RU2000345C1 - Способ изготовлени брикетов дл производства хромистых ферросплавов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к черной металлургии , в частности к процессам окускоаа- ни мелкофракционныхи порошкообразных отходов, получению многокомпонентных брикетов дл  производства ферросплавов. Сущность изобретени : заключаетс  в использовании дл  процесса брикетировани  комплексного неорганического св зующего, состо щего из концентрата алюминиевого шлака в количестве 55-60% от массы углеродистого восстановител  и жидкого стекла у- 1.32 - 1,48 г/см модулем m 1,8 - 2,2. Смешиванию подвергают компоненты шихты фракции 3 мм, затем увлажн ют водой в количестве 2,5% от массы шихты, затем вводитс  жидкое стекло в количестве 8-12% от массы шихты. Врем  перемешивани  ограничено 10-12 мин, прессование осуществл етс  валковыми прессами при давлении 25-35 МПа. Брикеты сушат в два этапа: сначала при температуре 80-90°С в течение 15-20 мин. а затем при температуре 280-350°С в течение 50-70 мин. Нагрев в конвейерном сушиле проводитс  путем сгорани  колошникового ферросплавного газа и образовани  газовой фазы, насыщенной СС-2 (85-95%). Реализаци  изобретени  позвол ет улучшить экологические и санитарные услови  труда, повысить технологические показатели печи за счет исключени  разрушени  брикетов на колошнике, снизить энергоемкость процесса производства ферросплавов при создании безотходной производственной технологии. 2 табл. ю о

Description

Изобретение относитс  к процессу оку- сковани  мелкофракционных и порошкообразных отходов, их утилизации и получению многокомпонентных брикетов дл  производства ферросплавов и использованию в других подотрасл х черной металлургии.

Известен способ получени  брикетов дл  выплавки ферросплавов с использованием различных св зующих как органического , так и неорганического происхождени . Так, в рудоугольных брикетах примен лись каменноугольный и нефт ные пеки, раствор омыленного талового пека, карбамидные смолы. Однако применение этих веществ весьма ограничено ввиду их канцерогенных свойств и вредности обСА

& о

служивающего персонала. Примен ют суль- фосодержащие вещества и св зующие смеси на их основе, а также жидкое стекло и кальцийсодержащие материалы. Количест- по сульфидного св зующего находитс  в пределах 4-8%, жидкого стекла 3-10%. извести 1-2%. Давление прессовани  составл ло от 19 до 100 МПа. Упрочнение и отвердение брикетов.производитс  путем либо сушки на воздухе, либо нагревом до 150-500°С. Продолжительность термообработки 15-180 мин. Недостатками этих способов брикетировани   вл ютс  неудовлетворительна  термостойкость и влагостойкость брикетов.

Наиболее близким  вл етс  способ брикетировани  руд с использованием автоклавов . При лабораторном изготовлении хроморудных брикетов шихта состо ла из проб, содержащих 79 и 89% хромовой руды и 15 и 5% коксикэ. В качестве св зующего использовалась смесь из 2% извести и 4% трепела. Брикеты упрочн лись в автоклавах . Средн   прочность брикетов с содержанием 5% коксика составл ла на сжатии 23,7 МПа, а с содержанием 15% - 11,2 МПа.

Существенным недостатком данного способа  вл етс  весьма сложное аппаратурное оформление при автоклавном упрочнении брикетов. Требуютс  значительные капитальные вложени , св занные с дополнительными производственными площадками дл  установки автоклавов (при их длине 30-45 м) и обеспечени  их паром при давлении 1.2-1.6 МПа. Кроме того, выпускаемые в насто щее врем  три типа автоклавов предназначены в основном дл  производства силикатных изделий. В мировой практике при разработке технологических процессов брикетировани  руд автоклавирование используетс  весьма ре - дко.

