RU2103377C1 - Burden for preparation of material for metallurgy and process of its preparation - Google Patents
Burden for preparation of material for metallurgy and process of its preparation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2103377C1 RU2103377C1 RU95108021A RU95108021A RU2103377C1 RU 2103377 C1 RU2103377 C1 RU 2103377C1 RU 95108021 A RU95108021 A RU 95108021A RU 95108021 A RU95108021 A RU 95108021A RU 2103377 C1 RU2103377 C1 RU 2103377C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- iron
- containing material
- carbon
- carbide
- ore concentrate
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к черной металлургии, в основном, к шихтовой заготовке, используемой для производства стали и сплавов. The invention relates to ferrous metallurgy, mainly to a charge billet used for the production of steel and alloys.
Известна технология, основанная на газовом восстановлении мелких частичек железорудного концентрата в кипящем слое с получением карбида железа. A known technology based on the gas recovery of small particles of iron ore concentrate in a fluidized bed to obtain iron carbide.
Способ получения металлизованного продукта - углеродсодержащего железа - цементита или карбида железа (Fe3C) предложен в 50-х годах профессором Стокгольмского технологического института Стеллингом [1] и разработан американскими фирмами "Хэйзер Рисерч Инж." и "Айрен Карбайд Холдинг".A method for producing a metallized product — carbon-containing iron — cementite or iron carbide (Fe 3 C) was proposed in the 1950s by Stelling, a professor at the Stockholm Institute of Technology, [1] and was developed by American companies Heiser Research Engineering. and Airen Carbide Holding.
Технология основана на газовом восстановлении железорудных мелких концентратов с получением губчатого цементита со средним размером частиц 0,2 мм. Процесс осуществляется в реакторе кипящего слоя при относительно низких температурах. The technology is based on gas reduction of iron ore fine concentrates to produce sponge cementite with an average particle size of 0.2 mm. The process is carried out in a fluidized bed reactor at relatively low temperatures.
В Тринидад и Тобаго в 1994 г. акционерной компанией "Ньюкор" построена промышленная установка для производства 330 тыс. т в год порошкообразного железа (Эрл Нортон. Соперники: "Ю.С.Стил" и "Ньюкор" планируют создать совместное предприятие. Уолл Стрит Джорнал, 13.10.94.]. В качестве восстанавливающего и науглероживающего агента используется смесь водорода, окиси углерода и метана. In 1994, in Trinidad and Tobago, the Newcor joint-stock company built an industrial plant for the production of 330 thousand tons of powdered iron per year (Earl Norton. Rivals: U.S. Steel and Newcor plan to create a joint venture. Wall Street Journal, 10/13/94.]. A mixture of hydrogen, carbon monoxide and methane is used as the reducing and carburizing agent.
При проведении испытаний использовали для получения карбида рудную мелочь (магнетит), содержащую минимум 65% железа общего, SiO2+Al2O3 до 4% и содержанием фосфора не более 0,05%. Имеются указания о возможности применения другого типа руды.During testing, ore fines (magnetite) containing at least 65% of total iron, SiO 2 + Al 2 O 3 up to 4% and phosphorus content not more than 0.05% were used to produce carbide. There are indications of the possibility of using another type of ore.
Минералогический состав получаемого продукта следующий, в %: Fe3 91-96; Fe3O4 5-2; Feмет 5-0,1, SiO2+Al2O3 2-4.The mineralogical composition of the obtained product is as follows, in%: Fe 3 91-96; Fe 3 O 4 5-2; Fe met 5-0.1, SiO 2 + Al 2 O 3 2-4.
Элементарный состав карбида железа, в %: Feобщ = 89-93; (в том числе углерода, связанного в виде карбида 6,0-6,5); кислород 0,5-1,5 (в виде Fe3O4); пустая порода, т.е. SiO2+Al2O4 2-4.The elemental composition of iron carbide, in%: Fe total = 89-93; (including carbon bound as carbide 6.0-6.5); oxygen 0.5-1.5 (in the form of Fe 3 O 4 ); waste rock, i.e. SiO 2 + Al 2 O 4 2-4.
По этому способу следует высказать следующие соображения:
весь класс процессов в кипящем слое имеет недостаточную интенсивность восстановления из-за невозможности работать при температуре выше 670-700oC, большой вынос из реактора мелких фракций, низкую степень использования восстановительной способности газов за один проход, что в конечном итоге отражается в высоких энергетических эксплуатационных и капитальных затратах. В частности заявлены энергетические затраты 13 ГДж/т, что выше, чем в промышленных установках процесса Мидрекс 11,5-12 ГДж/т.According to this method, the following considerations should be made:
the entire class of processes in a fluidized bed has insufficient recovery rate due to the inability to operate at temperatures above 670-700 o C, large removal of fine fractions from the reactor, low degree of utilization of the reducing ability of gases in one pass, which ultimately results in high energy operational and capital costs. In particular, energy costs of 13 GJ / t are declared, which is higher than in industrial installations of the Midrex process 11.5-12 GJ / t.
