RU2095436C1 - Способ подготовки шихтового материала в виде брикетов к плавке - Google Patents

Способ подготовки шихтового материала в виде брикетов к плавке Download PDF

Info

Publication number
RU2095436C1
RU2095436C1 RU96101363A RU96101363A RU2095436C1 RU 2095436 C1 RU2095436 C1 RU 2095436C1 RU 96101363 A RU96101363 A RU 96101363A RU 96101363 A RU96101363 A RU 96101363A RU 2095436 C1 RU2095436 C1 RU 2095436C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
carbon
binder
briquettes
scale
mixture
Prior art date
Application number
RU96101363A
Other languages
English (en)
Other versions
RU96101363A (ru
Inventor
Евгений Ефимович Агеев
Юрий Александрович Бондарев
Владимир Петрович Лемякин
Владимир Николаевич Курлыкин
Валерий Викторович Ласенко
Original Assignee
Евгений Ефимович Агеев
Юрий Александрович Бондарев
Владимир Петрович Лемякин
Владимир Николаевич Курлыкин
Валерий Викторович Ласенко
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Евгений Ефимович Агеев, Юрий Александрович Бондарев, Владимир Петрович Лемякин, Владимир Николаевич Курлыкин, Валерий Викторович Ласенко filed Critical Евгений Ефимович Агеев
Priority to RU96101363A priority Critical patent/RU2095436C1/ru
Publication of RU96101363A publication Critical patent/RU96101363A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2095436C1 publication Critical patent/RU2095436C1/ru

Links

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области утилизации металлургических отходов, которые в виде брикетов могут быть использованы в качестве шихтового материала при производстве стали и чугуна. Сущность: подготовка шихтового материала в виде брикетов включает смешивание окалины с тонкоизмельченным углеродсодержащим материалом и связующим, прессование и последующую сушку. Окалину предварительно размалывают, смешивают с порошкообразным углеродсодержащим веществом в количестве 15...60% по углероду от массы окалины. В качестве связующего вещества используют механическую смесь следующего состава: оксид алюминия 2...8%, карбонат кальция 3...9%, карбонат натрия 15...37%, бура 3.. .36%, пыль от газоочистки электропечи 2...10%, двуокись кремния - остальное. Готовую смесь окалины, углеродсодержащего вещества и связующего обрабатывают водным раствором Na2O•n•SiO2. Использование предложенного способа шихты в виде брикетов позволит более полно утилизировать отходы металлургического производства, снизить затраты на приготовление брикетов, расширить возможность их использования. Предложение может быть использовано в металлургическом и машиностроительном производствах.

