RU2141535C1

RU2141535C1 - Method of production of lime-magnesian flux

Info

Publication number: RU2141535C1
Application number: RU98122984A
Authority: RU
Inventors: Б.А. Алексеев; Л.А. Смирнов; В.В. Буксеев; С.М. Чумаков; Я.Ш. Школьник; В.Л. Попов; В.А. Кобелев; Е.П. Орлов; В.Н. Потанин; Т.Г. Мильбергер; К.Н. Демидов; Г.А. Демичев; С.И. Кузнецов; С.Д. Зинченко; А.П. Возчиков
Original assignee: Открытое акционерное общество "Волховский алюминий"; Открытое акционерное общество "Уральский институт металлов"; Открытое акционерное общество "Северсталь"
Priority date: 1998-12-17
Filing date: 1998-12-17
Publication date: 1999-11-20

Abstract

FIELD: metallurgy. SUBSTANCE: method includes mixing of components including dolomite and iron-containing material by their combined wet grinding to obtain material with specific surface of 2500-3000 sq.sm/g; roasting of produced mixture in rotary furnace in oxidizing atmosphere at temperature of 1360-1450 C. Produced flux contains iron oxides in amount of 5-15%. In this case, with amount of iron oxides in flux exceeding the specified values, roasting temperature is reduced by 10% per cent of its increase. After cooling, fraction sizing less than 5 mm is separated from flux and returned to rotary furnace. EFFECT: produced lumpy flux, not destructible in transportation and storage, Suitable for converters with magnesite lining, minimum power consumption. 2 cl, 2 tbl

Description

Изобретение относится к области черновой металлургии, в частности к способам производства флюса. The invention relates to the field of crude metallurgy, in particular to methods for the production of flux.

Известен способ получения комплексного флюса для выплавки стали [1], включающий смешивание известняка со шлакообразующими добавками, заливку полученного слоя шихты известково-железистым шлаком при весовом отношении известняка к шлаку 0,2-0,5 и ввод в шихту чугуна при весовом отношении чугуна к флюсу 0,05-0,25. С целью повышения однородности флюса и упрощения его приготовления, чугун вводят в шихту в твердом состоянии в виде дроби или стружки перед заливкой шихты известково-железистым шлаком. A known method of producing a complex flux for steelmaking [1], comprising mixing limestone with slag-forming additives, pouring the obtained layer of the mixture with calcareous slag at a weight ratio of limestone to slag of 0.2-0.5 and introducing into the charge of cast iron at a weight ratio of cast iron to flux 0.05-0.25. In order to increase the uniformity of the flux and simplify its preparation, cast iron is introduced into the charge in the solid state in the form of a fraction or shavings before pouring the charge with calcareous slag.

Недостатком способа является низкое содержание в комплексном флюсе MgO, что обуславливает его низкую эффективность при использовании для производства стали в кислородном конвертере с магнезитовой футеровкой. Недостатком также является низкая прочность при хранении и транспортировке. The disadvantage of this method is the low content in the complex flux of MgO, which leads to its low efficiency when used for steel production in an oxygen converter with magnesite lining. The disadvantage is the low strength during storage and transportation.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения комплексного флюса [2]. В качестве исходных материалов используют кальцийсодержащий компонент (известняк, доломит) и железосодержащий компонент (шлам конверторных газоочисток). Способ включает обжиг известняка или доломита во вращательной печи и подачу в зону высоких температур с горячего конца печи железосодержащей добавки. Частицы добавок нагреваются и попадают на известь или обожженный доломит в состоянии предплавления, а затем происходит миграция расплавленных капель внутри кусков извести. В результате куски извести или доломита покрываются корочкой толщиной до 10 мм, насыщенной оксидами железа. The closest in technical essence and the achieved result is a method of obtaining a complex flux [2]. As starting materials, a calcium-containing component (limestone, dolomite) and an iron-containing component (converter sludge sludge) are used. The method includes calcining limestone or dolomite in a rotary kiln and supplying an iron-containing additive to the high temperature zone from the hot end of the kiln. Particles of additives are heated and fall on lime or calcined dolomite in the state of melting, and then the migration of molten drops inside the pieces of lime occurs. As a result, pieces of lime or dolomite are covered with a crust up to 10 mm thick, saturated with iron oxides.

Выход офлюсованной извести класса 25-40 мм на 8-10% выше, чем при обычном обжиге. The yield of fluxed lime of class 25–40 mm is 8–10% higher than with ordinary calcination.