Производимый продукт состоит, в среднем, из частичек размером 0,2 мм, что не позволяет из-за его высокой текучести, твердости и абразивности загружать и перевозить его по существующим схемам и оборудовании, поэтому потребуется создание нового класса оборудования для хранения, транспортировки и перегрузки порошкообразного материала. Следует отметить также, что этот материал не прессуется обычными методами из-за высокой твердости (около 1000 НВ) и абразивности. The manufactured product consists, on average, of 0.2 mm particles, which, due to its high fluidity, hardness and abrasiveness, does not allow loading and transporting it according to existing schemes and equipment; therefore, the creation of a new class of equipment for storage, transportation and transshipment powder material. It should also be noted that this material is not pressed by conventional methods because of its high hardness (about 1000 HB) and abrasion.
В мировой практике не существует технологии и оборудования для подачи путем эжекции или загрузки порошкообразных абразивных материалов в сталеплавильную ванну. В этом случае следует говорить также или о создании нового сталеплавильного агрегата, или разработки метода его окомкования. In world practice, there is no technology and equipment for feeding by ejection or loading powdered abrasive materials into a steel bath. In this case, one should also talk about creating a new steelmaking unit or developing a method for pelletizing it.
В целом схема производства и предполагаемых приемов использования порошкообразного карбида железа обладает рядом недостатков общего характера, требует создания новых систем металлургической техники и ее работоспособность не подтверждена промышленным опытом. In general, the production scheme and the proposed methods for using powdered iron carbide have a number of general shortcomings, require the creation of new metallurgical equipment systems, and its performance has not been confirmed by industrial experience.
Известна также шихта для получения высокоуглеродистого материала [2], состоящая из стального лома и углеродсодержащего материала, отличающаяся тем, что с целью повышения качества шихты, снижения ее стоимости и улучшения условий труда, она дополнительно содержит железный концентрат, а углеродсодержащий материал в виде нефтяного кокса при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Железный концентрат - 16-58,3;
Нефтяной кокс - 4-12,6;
Стальной лом - Остальное.A mixture is also known for producing high-carbon material [2], consisting of steel scrap and carbon-containing material, characterized in that in order to improve the quality of the charge, reduce its cost and improve working conditions, it additionally contains iron concentrate, and the carbon-containing material in the form of petroleum coke in the following ratio of components, wt.%:
Iron concentrate - 16-58.3;
Petroleum Coke - 4-12.6;
Steel scrap - Else.
Недостатками указанной шихты являются:
относительно невысокий выход годного материалла, обусловленный невозможностью удовлетворительного смешения компонентов шихты существенно отличающихся по физико-химическим свойствам, особенно по плотности, вследствие применения при ее подготовке метода механического смешения и из-за большой разницы в гранулометрическом составе составляющих компонентов шихты, что не может обеспечить получение развитой поверхности реагирующих веществ, особенно в условиях большой массы шихты. Это ухудшает кинетику процесса, замедляет восстановление оксидов, снижает степень извлечения элементов из оксидов и увеличивает расход восстановителя до значений, соизмеримых с количеством металлодобавки в шихте;
узкий сортамент выплавляемой из этой шихты стали;
ухудшение качества выплавляемой из шихты стали из-за наличия в ней повышенного содержания серы, фосфора, примесей цветных металлов, газов и неметаллических включений.The disadvantages of this mixture are:
relatively low yield of material due to the impossibility of satisfactory mixing of the charge components substantially differing in physicochemical properties, especially in density, due to the use of mechanical mixing during its preparation and due to the large difference in the particle size distribution of the constituent components of the charge, which cannot provide developed surface of reacting substances, especially in conditions of a large mass of the charge. This worsens the kinetics of the process, slows down the reduction of oxides, reduces the degree of extraction of elements from oxides and increases the consumption of reducing agent to values commensurate with the amount of metal additive in the charge;
a narrow range of steel smelted from this charge;
deterioration in the quality of steel smelted from the charge due to the presence in it of an increased content of sulfur, phosphorus, impurities of non-ferrous metals, gases and non-metallic inclusions.
