголь крупностью 0 — 6 мм марок ГЖ, )К, КЖ, КТ или СС смешивают в весовом соотношении от 2:1 до 1;2 и подсушивают до влажности 1 — 3%, В однородную смесь угля и песка добавлян)т 2,5 — 4,5% весовыхнеф» тебитума с температурой размягчения . поКиШ (по методу "Кольцо и шар") 45 — 80 С и с целью равномерного распределения его предварительно разогревают до жидкотекучего состояния, т.е. до 160-180 Ñ. С этой же целью жидкое стекло вводят в шихту после смешения нефтебитума.Расход жидкого стекла, имеющего силикатный модуль т=2,6 — 4,0, составляет 7,5 — 9,5% весовых; температура нагрева его перед подачей в шихту может изме» няться от 20 до 40 С, Силикатный молль жидкого стекла (m)

Ъ

5102 есть отношение Й ЯЗ С1,О или 1 и может изменяться от 1,5 до 4,0 см. Силикатный модуль косвенно характеризует адгезионные и когезионные свойства жидкого стекла и тем самым определяет его технологические свойства, После перемешивания вся гяхта пропаривается острым перегретым паром, температура которого достигает 200-210 С, а величина . перегрева составляет 10 — 15 С. Время пропаривания должно гарантировать нагрев шихты до 85 — 90 С, что способствует равномерному обволакиванию твердых частиц, угля и песка тонкими пленками нефтебитума. Применение перегретого пара с приведенными параметрами позволяет достаточно быстро разогревать шихту до заданной температуры, йредотвратить ее переувлажнение и обеспечить минимальный расход связующего. через 1 час через 24 часа

После пропаривания шихта охлаждается до 60 — 70 С, что позволяет предотвратить залипание ее s ячейках вальцового пресса и повысить исходную прочность брикетов. Ох5 лажденная шихта поступает на вальцовый пресс, где брикетируется при давлении 150—

400 кг/смз.

С целью стабилизации, прочностных свойств, брикеты выдерживают перед использованием по назначению в течение одних-семи суток.

Пример осуществления способа.

Каменный уголь марки Ж вЂ” 19 дробили до крупности 0 — 6 мм и мешали в весовом соотношении 1:1 с кварцевым песком крупностью 0 — 2 мм, содержащим 94% кремнезема.

Смесь угля и песка сушили до влажности

3% и мешали с нефтебитумом, разогретым до 180 С. Расход нефтебитума изменяли от

2 до 5% (см. табл. 1). Температура размягчения нефтебитума по КиШ составляла 58 С.

После перемешивания нефтебитума в шихту добавляли 8 вес.% жидкого стекла (т=275) на натриевой основе с температурой 25 С.

Вся шихта перемешивалась до однородного состояния и разогревалась острым паром до

2$ о о

85 С. Температура пара была 200 С, величина перегрева 10 С. Пропаренную шихту охлаждали до 65 С и брикетировали в вальцовом ррессе при давлении 200 кг/см . Готовые брикеты испытывали на точечное сжатие через 1 час, 24 часа и далее через

7 и 15 суток после изготовления. Кроме того, брикеты испытывали в барабане на истирание и на термостойкость посредством точечного сжатия после нагрева брикета до 300 С

35 беэ последующего охлаждения. В связи с тем, что прочность брикетов на истирание и их термостойкость мало изменяются от времени выдержки, в табл, 1 приведены результаты испытаний по этим показателям толька через сутки после их изготовления. через 7 суток через 15 суток

Таблица 2

115 120

35

100

1 7,0

110 125

40

180

2 7,5

105 120

98 115

45

200

3 8,5

42

190

4 9,5

90 !05

35

190

5 100

В табл..2 приведена прочность брикетов на точечное сжитие, т.е. их термостойкость, в зависимости от температуры нагрева. Брикеты в данном случае были получены по технологии описанной уже в первом примере, но

Экспериментальные данные, приведенные в таблице, подтверждают, что оптимальный расход жидкого стекла составляет 7,5 — 9,5% а нефтебитума 2,5 — 4,5%. При этом механическая прочность брикетов на сжатие достигает 180—

200 кг/бр и минимальная термостойкость в опасном интервале температур (100 — 400 С) составляет 30 — 40 кг/бр. э

Брикеты же, полученные по способу, описанному в прототипе, по нашим данным будут иметь следующую характеристику: про пгость на точечное сжатие 90 — 105 кг/бр термостойкость при нагреве от 100 до

400 С всего 1 — 2 кг/бр.

Таким образом они значительно уступают качеству брикетов, полученных по предложенному способу.

При хранении на воздухе брикеты стабилизируются, вяжущие свойства связующих ве-. ществ и прочность брикетов возрастают (см. табл. 1). Так, если исходные брикеты через

1 час после изготовления имеют прочность на точечное сжатие всего 60 — 80 кг/бр., то через сутки эта величина возрастает до !

160 — 200 кг/бр., а через семь суток до

240 кг/бр. При дальнейшей выдержке прочность брикетов на точечное сжатие практически не изменяется. Прочность брикетов на истирание и их термостойкость от времени выдержки изменяются несущественно.

802386 6 расход нефтебитума здесь был постоянным 4%, а расход жидкого стекла изменялся от 7 до 10%. Испытания производили через сутки после изготовления брикетов.

Способ позволяет получить высококачественные брикеты из смеси каменного угля и кварцевого песка, При этом нефтебитум обуславливает эластичность и влагостойкость брикетов в период транспортировки и хранения, а жидкое стекло в процессе хранения и нагрева затвердевает, придавая брикетам повышенную прочность в зоне высоких тем35 ператур.

Формула изобретения

1, Способ брикетирования кварцсодержащих материалов, включающий смешивание их с каменным углем и органическим и иеорга40 ническим связующими и прессование, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения прочности и термостойкости брикетов, в качестве связующих в шихту сначала веедвтся нефтебитум с температурой размягченмя

45 — 80 С в количестве 2,5 — 4,5% весовых, а затем жидкое стекло в количестве 7,5 — 9,5% весовых.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения прочности

:исходных брикетов, их выдерживают на воздухе в течение 1 — 7 суток.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР И 458580, 5$ кл. С 21 В 3/00, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР У 199086, кл. С 10 1 5/14, 1966.