Description

Изобретение относится к области утилизации металлургических отходов, которые в виде брикетов могут быть использованы в качестве шихтового материала при производстве чугуна и стали.
Известен способ утилизации железосодержащей пыли, образующейся в ходе металлургических процессов и улавливаемой в сухом виде или в виде шлака. Способ включает добавление к сухой пыли воды и гидравлического цемента и формирование брикетов, используемых после просушки в качестве шихты [1]
Этот способ не позволяет получить компактный материал из стальной окалины с необходимой плотностью и прочностью. Завалка такого материала в печь сопровождается выделением большого количества пыли. Степень восстановления металла из таких брикетов очень низкая.
Известен способ подготовки шихтовых материалов в виде брикетов к плавке, включающий смешение железосодержащего материала, такого, как прокатная окалина, с углеродсодержащим материалом, в качестве которого используют тонкоизмельченный уголь или угольную пыль с содержанием <8% летучих (антрацитом) или тонкоизмельченный кокс со связующим, используя сажу и термоактивную смолу (1,25 2,75 и 2,5 4,0 процента от веса шихты соответственно). Смесь брикетируют и подвергают дальнейшему нагреву для отверждения смолы. Количественное соотношение железа и углерода выбирают так, чтобы оно соответствовало условию стехиометрического восстановления окислов [2]
Данный способ, взятый в качестве прототипа, имеет следующие недостатки: он довольно трудоемок, требует значительных затрат на приготовление брикетов, а полученные брикеты имеют ограниченное применение. Это вызвано следующим. В качестве связующего вещества используется сажа и термоактивная смола. Получение, утилизация и дальнейшее использование этих компонентов требуют значительных затрат как с точки зрения их получения, так и использования. Причем полученные брикеты можно использовать только при производстве стали. Для производства чугуна такие брикеты не пригодны.
Задача изобретения усовершенствование способа утилизации железа, содержащегося в стальной окалине, являющейся отходом производства, снижение изготовляемых брикетов, расширение области их использования.
Технический результат заключается в более полной утилизации отходов металлургического производства, снижении затрат на приготовление брикетов, улучшение экологических условий производства.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе подготовки шихтового материала в виде брикетов к плавке, включающем смешивание окалины с тонкоизмельченным углеродсодержащим материалом и связующим, прессование и последующую сушку, согласно изобретению, в качестве связующего используют механическую смесь, ингредиенты которой взяты в следующем соотношении, мас. оксид алюминия 2.8, карбонат кальция 3.9, карбонат натрия 15.37, бура 3.26, пыль от газоочистки электропечи 2.10, двуокись кремния - остальное.
Отличием изобретения является то, что в качестве связующего используют механическую смесь, ингредиенты которой взяты в следующем соотношении, мас. оксид алюминия 2.8, карбонат кальция 3.9, карбонат натрия 15.37, бура 3.26, пыль от газоочистки электропечи 2.10, двуокись кремния - остальное, при этом окалину предварительно подвергают размолу, количество вводимого углеродосодержащего материала составляет 15.60% по углероду от массы окалины, а готовую смесь окалины, углеродосодержащего материала и связующего обрабатывают водным раствором Na2О•n•SiO2.
Наличие углерода в брикете в указанных количествах позволяет использовать их не только при производстве стали, но и при выплавке чугуна. Новый состав связующего вещества позволяет предотвратить угар углерода из брикетов вследствие образования газоплотного защитного стекольного каркаса из компонентов связующего вещества в процессе технологического нагрева при плавке и значительно снизить затраты на их производство.
Введение в состав брикетов углеродсодержащего вещества менее 15% не позволяет полностью восстановить железо, содержащееся в окалине, 15% углерода обеспечивает полное восстановление железа, и такие брикеты можно использовать при производстве низкоуглеродистой стали. Дальнейшее увеличение углерода до 60% включительно позволяет использовать брикеты при производстве высокоуглеродистой стали и чугуна. Содержание углерода более 60% не позволяет полностью его использовать и требует его выжигания.
Al2O3 стеклообразующий оксид, влияющий на температурную прочность и вязкость. При содержании Al2O3 ниже 2,0% температура размягчения стеклосвязки ниже 600o прочность брикета при нагреве резко падает. Содержание Al2O3 в количестве 2,0% обеспечивает прочность при температуре 650-700oC. Дальнейшее увеличение содержания Al2O3 до 8% включительно обеспечивает прочность брикета до температуры 850o. При повышении содержания Al2O3 свыше 8% возрастает вязкость стеклофазы, уменьшается смачиваемость, что приводит к растрескиванию брикетов.
CaCO3 карбонат кальция является одним из основных составляющих стеклосвязки, необходимых для образования комплексного соединения силиката кальция. Введение CaCO3 в пределах 3.9% включительно обеспечивает хорошую растекаемость и смачиваемость связующего вещества. Содержание CaCO3 менее 3,0% не обеспечивает необходимую смачиваемость и растекаемость связующего вещества, содержание CaCO3 более 9% приводит к снижению коэффициента объемного расширения связующего вещества и к растрескиванию брикетов.
Na2CO3 карбонат натрия, основной плавень, снижающий вязкость, обеспечивающий смачиваемость. Содержание Na2CO3 в указанных пределах включительно обеспечивает необходимую вязкость и температуру плавления связующего вещества. Введение менее 15% ведет к повышению вязкости связующего вещества, а более 37% приводит к резкому снижению температурной прочности брикета.
Бура является стеклообразующим веществом. Она влияет на смачиваемость стеклосвязки. При содержании ее ниже 3% угол смачивания стеклосвязки составляет более 70o, что не обеспечивает связывание оксидов железа по всему объему и не дает необходимой газоплотности. Содержание буры в пределах 3.26% включительно обеспечивает угол смачивания около 20o, что дает необходимую смачиваемость. Содержание буры более 26% снижает угол смачивания незначительно, но негативно влияет на стоимость смеси, так как цена буры достаточно высокая.
Пыль от газоочистки, содержащая в основном Fe2O3 и MnO2, обеспечивает взаимодействие и сцепляемость вяжущего вещества с окалиной. Кроме того, использование пыли позволяет утилизировать отходы электроплавки, повышая эффективность самого процесса с точки зрения возможности безотходного производства стали. Содержание пыли менее 2% не оказывает влияния на сцепляемость компонентов связующего вещества. Содержание пыли в пределах 2.10% включительно обеспечивает хорошее взаимодействие и сцепляемость компонентов. Увеличение пыли в смеси более 10% приводит к рассыпаемости брикетов.
Двуокись кремния является основой смеси, ее содержание может колебаться в пределах 75.10% Содержание SiO2 более 75% резко увеличивает вязкость и температуру плавления связующего вещества. Содержание SiO2 менее 10% приводит к термическому разрушению брикетов при охлаждении.
При использовании предложенного вяжущего вещества отпадает необходимость его варки, дробления, а также высокотемпературного обжига спрессованных брикетов. Процесс образования стекловидного каркаса брикета происходит в процессе технологического нагрева при плавке в печи. Кроме того, при нагреве брикетов, загруженных в печь, в интервале температур 600-700oC происходит диссоциация карбонатов (CaCO3, Na2CO3) с образованием углекислого газа. Этот процесс продолжается вплоть до 1300-1400oC.
Figure 00000001