Наиболее близким техническим решением, выбранным нами в качестве прототипа является способ выплавки стали из металлизованных окатышей в дуговой печи [3], включающий плавление шихты, подачу шлакообразующей и пенообразующей присадки в ванну, состоящей из карбоната кальция, окиси кальция, углерода и окислов железа, отличающийся тем, что в качестве углеродсодержащего пенообразующего материала используются брикеты, состоящие из мелочи металлизованных окатышей на известково-мелассовой связке. The closest technical solution that we have chosen as a prototype is a method of smelting steel from metallized pellets in an arc furnace [3], including melting the mixture, feeding slag-forming and foam-forming additives into the bath, consisting of calcium carbonate, calcium oxide, carbon and iron oxides, characterized the fact that briquettes are used as carbon-containing foaming material, consisting of fines of metallized pellets on a lime-molasses bundle.
По данным авторов указанного способа брикеты содержат 3-6% углерода и 65-80% металлического железа и не содержат, а если и содержат, то очень мало, кислорода в виде оксидов железа. А для образования вспененного шлака наряду с углеродом необходимы оксиды железа, чтобы при их реагировании образовывался монооксид углерода, который и обеспечивает вспенивание шлака. Поэтому способ предусматривает вместе с брикетами подачу в ванну окисленных окатышей, окалины или железной руды, т.е. оксидов железа. According to the authors of this method, briquettes contain 3-6% carbon and 65-80% metallic iron and do not contain, and if they contain, then very little oxygen in the form of iron oxides. And for the formation of foamed slag, iron oxides are necessary along with carbon, so that during their reaction carbon monoxide is formed, which ensures foaming of the slag. Therefore, the method provides, along with briquettes, the supply of oxidized pellets, scale or iron ore to the bath, i.e. iron oxides.
Контакт между брикетами (углеродом) и оксидами железа (окатыши, окалина, железная руда), когда они подаются отдельными кусками, не находясь в тесном соприкосновении, затруднен. Чтобы облегчить контакт между ними, и брикеты, и кусочки руды (и окалины, окатышей) должны прежде раствориться в шлаке. Contact between briquettes (carbon) and iron oxides (pellets, dross, iron ore), when they are fed in separate pieces, not being in close contact, is difficult. To facilitate contact between them, both briquettes and pieces of ore (and scale, pellets) must first dissolve in the slag.
Если бы углерод и оксиды железа были хорошо перемешаны и находились в одном куске, то взаимодействие между ними происходило бы при температуре выше 700oC, т.е. до их растворения в шлаке.If carbon and iron oxides were well mixed and were in one piece, then the interaction between them would occur at a temperature above 700 o C, i.e. until they dissolve in the slag.
Кроме этого, и брикеты из мелочи металлизованных окатышей и окисленные окатыши (руда, окалина) содержат элементы, засоряющие сталь нежелательными примесями, фосфор, например, и др. In addition, both briquettes from the fines of metallized pellets and oxidized pellets (ore, scale) contain elements that clog steel with undesirable impurities, phosphorus, for example, etc.
Технической задачей заявляемого изобретения является получение материала для металлургического производства, не содержащего нежелательных примесей и применяемого для выплавки сталей ответственного назначения. The technical task of the claimed invention is to obtain material for metallurgical production that does not contain undesirable impurities and is used for the smelting of steel for critical purposes.
Кроме этого, предлагаемый материал содержит в своем составе сбалансированные количества углерода в виде карбида и оксидов железа в виде железорудного концентрата, что обеспечивает при нагреве его выше 700oC реагирование оксидов железа и углерода с образованием металлического железа и монооксида углерода без дополнительного ввода в ванну углерода или оксидов железа.In addition, the proposed material contains balanced amounts of carbon in the form of carbide and iron oxides in the form of iron ore concentrate, which ensures that when heated above 700 o C, the reaction of iron and carbon oxides with the formation of metallic iron and carbon monoxide without additional input into the carbon bath or iron oxides.
Технический результат обеспечивается при получении материала для металлургического производства, содержащего углеродсодержащий материал, железосодержащий материал и в качестве связующего - свежеприготовленную гидроокись кальция и/или магния, в котором он содержит в качестве углеродсодержащего материала порошкообразный карбид железа при следующем отношении компонентов, мас.%:
Порошкообразный карбид железа - 75-85
Железосодержащий материал - 12-18
Свежеприготовленная гидроокись кальция и/или магния - 3-7.The technical result is achieved by obtaining a material for metallurgical production containing carbon-containing material, iron-containing material and, as a binder, freshly prepared calcium and / or magnesium hydroxide, in which it contains powdered iron carbide as a carbon-containing material in the following ratio of components, wt.%:
Powdered Iron Carbide - 75-85
Iron-containing material - 12-18
Freshly prepared calcium and / or magnesium hydroxide - 3-7.
