ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН
(19) KZ (13) A4 (11) 27497
(51) C21C 5/52 (2006.01)
C22B 1/24 (2006.01)
КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ
МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ
Задачей
изобретение
является
подбор
компонента в состав брикета, с высоким
содержанием общего железа.
Технический результат заявляемого изобретения
достигается тем, что восстановление железа из
предложенного брикета и получение жидкого чуна
производится в руднотермической печи с высоким
экономическими показателями.
Отличием
от
прототипа
в
настоящем
изобретении, является то, что вместо окалины
содержащей около 70% железа в виде оксидов FeO,
Fe3O4 предлагается использовать сталеплавильный
шлак магнитной фракции 015 в котором большая
часть
железа
50%
представлена
уже
в
металлизованом виде, и только 20% железа связана
в оксидах. Это позволяет, уменьшить количество
углеродосодержащих материалов на 20-35% и
вовлечь в металлургию сталеплавильные шлаки.
(19) KZ (13) A 4 (11) 27497
(21) 2013/0132.1
(22) 06.02.2013
(45) 15.10.2013, бюл. №10
(72)
Ахметов Абулхасим Балхиевич; Огурцов
Евгений Александрович; Үйсін Әсет ХабдылАхатулы
(73) Республиканское государственное предприятие
на праве хозяйственного ведения "Национальный
центр по комплексной переработке минерального
сырья
Республики
Казахстан"
Комитета
промышленности Министерства индустрии и новых
технологий Республики Казахстан
(56) Инновационный патент РК №20693, кл. C21C
5/52, 2009
(54) БРИКЕТ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЧУГУНА В
РУДНОТЕРМИЧЕСКОЙ ПЕЧИ
(57) Изобретение относится к черной металлургии,
а именно к производству чугуна с использованием
шихтового материала в виде брикетов.
27497
Изобретение относится к черной металлургии, а
именно к производству чугуна с использованием
шихтового материала в виде брикетов.
Разрабатываемые и осваиваемые процессы
безкоксового получения чугуна в жидкой фазе
(«Ромелт», «Соrех») экономически оправдываются
только при использовании кондиционной руды
(концентраты) и дешевого восстановителя (угля).
(В.Ф. Князев, А.И. Гиммельфарб, А.М. Неменов.
Бескоксовая
металлургия
железа.
Изд.
"Металлургия", 1972, с.) При этом из-за высокой
интенсивности газовых потоков в полости печи
увеличиваются потери мелочи руды и угля,
доходящие до 20-50% от поданного в печь, а также
потери
большого
количества
тепла
и
восстановительного газа CO, необходимого для
восстановления железа. В то же время в процессы
получения железа не вовлечены высокожелезистые
сталеплавильные шлаки.
Известен способ брикетирования стальной
окалины, с предварительным ее дроблением,
посредством комплексного связующего, состоящего
из кварцевого песка, соды, известняка, полевого
шпата и глинозема с последующим обжигом в печи
в течение 0,5-1,0 часа при температуре 700-1000°C
(Патент RU 2055919, С 22 В 1/242, 10.03.1996 г.).
Недостатком данного способа является сложный
процесс подготовки связующего, включающий в
себя дозировку, совместный помол и их высоко
температурную варку при 1450-1500°C, а также
энергоемкий процесс высокотемпературного обжига
самого брикета при температуре 1000°C.
Наиболее близким к заявленному брикету
является брикет по инновационному патенту
№20693 (оп. 15.01.09 г. №1).
Сущность его заключается в подготовке
шихтового материала в виде брикетов, в которых в
качестве
железосодержащего
отхода
металлургического производства использовали
окалину, а в качестве связующего материала
использовали
пыль
сухой
газоочистки
электродуговых печей.
Недостатком данного состава брикета является
относительно низкое содержание общего железа.
Задачей
изобретение
является
подбор
компонента в состав брикета, с высоким
содержанием общего железа.
Технический результат заявляемого изобретения
достигается тем, что восстановление железа из
предложенного брикета и получение жидкого
чугуна производится в руднотермической печи с
высоким экономическими показателями.
Отличием
от
прототипа
в
настоящем
изобретении, является то, что вместо окалины
содержащей около 70% железа в виде оксидов FeO,
Fe3O4 предлагается использовать сталеплавильный
шлак магнитной фракции 015 в котором большая
часть
железа
50%
представлена
уже
в
металлизованом виде, и только 20% железа связана
в оксидах. Это позволяет, уменьшить количество
углеродосодержащих материалов на 20-35% и
вовлечь в металлургию сталеплавильные шлаки.
В
настоящем
изобретении
предлагается
использовать железистые сталеплавильные шлаки
фракцией
0-15мм,
полученные
магнитной
сепарацией отходов и коксика; предварительно их
сбрикетировав что предотвращает потери газа СО.
Применение брикетов данного состава позволяет
снизить удельный расход тепловой энергии и
соответственно теплоносителей (угля, коксика), и
максимально
использовать
газ
СО
для
восстановления оксидов из шлака.