Серьезными недостатками характеризуютс  автоклавные брикеты, изготовленные без углеродистого восстановител  (94% хромитовой руды, 2% извести и 4% трепела, со средней прочностью на сжатие 0,9 МПа. Отсутствие в брикетах твердого углерода снижает их металлургическую ценность в 2-3 раза, так как использование таких брикетов не только удлин ет врем  их восстановлени  и врем  плавки сплава, но и снижает степень полезного использовани  ведущего элемента - хрома. Все это ведет к снижению производительности плавильной установки при выплавке высокоуглеродистого (предельного) феррохрома

Целью изобретени   вл етс  способ производства брикетов дл  выплавки хромистых ферросплавов из мелкофракционного и порошкообразного металлургического сырь , включающий подготовку путем увлажнени , тщательного перемешивани 

рудного сырь , углеродистого восстановител  и св зующего, прессование шихты и сушку брикетов с целью улучшени  санитарных и экологических условий труда, улучшени  технологических показателей печи.

исключени  разрушений брикетов на колошнике , использовани  нетехнического мелкого сырь , использовани  металлургических отходов фракции менее 3 мм, в которую вход т коксова  мелочь, угольна 

мелочь, угольна  пыль, штыбы. шламы, пыль газоочисток, хромитова  мелочь, известкова  мелочь и комплексное неорганическое св зующее, включающее жидкое стекло и концентрат алюминиевого шлака, который

оыполн ет одновременно роль восстановител  (А1мет 25-35%) и роль шлакообразую- щего флюса ( 46-52%), что способствует образованию шлаковой фазы с отношением МпО/А120з 1,5-2,2, и, наконец , роль катализатора, обеспечива  взаимодействие хлоридов щелочных металлов (7-8%) с раствором жидкого стекла с образование гел  кремниевой кислоты Si (OH)4, что обеспечивает ускорение цементации шихты

и получение сырых брикетов прочностью 0.9-1,2 МПа, выдерживающих 4-х кратное сбрасывание с высоты 0,5 м.

Плавный нагрев сырых брикетов при наличии комплексного св зующего предотвращает скалывание брикетов при температуре выше 1000°С на колошнике и в ванне ферросплавной печи.

Применение комплексного св зующего, протекание гидролиза силиката натри  и образование газовой фазы, насыщенной COz, способствует протеканию процесса карбонизации по реакции:

45

Na2Si205 + 2H20 « H2Si20s + 2NaOH. 2NaOH + 2C02 №НСОз

При самоупрочнении брикетов за счет их дальнейшего нагрева в них протекают

процессы металлообразовани  в твердом состо нии шихты. При этом первичный сплав, полученный при 1400-1500°С, состоит из комплексного карбида (СГ2.9 Oo,i)C2, содержащего 12-13% углерода, а повышение температуры до 1600-1800°С способствует образованию карбида (Crs.o Реч.ОСз с содержанием углерода 7,3-8.5%, что отвеча- ет ТУ 4757-82 на высокоуглеродистый феррохром

Способ брикетировани  осуществл ют следующим образом.

Основные компоненты шихты - мелкофракционное хромитопое сырье (фракци  3 мм), пыль и шламы от газоочисток и аспи- рационных установок при производстве ферросплавов, углеродистый восстановитель - коксова  мелочь фракции 3 мм и концентрат алюминиевого шлака (КАШ) в соотношении, мас.%:

хромитовое рудное сырье75-80 углеродистый восстановитель15-17 концентрат КАШ4-9 тщательно перемешивают с добавлением влаги 2.5% от массы шихты. После получени  однородной шихтовой смеси в нее добавл ют 8-12 мас.% жидкого стекла плотностью 1,4-1,45 г/см . Дл  сохранени  адге- зионных свойств жидкого стекла врем  перемешивани  полностью сдозированной шихты ограничено 10-12 мин.

Прессование подготовленной шихты осуществл етс  валковыми прессами при давлении 25-35 МПа.