При этом он содержит в качестве железосодержащего материала железорудный концентрат или колошниковую пыль и/или шлак ванадиевого производства. В качестве флюсующих материалов - свежеприготовленные гидрооксиды кальция и/или магния. Moreover, it contains iron ore concentrate or blast furnace dust and / or vanadium slag as iron-containing material. As fluxing materials - freshly prepared calcium and / or magnesium hydroxides.
Предлагаемый материал в виде механической смеси всех перечисленных выше компонентов должен быть подготовлен для дальнейшей технологии производства шихтовой заготовки. The proposed material in the form of a mechanical mixture of all of the above components should be prepared for further production technology of the billet stock.
Способ приготовления окускованного материала для металлургического передела, включающий подготовку шихты из углеродсодержащего материала, железосодержащего материала и свежеприготовленных гидрооксидов кальция и/или магния, их смешение и окускование, в которой в качестве углеродсодержащего материала и железосодержащего материала используют соответственно порошкообразные карбид железа и железорудный концентрат при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Порошкообразный карбид железа - 75-85
Железосодержащий материал - 12-18
Свежеприготовленная гидроокись кальция и/или магния - 3-7,
а перед окускованием в шихту дополнительно вводят мелассу в количестве 3-5% в виде водного раствора (одна часть мелассы на 7-8 частей воды).A method of preparing agglomerated material for metallurgical processing, including preparing a charge of carbon-containing material, iron-containing material and freshly prepared calcium and / or magnesium hydroxides, mixing and agglomerating thereof, in which powdered iron carbide and iron ore concentrate are used respectively as carbon-containing material and iron-containing material in the following the ratio of components, wt.%:
Powdered Iron Carbide - 75-85
Iron-containing material - 12-18
Freshly prepared calcium and / or magnesium hydroxide - 3-7,
and before agglomeration, molasses is additionally introduced into the mixture in an amount of 3-5% in the form of an aqueous solution (one part of molasses in 7-8 parts of water).
Окускование осуществляют известными методами до образования окатышей фракцией 5-25 мм или окускование осуществляют известными методами прессования с получением брикетов. The agglomeration is carried out by known methods until the formation of pellets with a fraction of 5-25 mm or the agglomeration is carried out by known pressing methods to obtain briquettes.
Содержание железо-рудного концентрата в окускованном материале для металлургического передела в пределах 12-18 мас.% основано на том, что:
для восстановления 160 кг железа из его окиси требуется 3•12 = 36 кг углерода (по стехиометрии) или на 100 кг железорудного концентрата (при содержании в нем 87% окиси железа) требуется 19,7 кг углерода, т.е. 87 кг Fe2O3 - 19,7 кг углерода.The content of iron ore concentrate in the agglomerated material for metallurgical processing within 12-18 wt.% Based on the fact that:
to recover 160 kg of iron from its oxide, 3 • 12 = 36 kg of carbon is required (according to stoichiometry) or per 100 kg of iron ore concentrate (with 87% iron oxide in it), 19.7 kg of carbon are required, i.e. 87 kg of Fe 2 O 3 - 19.7 kg of carbon.
Карбид железа Fe3C содержит 6,67 кг углерода и 93,33 кг железа. Чтобы восстановить окись железа из 100 кг железорудного концентрата потребуется углерода в виде карбида железа (100•19,7):6,67 = 300 кг карбида железа - это по стехиометрии. На практике карбида железа потребуется несколько больше, допустим 400 кг Fe3C. Таким образом шихта должна состоят из 100 кг железорудного концентрата и 400 кг карбида железа.Iron carbide Fe 3 C contains 6.67 kg of carbon and 93.33 kg of iron. To restore iron oxide from 100 kg of iron ore concentrate, carbon in the form of iron carbide (100 • 19.7) will be required: 6.67 = 300 kg of iron carbide - this is by stoichiometry. In practice, iron carbide will require slightly more, for example, 400 kg of Fe 3 C. Thus, the charge should consist of 100 kg of iron ore concentrate and 400 kg of iron carbide.
Для упрочнения окатышей (или брикетов) в шихту следует добавить 3-7% свежеприготовленного гидрата окиси кальция (или магния), или порядка 30 кг. Для получения самовосстанавливающихся окатышей (брикетов) - материала для металлургического передела шихта в среднем должна состоять, мас.%:
Карбид железа - 80
Железорудный концентрат - 15
Свежеприготовленный гидрат окиси кальция (магния) - 5.To strengthen the pellets (or briquettes), 3-7% of freshly prepared calcium oxide (or magnesium) hydrate, or about 30 kg, should be added to the mixture. To obtain self-healing pellets (briquettes) - material for metallurgical redistribution, the charge should consist on average, wt.%:
Iron Carbide - 80
Iron ore concentrate - 15
Freshly prepared calcium oxide (magnesium) hydrate - 5.