Недостатком способа является то, что полученный материал обладает низкой прочностью и недолговечностью, т.к. при разрушении железосодержащей оболочки оголяется известковая часть гранулы флюса и она подвергается гидратации и разрушению. The disadvantage of this method is that the resulting material has low strength and fragility, because upon destruction of the iron-containing membrane, the calcareous part of the flux granule is exposed and it undergoes hydration and destruction.

Кроме того, подача железосодержащего компонента в высокотемпературную зону печи приводит к образованию в этой зоне кольцеобразных настылей, обогащенных оксидами железа. Это приводит к уменьшению внутреннего диаметра печи и соответственно ее производительности. In addition, the supply of the iron-containing component to the high-temperature zone of the furnace leads to the formation in this zone of ring-shaped layers, enriched with iron oxides. This leads to a decrease in the internal diameter of the furnace and, accordingly, its productivity.

Задачей изобретения является получение с минимальными энергетическими затратами для конверторного производства с магнезитовой футеровкой кускового известково-магнезиального флюса, не разрушающегося в процессе транспортировки и хранения. The objective of the invention is to obtain with minimal energy costs for converter production with magnesite lining of a lump of lime-magnesia flux, which is not destroyed during transportation and storage.

Поставленная задача достигается тем, что в известном способе получения флюса, включающем смешение компонентов шихты, состоящей из доломита и железосодержащего материала, обжиг во вращающейся печи при определенной температуре, окомкование и последующее охлаждение, по изобретению смешение компонентов шихты осуществляют путем их совместного мокрого помола до ее удельной поверхности 2500-3000 см²/г, после чего полученную смесь обжигают во вращающейся печи в окислительной атмосфере при температуре 1360-1400^oC, при этом получают известково-магнезиальный флюс с содержанием в нем оксидов железа 5-15%, причем при увеличении содержания в указанном флюсе оксидов железа в указанном интервале температуру обжига снижают на 10^oC на каждый процент его увеличения, а после охлаждения флюса в нем отделяют фракцию менее 5 мм и возвращают ее во вращающуюся печь.The problem is achieved in that in the known method for producing flux, comprising mixing the components of the mixture, consisting of dolomite and iron-containing material, firing in a rotary kiln at a certain temperature, pelletizing and subsequent cooling, according to the invention, the mixing of the components of the mixture is carried out by joint wet grinding to it specific surface area of 2500-3000 cm ² / g, after which the resulting mixture is fired in a rotary kiln in an oxidizing atmosphere at a temperature of 1360-1400 ^o C, while getting lime magnesia an oval flux with an iron oxide content of 5-15%; moreover, with an increase in the content of iron oxides in the indicated flux in the indicated interval, the calcination temperature is reduced by 10 ^° C for each percent of its increase, and after cooling the flux, a fraction of less than 5 mm is separated in it and return it to the rotary kiln.

Использование в качестве известьсодержащего материала доломита обеспечивает получение известково-магнезиального флюса, который может быть эффективно использован в конвертерах с магнезитовой футеровкой. The use of dolomite as a lime-containing material provides a calc-magnesian flux, which can be effectively used in magnesite-lined converters.

Подготовка шихты путем совместного мокрого помола позволяет наиболее точно выдерживать заданный состав флюса и ускорить процессы декарбонизации и минералообразования. Нижний предел удельной поверхности сырьевой смеси, то есть 2500 см²/г, обусловлен максимальным размером частиц, при котором флюс сохраняет прочность при транспортировке и хранении. При уменьшении удельной поверхности менее 2500 см²/г снижается прочность флюса при транспортировке и хранении. Верхний предел удельной поверхности сырьевой смеси, то есть 3000 см²/г, обусловлен энергетическими затратами на измельчении шихты. При увеличении удельной поверхности более 3000 см²/г существенно возрастают энергетические затраты на подготовку и производства флюса.The preparation of the mixture by joint wet grinding allows you to most accurately withstand the specified composition of the flux and accelerate the processes of decarbonization and mineral formation. The lower limit of the specific surface of the raw material mixture, i.e. 2500 cm ² / g, is due to the maximum particle size at which the flux retains strength during transportation and storage. When the specific surface area is less than 2500 cm ² / g, the strength of the flux during transportation and storage decreases. The upper limit of the specific surface of the raw material mixture, that is, 3000 cm ² / g, is due to energy costs for grinding the mixture. With an increase in the specific surface area of more than 3000 cm ² / g, the energy costs for the preparation and production of flux significantly increase.