Дл  стабилизации прочностных свойств хромитоалюмококсовых брикетов (ХАК) их подвергают сушке в сушильном агрегате при 80-350°С. Продолжительность сушки 65-90 мин. Сначала при низкой температуре 80-90°С, а затем при повышенной 280-350°С.

После термического упрочнени  брикеты используют дл  выплавки высокоуглеродистого феррохрома (товарного и передельного).

П р и м е р . По предлагаемому способу проведено экспериментальное брикетирование на промышленной установке 1-й технологической нитке шихтового участка ЭТЦ Запорожского алюминиевого комбината (ЗАлК). Брикетированию подвергались три пробы следующего состава.

Брикетирование проводилось при усилии 28-30 МПа. Сырые брикеты подвергались сушке при 90°С в течение 15 мин, а затем при 300°С в течение 1 ч.

Результаты испытаний изготовленных брикетов приведены в табл.2.

По результатам промышленного экспериментального брикетировани  рекомендованы шихты проб № 1 и № 2.

Claims (1)

1. Формула изобретени  1. Способ изготовлени  брикетов дл  производства хромистых ферросплавоа. включающий подготовку путем увлажнени , тщательного перемешивани  мелхофракци- онного и порошкообразного хромсодержа- щего сырь , углеродистого восстановител 

   и комплексного неорганического св зующего , прессование шихты, брикетирование и сушку брикетов, отличающийс  тем. что, с целью улучшени  экологических и са5  нтарных условий труда, повышени  технологических показателей за счет исключени  разрушени  брикетов на колошнике , снижени  энергоемкости производства , создани  безотходных

   0 производственных технологий, в качестве комплексного неорганического св зующего используют жидкое стекло в количестве 8- 12% от массы шихты и концентрат алюминиевого шлака в количестве 55-60% от

   5 массы углеродистого восстановител , а сушку осуществл ют в две стадии в интервале температур 80-350°С в атмосфере, содержащей С02.

   2 Способ по п. 1.отличающийс 

   0 тем, что, с целью достижени  необходимой полноты перемешивани , используют хром- содержащее сырье, углеродистый восстановитель и концентрат алюминиевого шлака фракции 3 мм, смесь увлажн ют водой в

   5 количестве 2,5% от массы шихты, после чего ввод т жидкое стекло.

   3.Способ по пп. 1и2,отличающий- с   тем, что количество комплексного св зующего составл ет 14,0-19,5% от массы ших0 ты.

   4.Способ по пп. 1-3, отличающий- с   тем, что используют жидкое стекло Х 1,32 - 1,48 г/см3 с модулем m (SI02/Na2)x хО 1,8-2,2.

   5 5. Способ по пп.1-4, отличающий- с   тем, что концентрат алюминиевогд шлака имеет следующий состав, %.

   А мет25-35

   SI023,0-3,5

   0 Мд + МдО5.3-5.7

   Ре0бщ0,5-0.99

   хлориды и фториды

   щелочных металлов7-8

   AI2U3остальное.

   5 б. Способ по пп.1-5, отличающий- с   тем, что перемешивание шихты после увлажнени  и введени  в смеситель раствора жидкого стекла осуществл етс  в течение 10-12 мин.

   0 Способ по пп.1-6, отличающий- с   тем, что прессование осуществл ют давлением 25-35 МПа.

   8.Способ по пп.1-7, отличающий- с   тем, что осуществл етс  двойное грохоче- 5 ние брикетов: сырых - после прессовани  и упрочненных - после сушки.

   9. Способ по пп.1-8, отличэющий- с   тем, что первую стадию сушки осуществл ют в течение 15-20 мин при RO-90°C, a

   вторую стадию ведут при 280-350°С в течение 50-70 мин.

   10. Способ по пп.1-9. отличающий- с   тем. что нагрев брикетов в конвейерном 5

   сушиле проводитс  за счет сгорани  колошникового ферросплавного газа и образовани  газовой фазы, насыщенной СОг (содержание СОг в смеси газа составл ет 85-95%)

   Таблица 1

   Таблица 2