Для упрочнения окатышей (брикетов) и связывания в единое целое шихтовых материалов для металлургического передела в шихту дается свежеприготовленная гидроокись кальция (магния). For hardening the pellets (briquettes) and binding the charge materials for metallurgical processing as a whole, freshly prepared calcium hydroxide (magnesium) is given to the charge.
Ca(OH)2 имеет гексагопольную решетку
CaCO3 - ромбоэдрическую.Ca (OH) 2 has a hexagopoly lattice
CaCO 3 - rhombohedral.
В процессе получения окатышей и/или брикетов с использованием свежеприготовленного Ca(OH)2 в качестве связующего вещества происходит ряд химических превращений, связанных с созданием и закономерным изменением кристаллических структур:
Ca(OH)2 CaCO3.In the process of producing pellets and / or briquettes using freshly prepared Ca (OH) 2 as a binder, a number of chemical transformations occur associated with the creation and regular change of crystal structures:
Ca (OH) 2 CaCO 3 .
Связующее вещество свежеприготовленная Ca(OH)2 в результате карбонизации, протекающей в присутствии катализатора (мелассы), превращается в CaCO3, образуя мелкокристаллические структуры кальцита, имеющие достаточно высокую прочность и связывающие порошкообразные материалы шихты в комки (окатыши и брикеты).Freshly prepared Ca (OH) 2 binder, as a result of carbonization in the presence of a catalyst (molasses), turns into CaCO 3 , forming fine crystalline calcite structures that have a sufficiently high strength and bind powdery charge materials into lumps (pellets and briquettes).
Процесс естественного твердения свежегашеной извести включает в себя кристаллизацию гидрата окиси кальция Ca(OH)2 и карбонизацию его атмосферной углекислотой, которая вступает в химическое соединение (реакцию) с Ca(OH)2, образуя углекислый кальций (карбонат кальция) по уравнению:
Ca(OH)2 + CO2 A CaCO3 + H2O.The natural hardening process of freshly slaked lime includes crystallization of calcium hydroxide Ca (OH) 2 and its carbonization with atmospheric carbon dioxide, which enters into a chemical compound (reaction) with Ca (OH) 2 , forming calcium carbonate (calcium carbonate) according to the equation:
Ca (OH) 2 + CO 2 A CaCO 3 + H 2 O.
Для быстроты протекания реакции следует удалять из зоны взаимодействия хотя бы один из образующихся продуктов реакции. For the speed of the reaction, at least one of the resulting reaction products should be removed from the interaction zone.
Наиболее реально этим продуктом может быть вода, но для этого надо иметь соответствующие условия (температуру более 100oC).Most realistically this product may be water, but for this it is necessary to have the appropriate conditions (temperature over 100 o C).
Концентрация CO2 в атмосфере обычно равна 0,03% CO2 (объемных), что также не способствует ускорению образования карбоната кальция.The concentration of CO 2 in the atmosphere is usually 0.03% CO 2 (volume), which also does not contribute to the acceleration of the formation of calcium carbonate.
Поэтому для ускорения процесса карбонизации приходится применять катализаторы. Therefore, to accelerate the carbonization process, it is necessary to use catalysts.
Значительное ускорение естественной карбонизации гидрата окиси кальция под влиянием ничтожно малых добавок сахаров было описано еще Д.И.Менделеевым (Основы химии. Дополнение к 14 главе. Издание 13. М.: Госхимиздат, 1947). В строительной практике с целью получения карбонизированных блоков применяют один из отходов сахарного производства, мелассу, как катализатор для ускорения образования CaCO3 при получении изделий, в состав которых входит известь (В.Н.Юнг и др. Технология вяжущих веществ. М.: Госстройиздат, 1952).A significant acceleration of the natural carbonization of calcium oxide hydrate under the influence of negligible sugar additives was described by D.I. Mendeleev (Fundamentals of Chemistry. Supplement to Chapter 14. Edition 13. M .: Goskhimizdat, 1947). In construction practice, in order to obtain carbonized blocks, one of the sugar production waste, molasses, is used as a catalyst to accelerate the formation of CaCO 3 in the manufacture of products containing lime (V.N. Yung et al. Technology of binders. M .: Gosstroyizdat , 1952).