Образовавшийся углекислый газ реагирует с твердым углеродом, содержащимся в брикете с образованием окиси углерода:
C + CO2 _→ 2CO
Окись углерода участвует в восстановлении и науглероживании железа по реакциям:
3Fe2O3 + CO 2Fe3O4 + CO2
Fe3O4 + CO 3FeO + CO2
FeO + CO Fe + CO2
3Fe + C Fe3C
3Fe + 2CO 2Fe3C + CO2
Таким образом, карбонаты являются дополнительным источником углерода, химически связанного в компонентах вяжущего вещества. Этим объясняется более низкий угар углерода в плавках с применением брикетов с предложенным вяжущим веществом.
Введение Na2O•n•SiO2 в механическую смесь перед прессованием обеспечивает необходимую "сырую" прочность брикета после прессования.
Способ осуществляется следующим образом.
Окалину размалывают в бегунах или шаровой мельнице до размера частиц 0,3.3,0 мм и просеивают через сито с ячейкой 3,0 мм без остатка. Углеродсодержащее вещество размалывают до полидисперсной смеси с размером частиц не более 5 мм. Компоненты вяжущего вещества размалываются и просеиваются через сито 020 (без остатка). Исходными компонентами для вяжущего вещества берут молотый песок, буру, карбонаты кальция и натрия, глинозем и пыль от фильтров газоочистки электропечей. Отобрав каждый компонент по массе, соответствующей заданному процентному составу вяжущей смеси, проводят тщательное перемешивание компонентов. Затем окалину, углеродсодержащее вещество и вяжущее вещество тщательно перемешивают, например, в бегунах. Количество углеродсодержащего вещества берут 15.60% от количества окалины, в количество вяжущего вещества 5.10% от массы смеси окалины с углеродсодержащим веществом. Для придания брикету прочности в сухом и сыром виде в смесь добавляют жидкое стекло (водный раствор Na2O•n•SiO2) плотностью 1,3 г/см3 в количестве 7.10% сверх 100% от массы общей смеси. Затем проводят прессование полученной массы. Прессование осуществляют при удельном давлении 200.250 кг/см2 (20.25 МПа) на механическом или гидравлическом прессах. Размеры брикетов обычно составляют ⌀ 80.100 мм, высотой 60.70 мм. Сушку брикетов проводят при температуре 200. 250oC в течение одного часа. После сушки брикеты готовы к применению в качестве шихты для сталеплавильных печей (электродуговых, индукционных, мартеновских) при производстве стали и чугуна.
Пример. Окалину, полученную после прокатки слитков, собирают и размалывают в дробильных бегунах в течение 0,5.1 ч, после чего просеивают через сито с ячейкой частиц 3,0 мм без остатка. Всего отобрано 500 кг окалины. Затем взяли 125 кг электродного боя и размололи его до фракции не более 5 мм. Окалину и электродный бой перемешали в бегунах. Отдельно приготовили вяжущее вещество. Для этого взяли молотый песок, буру, глинозем, карбонат натрия, карбонат кальция и пыль от фильтров газоочистки электропечей. Компоненты вяжущего вещества перемешали при следующем массовом соотношении: SiO2
53% бура 13% глинозем 4% карбонат натрия 22% пыль от газоочистки - 5% карбонат кальция 4% В смесь окалины с электродным боем добавили 40 кг вяжущего вещества и тщательно перемешали. Затем в полученную смесь добавили водный раствор Na2O•n•SiO2 (ГОСТ 13072-67) в количестве 50 кг и перемешали. Смесь прессовали в виде цилиндров массой 0,5-0,8 кг. Полученные прессовки сушили в сушильной камере при температуре 200o в течение 1 ч. Охлаждали прессовки на воздухе. Полученные брикеты подвергали физико-механическим испытаниям: предел прочности на сжатие 35.40 кг/см2, сопротивляемость разрушению при сбрасывании на плиту с высоты 1,5-2,0 м образование крошки 8-10% от массы брикета. Термостойкость нагрев со скоростью 80oС/мин до температуры 1200-1300oC без разрушения. Брикеты магнитные.
Полученные брикеты (450 кг) загрузили в завалочную корзину с помощью магнитной шайбы и загрузили в качестве шихты в дуговую сталеплавильную печь емкостью 6 т. Дополнительно в печь завалили низкоуглеродистый стальной лом. Плавку провели по технологии, принятой на заводе. Была выплавлена сталь марки 35 л.
При полном расплавлении содержание углерода в расплаве составило 0,69% среднее содержание углерода в металлическом ломе 0,30% Науглероживание на 0,39% позволило провести рафинирование расплава. Дополнительно получено 230 кг восстановленного железа из окалины брикетов. Опытно-промышленная плавка показала, что 450 кг брикетов эквивалентны 900 кг чугуна.
Использование предложенного способа получения шихтового материала для производства чугуна и стали позволило более полно использовать отходы металлургического производства (окалину, электродный бой, пыль газоочистки), снизить затраты на приготовление брикетов, улучшить экологические условия производства.