Компоненты шихты для брикета имеют
следующий фракционный состав, мм:
Железосодержащий материал до 15;
Связующий материал менее 1;
Углеродсодержащий материал менее 10.
Для производства чугуна в руднотермической
печи, используют брикет при следующем
соотношении компонентов, мас. %:
Железосодержащий материал - 76-81;
Углеродсодержащий материал - 10-15;
Связующее - 8-10.
В качестве железосодержащего материала
используется отвальные сталеплавильные шлаки
фракцией
0-15мм,
полученные
магнитной
сепарацией после дробление, химический состав
которых представлен в таблице 1.
Таблица 1
Химический состав ингредиентов шихты брикета
Материал
Химический состав, %
Feмет Feобщ Fe2О3 FeO
CaO SiO2 P2O5 MnO MgO Al2O3
S
B(CaO/
SiO2)
9,07 0,91 1,45
Железистый ста50,66 70,14
25,05 6,12 4,22 0,97 2,16 2,96
леплавильный шлак фр.
0-15мм
Цемент
2,68 3,23 0,55 60,23 21,12
5,21
1,26
В качестве углеродсодержащего материала брикет содержит коксик, технический состав приведен в таблице
2.
Таблица 2
Технический состав коксика
Технический состав, %
С
A
78,69
1,87
2
V
18,16
W
0,65
S
0,63
27497
Пределы компонентов шихты брикетов выбраны экспериментальным путем и их составы показаны в
таблице 3.
Таблица 3
Составы опробованных брикетов
Вариант
1
2
3
4
5
Железистый
сталеплавильный шлак фр.
0-15мм
76
78
79
80
81
Содержание в брикете цемента пределах 8-10 %
является оптимальным, так как при содержании
менее 8% получаются брикеты с низкой
механической прочностью.
Содержание коксика в количестве 10-15%
является
достаточным,
как
для
полного
восстановления железа из оксидов, так и для
науглероживания восстановленного металла и для
набора тепла необходимого в процессе.
Изготовление промышленной партии брикетов
произвели
на
вибропрессе
«Рифей»,
где
брикетирование производится под давлением в
специальной оснастке, не дающей рассыпаться
сформованным брикетам.
Пример выплавки чугуна с применением
заявляемых брикетов.
Коксик
Цемент
15
12
13
11
10
9
10
8
9
9
Опытные плавки проведены в руднотермической
печи РКО - 200 кВА. Брикеты, перед подачей в
плавку,
для
соответствия
размерам
печи
подвергались дроблению с получением фракции 150
+ 25 мм. Загрузка шихты в печь осуществляется по
труботечкам из печных карманов.
Объем одного брикета равен 1400 см3 при
плотности 3,13 г/см3, вес брикета составит 4,4 кг с
размером 100×200x70 мм.
Состав брикета:
1) железистый сталеплавильный шлак АО
«АрселорМиттал Темиртау» фр. 0-15мм - 79%,
2) Коксик
- 13%,
3) Цемент
-8%.
Основные показатели опытных плавок по
предлагаемому изобретению показаны в таблице 4.
Таблица 4
Основные параметры плавок
№ Показатели
1
2
3
4
5
6
7
Мощность печи, МВА
Фактическое время работы, сутки
Израсходовано брикетов, кг
В них, кг: железистый сталеплавильный шлак фр. 0-15мм
коксик
цемент
Получено, кг
чугуна
шлака
Газ в атмосферу
Кратность шлака
Извлечение железа, %
Расход электроэнергии, кВт*ч/т (МВт*ч/т)
Коэффициент извлечения железа из шихты на
проведенных плавках составил 0,92-0,93.
Таким образом, использование предложенного
состава и способа подготовки шихтовых материалов
в виде брикетов на плавках чугуна в
руднотермической печи позволило наиболее
эффективно
утилизировать
отходы
металлургического производства и сократить расход
шихтовых материалов.
Плавка чугуна из Удельный покабрикетов в РКО затель на 1 т чугуна
0,2
3
1680
1833
1327,2
1448,07
218,4
238,3
134,4
146,64
916,5
398,1
46,25
0,43
92,57
997,6
434,2
50,5
1089 (1,08)
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Брикет
для
получения
чугуна
в
руднотермической печи, содержащий железо- и
углеродосодержащий материалы и связующее,
увлажнение полученной шихты, прессование и
сушку брикета, отличающийся тем, что в качестве
железосодержащего
материала
он
содержит
отвальные сталеплавильные шлаки фракцией 015мм, полученные магнитной сепарацией после
дробления, а в качестве связующего материала
3
27497
используется цемент при следующих соотношении
компонентов, мас.%:
Железосодержащий материал - 76-81;
Углеродсодержащий материал - 10-15;
Связующее - 8-10.
Верстка Б.Косалиева
Корректор П. Мадеева
4