Роль катализатора в процессе образования мелкокристаллической структуре кальцита с сильно развитой поверхностью сросшихся кристаллов CaCO3, может быть объяснена, помимо пептизирующего действия щелочного раствора глюкозы на CaCO3, также и с точки зрения влияния поверхностно-активных веществ на процессы структурообразования при переходе системы через коллоидное состояние.The role of the catalyst in the formation of the crystalline structure of calcite with a highly developed surface of fused CaCO 3 crystals can be explained, in addition to the peptizing effect of the alkaline glucose solution on CaCO 3 , also from the point of view of the influence of surfactants on the structure formation processes during the transition of the system through the colloidal state .
Это объяснение основывается на том, что добавка в ничтожно малых количествах (порядка 0,001%) поверхностно-активного вещества (в нашем случае мелассы) приводит к тому, что в начальной стадии образования кристаллов кальцита из быстро возникающих зародышей происходит торможение их роста в силу блокирующего действия поверхностно-активного вещества. Это, в свою очередь, вызывает образование все новых и новых зародышей, которые не увеличиваясь в размерах, создают скопление мельчайших кристалликов CaCO3, видимых в микроскоп при увеличении в десятки тысяч раз (Ребиндер П.А., Сагалова Е.Е. Образование и разрушение структур. - Наука и жизнь, 1995, N 5.; Ребиндер П.А. Физико-химическая механика. Новая область науки. М.: Знание, 1958).This explanation is based on the fact that the addition of surfactants (in our case molasses) in negligible amounts (of the order of 0.001%) leads to the fact that in the initial stage of the formation of calcite crystals from rapidly emerging nuclei, their growth is inhibited due to the blocking effect surfactant. This, in turn, causes the formation of more and more nuclei, which, without increasing in size, create an accumulation of the smallest crystals of CaCO 3 visible under a microscope with an increase of tens of thousands of times (Rebinder P.A., Sagalova E.E. Education and destruction of structures. - Science and Life, 1995,
Учитывая изложенное, предлагаем в качестве катализатора и одновременно (и в то же время) поверхностно-активного вещества для процесса упрочнения окатышей и брикетов карбонизацией свежеприготовленного гидрата окиси кальция применять отходы сахарного производства - мелассу (патоку) ГОСТ 5194-68 или продукт гидролизной промышленности, получаемый при осахаривании древесины - гидролизат. Меласса - сиропообразная жидкость темно-бурого цвета со специфическим запахом, содержит, мас.%: вода 20-25; азотистые соединения 9-10; преимущественно амидов; углеводов, главным образом сахара 58-60 и золы 7-10. Based on the foregoing, we propose to use sugar wastes - molasses (molasses) GOST 5194-68 or a product of the hydrolysis industry obtained as a catalyst and at the same time (and at the same time) surfactant for the process of hardening pellets and briquettes by carbonization of freshly prepared calcium oxide hydrate when saccharification of wood - hydrolyzate. Molasses - a syrupy liquid of dark brown color with a specific odor, contains, wt.%: Water 20-25; nitrogen compounds 9-10; mainly amides; carbohydrates, mainly sugar 58-60 and ash 7-10.
Реакция между Ca(OH)2 и CO2 идет с большим выделением тепла, которое будет расходоваться на удаление влаги, тем самым ускоряя карбонизацию.The reaction between Ca (OH) 2 and CO 2 proceeds with a large release of heat, which will be spent on moisture removal, thereby accelerating carbonation.
Свежеприготовленная Ca(OH)2 вводится в шихту брикетов (окатышей) в количестве 3-7%, либо в виде свежеприготовленной извести-пушонки или прямо на окомкователь, если окатыши, в виде известкового молока.Freshly prepared Ca (OH) 2 is introduced into the mixture of briquettes (pellets) in an amount of 3-7%, either in the form of freshly prepared lime fluff or directly to the pelletizer, if the pellets, in the form of milk of lime.
Полученные окатыши и/или брикеты из предложенной смеси затем вводят в процесс получения шихтовой заготовки на разливочной машине чугуна; предварительно заполняют ячейки мульд разливочной машины полученными окатышами и/или брикетами, а затем заливают их железоуглеродистым расплавом (чугуном) по известной уже технологии. Таким образом порошкообразный карбид железа превращается в кусковую шихтовую заготовку, которую можно применять в технологии выплавки стали в любом сталеплавильном агрегате (конвертер, электропечь), используя известные методы и оборудование для хранения, транспортировки и загрузки, заменяя традиционную твердую шихту (металлолом, чушковый чугун, металлизованные окатыши) на полученной конгломерат - шихтовую заготовку, содержащую карбид железа, который представляет интерес прежде всего с точки зрения возможности получения высокочистого, незагрязненного нежелательными примесями металла шихтового продукта, который эффективно можно использовать в качестве заменителя дефицитного скрапа или металлизованных окатышей в сталеплавильных переделах с сокращением расхода жидкого чугуна. The obtained pellets and / or briquettes from the proposed mixture are then introduced into the process of producing a billet on a cast-iron casting machine; pre-fill the cells of the filling machine troughs with the obtained pellets and / or briquettes, and then fill them with iron-carbon melt (cast iron) according to the already known technology. Thus, powdered iron carbide is transformed into a lump charge stock, which can be used in the technology of steel smelting in any steelmaking unit (converter, electric furnace) using known methods and equipment for storage, transportation and loading, replacing traditional solid charge (scrap metal, pig iron, metallized pellets) on the resulting conglomerate - a billet containing iron carbide, which is of interest primarily from the point of view of the possibility of obtaining high-purity , Uncontaminated undesirable metal impurities feedstock product, which can be effectively used as a replacement for the scarce scrap or metallized pellets in steelmaking process stages with the reduction of molten iron flow.