Claims (1)

  1. Способ подготовки шихтового материала в виде брикетов к плавке, включающий смешивание окалины с тонкоизмельченным углеродсодержащим материалом и связующим, прессование и последующую сушку, отличающийся тем, что в качестве связующего используют механическую смесь, ингредиенты которой взяты в следующем соотношении, мас.
    Оксид алюминия 2 8
    Карбонат кальция 3 9
    Карбонат натрия 15 37
    Бура 3 26
    Пыль от газоочистки электропечи 2 10
    Двуокись кремния Остальное
    при этом окалину предварительно подвергают размолу, количество вводимого углеродсодержащего материала составляет 15 60% по углероду от массы окалины, а готовую смесь окалины, углеродсодержащего материала и связующего обрабатывают водным раствором Na2O • n • SiO2.
RU96101363A 1996-01-23 1996-01-23 Способ подготовки шихтового материала в виде брикетов к плавке RU2095436C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96101363A RU2095436C1 (ru) 1996-01-23 1996-01-23 Способ подготовки шихтового материала в виде брикетов к плавке

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96101363A RU2095436C1 (ru) 1996-01-23 1996-01-23 Способ подготовки шихтового материала в виде брикетов к плавке

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU96101363A RU96101363A (ru) 1997-10-20
RU2095436C1 true RU2095436C1 (ru) 1997-11-10

Family

ID=20176074

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU96101363A RU2095436C1 (ru) 1996-01-23 1996-01-23 Способ подготовки шихтового материала в виде брикетов к плавке

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2095436C1 (ru)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8105558B2 (en) 2006-03-10 2012-01-31 C-Quest Technologies, LLC Carbon dioxide sequestration materials and processes
FR2964392A1 (fr) * 2010-09-06 2012-03-09 Associates Res Ers And Engineers Procede de valorisation de poussieres d'acieries electriques
US8246727B2 (en) 2007-09-19 2012-08-21 C-Quest Technologies, L.L.C. Methods and devices for reducing hazardous air pollutants
WO2014044993A1 (fr) * 2012-09-24 2014-03-27 Mine & Ore Procede de traitement hydrometallurgique des poussieres d'acierie issues de la fusion de ferrailles de recuperation
WO2014044992A1 (fr) * 2012-09-24 2014-03-27 Mine & Ore Procede de traitement pyrometallurgique des poussieres d'acierie issues de la fusion de ferrailles de recuperation

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Патент США N 3870507, кл. C 21 B 1/28, 1975. Патент Великобритании N 1434406, кл. C 22 B 1/245, 1976. *

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8105558B2 (en) 2006-03-10 2012-01-31 C-Quest Technologies, LLC Carbon dioxide sequestration materials and processes
US8367025B2 (en) 2006-03-10 2013-02-05 C-Quest Technologies LLC Carbon dioxide sequestration materials and processes
US8246727B2 (en) 2007-09-19 2012-08-21 C-Quest Technologies, L.L.C. Methods and devices for reducing hazardous air pollutants
US8506916B2 (en) 2007-09-19 2013-08-13 C-Quest Technologies LLC Methods and devices for reducing hazardous air pollutants
FR2964392A1 (fr) * 2010-09-06 2012-03-09 Associates Res Ers And Engineers Procede de valorisation de poussieres d'acieries electriques
WO2012032256A1 (fr) * 2010-09-06 2012-03-15 Associates Researchers And Engineers Procede de valorisation de poussieres d'acieries electriques
WO2014044993A1 (fr) * 2012-09-24 2014-03-27 Mine & Ore Procede de traitement hydrometallurgique des poussieres d'acierie issues de la fusion de ferrailles de recuperation
WO2014044992A1 (fr) * 2012-09-24 2014-03-27 Mine & Ore Procede de traitement pyrometallurgique des poussieres d'acierie issues de la fusion de ferrailles de recuperation
FR2995910A1 (fr) * 2012-09-24 2014-03-28 Mine & Ore Procede de traitement pyrometallurgique des poussieres d'acierie issues de la fusion de ferrailles de recuperation
FR2995911A1 (fr) * 2012-09-24 2014-03-28 Mine & Ore Procede de traitement hydrometallurgique des poussieres d'acierie issues de la fusion de ferrailles de recuperation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4369062A (en) Method of making briquettes and product
US6676725B2 (en) Cold bonded iron particulate pellets
CA2497614A1 (en) A slag conditioner composition, process for manufacture and method of use in steel production
CN104131130A (zh) 转炉终渣改质剂及其应用
Agrawal et al. Cold bonded ore–coal composite pellets for sponge ironmaking Part 1 Laboratory scale development
CN115679097B (zh) 一种用转炉渣和精炼除尘灰资源化炼铁瓦斯灰的方法
CA1252634A (en) Process of making silicon, iron and ferroalloys
US5423951A (en) Process of continuously making coke of high density and strength
EP1772527B1 (en) Method for production of an addition briqutte
CA2569247A1 (en) Agglomerated stone for using in shaft, corex or blast furnaces, method for producing agglomerated stones and use of fine and superfine iron ore dust
US5395441A (en) Revert briquettes for iron making blast furnace
RU2095436C1 (ru) Способ подготовки шихтового материала в виде брикетов к плавке
JPH06145836A (ja) アルミニウム滓を利用した合金の製法
Mantovani et al. Electric arc furnace dust-coal composite pellet: effects of pellet size, dust composition, and additives on swelling and zinc removal
JPH0123531B2 (ru)
US4728358A (en) Iron bearing briquet and method of making
CN115716738A (zh) 一种高强度钢渣砖的生产工艺
US4529446A (en) Formed metal-containing briquettes, process for forming the same and process for utilizing the same in the manufacture of steel
RU2241771C1 (ru) Брикет для выплавки чугуна
RU2010133425A (ru) Способ утилизации пыли электросталеплавильных печей
RU2352648C2 (ru) Шихта для изготовления брикетов для металлургического производства
RU2055919C1 (ru) Способ брикетирования стальной окалины, являющейся отходом металлургического производства
JPS61194125A (ja) ダスト,スラッジ類と製鋼スラグとの同時処理方法
RU2201976C2 (ru) Шихта для производства брикетов для выплавки ферросплавов
RU2187563C2 (ru) Способ подготовки шихтового материала в виде брикетов к плавке