Приводим примеры конкретного получения материала для металлургического производства. We give examples of specific production of material for metallurgical production.
Порошки карбида железа, железорудного концентрата и свежеприготовленной гидроокиси кальция и/или магния в заданных выше соотношениях загружаются в смеситель и тщательно перемешиваются. Powders of iron carbide, iron ore concentrate and freshly prepared calcium and / or magnesium hydroxide in the above proportions are loaded into the mixer and thoroughly mixed.
Отдельно готовится водный раствор мелассы из расчета 3-5 мас.% от суммарного количества основных шихтовых материалов (карбид железа плюс железорудный концентрат). Одновременно с мелассой в бак-мешалку подается вода из расчета 1:7-8 мас.%, т.е. на одну часть мелассы 7-8 частей воды. Separately, an aqueous molasses solution is prepared at the rate of 3-5 wt.% Of the total amount of basic charge materials (iron carbide plus iron ore concentrate). Simultaneously with molasses, water is supplied to the mixer tank at the rate of 1: 7-8 wt.%, I.e. on one part of molasses 7-8 parts of water.
Перемешанная шихта дозатором подается на дисковый (тарельчатый) или барабанный окомкователь, на который одновременно из бака-мешалки насосом подается в требуемом для окомкования количестве раствор мелассы. The mixed charge is dispensed by a dispenser to a disk (disk) or drum pelletizer, to which at the same time a molasses solution is supplied from the agitator tank with a pump in the quantity required for pelletizing.
Изготовленные таким образом окатыши диаметром 5-25 мм партиями 1-3 т складируются на складе на полу под крышей, где в течение 5-7 сут они подсушиваются и упрочняются, поглощая углекислый газ из атмосферы. Упрочнение происходит за счет образования в массе окатыша (брикета) кальцитной решетки по реакции: CaO+CO2 = CaCO3 (MgO+CO2 = MgCO3).Pellets made in this way with a diameter of 5-25 mm in batches of 1-3 tons are stored in a warehouse on the floor under the roof, where they are dried and hardened for 5-7 days, absorbing carbon dioxide from the atmosphere. Hardening occurs due to the formation of a calcite lattice in the mass of the pellet (briquette) by the reaction: CaO + CO 2 = CaCO 3 (MgO + CO 2 = MgCO 3 ).
Прочность полученных таким образом окатышей (или брикетов) составляет около 100 кг на окатыш диаметром 10 мм, что вполне достаточно для их транспортировки к разливочной машине и загрузки в мульды-изложницы. The strength of pellets (or briquettes) obtained in this way is about 100 kg per pellet with a diameter of 10 mm, which is quite enough for transporting them to a filling machine and loading them into mold molds.
Химический состав исходных материалов и окатышей (брикетов) для металлургического производства приведены в таблице. The chemical composition of the starting materials and pellets (briquettes) for metallurgical production are given in the table.
Claims (6)
Железосодержащий материал 12 18
Свежеприготовленная гидроокись кальция и/или магния 3 7
2. Шихта по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве железосодержащего материала она содержит железорудный концентрат.Powdered Iron Carbide 75 85
Iron-containing material 12 18
Freshly prepared calcium and / or magnesium hydroxide 3 7
2. The mixture according to claim 1, characterized in that it contains iron ore concentrate as an iron-containing material.
Железорудный концентрат 12 18
Свежеприготовленная гидроокись кальция и/или магния 3 7
причем мелассу вводят в шихту перед ее окускованием в количестве 3 5 мас. от суммарного содержания порошкообразного карбида железа и железорудного концентрата в виде водного раствора, приготовленного из расчета 1 ч. мелассы на 7 8 ч. воды.Powdered Iron Carbide 75 85
Iron ore concentrate 12 18
Freshly prepared calcium and / or magnesium hydroxide 3 7
moreover, molasses is introduced into the mixture before its agglomeration in the amount of 3 to 5 wt. from the total content of powdered iron carbide and iron ore concentrate in the form of an aqueous solution prepared at the rate of 1 part molasses for 7 8 parts of water.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU95108021A RU2103377C1 (en) | 1995-05-19 | 1995-05-19 | Burden for preparation of material for metallurgy and process of its preparation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU95108021A RU2103377C1 (en) | 1995-05-19 | 1995-05-19 | Burden for preparation of material for metallurgy and process of its preparation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU95108021A RU95108021A (en) | 1997-01-20 |
| RU2103377C1 true RU2103377C1 (en) | 1998-01-27 |
Family
ID=20167860
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU95108021A RU2103377C1 (en) | 1995-05-19 | 1995-05-19 | Burden for preparation of material for metallurgy and process of its preparation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2103377C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8043402B2 (en) | 2006-02-01 | 2011-10-25 | Sms Siemag Aktiengesellschaft | Method for the production of a foamed slag in a metal bath |
| RU2462521C2 (en) * | 2010-10-28 | 2012-09-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли | Charge to obtain briquettes for blast-furnace and cupola production of cast iron |
| RU2476468C1 (en) * | 2011-12-12 | 2013-02-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный университет" | Method of processing iron ore to make coloring agent and pellets |
| US10337077B2 (en) * | 2013-12-30 | 2019-07-02 | Genrikh Alekseevich Dorofeev | Method for making steel in an electric arc furnace and electric arc furnace |
-
1995
- 1995-05-19 RU RU95108021A patent/RU2103377C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1. Похвисцев А.Н. и др. Внедоменное получение железа за рубежом. - М.: Металлургия, 1964, с. 155 - 157. 2. * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8043402B2 (en) | 2006-02-01 | 2011-10-25 | Sms Siemag Aktiengesellschaft | Method for the production of a foamed slag in a metal bath |
| RU2462521C2 (en) * | 2010-10-28 | 2012-09-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли | Charge to obtain briquettes for blast-furnace and cupola production of cast iron |
| RU2476468C1 (en) * | 2011-12-12 | 2013-02-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный университет" | Method of processing iron ore to make coloring agent and pellets |
| US10337077B2 (en) * | 2013-12-30 | 2019-07-02 | Genrikh Alekseevich Dorofeev | Method for making steel in an electric arc furnace and electric arc furnace |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU95108021A (en) | 1997-01-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE69809958T2 (en) | METHOD FOR PRODUCING IRON AND STEEL | |
| RU2435868C1 (en) | Procedure for production of pelleted reduced iron and procedure for production of cast iron | |
| US4139369A (en) | Desulphurization of an iron melt | |
| CN102031361B (en) | Comprehensive treatment and utilization method of iron and steel dust and mud | |
| EP0256091A1 (en) | Magnesium calcium oxide composite | |
| JPS58136709A (en) | Steel manufacture | |
| US20070266824A1 (en) | Using a slag conditioner to beneficiate bag house dust from a steel making furnace | |
| CN111139332A (en) | Slag former and light and thin scrap steel mixed processing furnace entering process | |
| RU2103377C1 (en) | Burden for preparation of material for metallurgy and process of its preparation | |
| JPS63203714A (en) | Desulfurization of iron | |
| US9187792B2 (en) | Agent for treating molten metals, method for the production and use thereof | |
| US4165233A (en) | Treating molten metallurgical slag | |
| US5002733A (en) | Silicon alloys containing calcium and method of making same | |
| Dishwar et al. | Effect of partially reduced highly fluxed DRI pellets on impurities removal during steelmaking using a laboratory scale EAF | |
| DE68913509T2 (en) | Process for the production of molten pig iron. | |
| JP2001348610A (en) | Slag formation promoter | |
| US3825638A (en) | Method for producing cold bound agglomerates from particulate mineral concentrates | |
| US5725631A (en) | Composite charge for metallurgical processing | |
| CN103525978A (en) | Semisteel pretreatment powder and preparation method thereof, and smelting method of vanadium-containing molten iron | |
| JP3732024B2 (en) | Method for producing reduced iron pellets | |
| CZ2005629A3 (en) | Ingredient scrap briquette and process for producing thereof | |
| JP4637528B2 (en) | Molten iron making material and method of using the same | |
| CN110551873B (en) | Harmless process for artificial diamond waste graphite powder | |
| CN108929931B (en) | Desiliconization agent for pretreatment of molten iron outside blast furnace and preparation and use methods thereof | |
| US4981510A (en) | Process and apparatus for the production of ferrochromium |