Обжиг и окомкование шихты во вращающейся трубчатой печи в окислительной атмосфере способствует наиболее полному протеканию процессов минералообразования и повышению прочности флюса. Температура обжига шихты обусловлена процессами разложения карбонатов, миниралообразования и окускования. При температуре обжига менее 1360^oC не завершаются процессы минералообразования и окускования и флюс имеет низкие показатели прочности. При температуре обжига 1450^oC происходит налипание материала на стенки печи и процесс производства флюса прекращается, возрастают энергетические затраты.Firing and pelletizing the mixture in a rotary tube furnace in an oxidizing atmosphere contributes to the most complete occurrence of mineral formation processes and increase the strength of the flux. The firing temperature of the mixture is due to the decomposition of carbonates, mineralization and sintering. When the firing temperature is less than 1360 ^o C the processes of mineral formation and sintering are not completed and the flux has low strength values. At a firing temperature of 1450 ^o C, the material sticks to the walls of the furnace and the production process of the flux stops, energy costs increase.

Содержание оксидов железа в известково-магнезиальном флюсе обусловлено прочностью кусков и влиянием на процесс шлакообразования в конверторе с магнезитовой футеровкой. При содержании оксидов железа менее 5% замедляются процессы минералообразования и окускования шихты, снижается прочность флюса. При содержании оксидов железа более 15% ухудшаются процессы шлакообразования, возрастает разрушаемость при хранении, снижается стойкость футеровки конвертера. The content of iron oxides in the lime-magnesia flux is due to the strength of the pieces and the influence on the process of slag formation in the converter with magnesite lining. When the content of iron oxides is less than 5%, the processes of mineral formation and sintering of the mixture slow down, and the strength of the flux decreases. When the content of iron oxides is more than 15%, the processes of slag formation worsen, the destructibility during storage increases, and the resistance of the converter lining decreases.

Снижение температуры обжига при увеличении содержания оксидов железа обусловлено снижением температуры плавления шихты. При снижении температуры обжига на величину менее 10^oC (на 1% увеличения содержания оксидов железа) возможно налипание материала на стенки и прекращение процесса производства флюса, при этом возрастают энергетические затраты. При снижении температуры на величину более 10^oC (на 1% увеличения содержания оксидов железа) происходит снижение интенсивности процессов минералообразования и окускования, что обуславливает снижение прочности.A decrease in the firing temperature with an increase in the content of iron oxides is due to a decrease in the melting temperature of the mixture. When reducing the firing temperature by less than 10 ^o C (by 1% increase in the content of iron oxides), it is possible for the material to stick to the walls and stop the production of flux, while increasing energy costs. When the temperature decreases by more than 10 ^o C (by 1% increase in the content of iron oxides), the intensity of the processes of mineral formation and agglomeration decreases, which leads to a decrease in strength.

После отсева фракции менее 5 мм ее возвращают в печь, при этом возвращение в процесс фракции менее 5 мм способствует повышению прочности известково-магнезиального флюса. After a fraction of less than 5 mm is screened, it is returned to the furnace, while a fraction of less than 5 mm is returned to the process to increase the strength of the calc-magnesian flux.

Сравнительный анализ заявляемого технического решения с прототипом показал, что способ получения известково-магнезиального флюса соответствует критерию "новизна". A comparative analysis of the proposed technical solution with the prototype showed that the method of producing lime-magnesia flux meets the criterion of "novelty."

Анализ известных в технической и патентной литературе способов получения флюсов не выявил применение заявленных признаков с целью получения с минимальными энергетическими затратами для конвертерного производства с магнезитовой футеровкой кускового известково-магнезиального флюса, не разрушающегося в процессе транспортировки и хранения, что свидетельствует о неочевидности заявляемого изобретения. Analysis of the methods for producing fluxes known in the technical and patent literature did not reveal the use of the claimed features in order to obtain, with minimal energy costs, for converter production with a magnesite lining of a lump of lime-magnesia flux that does not break down during transportation and storage, which indicates the non-obviousness of the claimed invention.

Пример конкретного выполнения. Железосодержащий материал (шлам) смешивают с доломитом в соотношении, обеспечивающем содержание Fe₂O₃ во флюсе 5-15%. Смесь измельчают сначала в молотковых дробилках, затем в шаровых мельницах мокрого помола до удельной поверхности 2500-3000 см²/г. Состав компонентов шихты приведен в табл. 1. Измельченную шихту с влажностью 32-37% насосами закачивают во вращающуюся печь, где происходят сушка, обжиг и окомкование шихты. Сушка и обжиг шихты осуществляются за счет тепла отходящих газов, образующихся при горении природного газа в горелке, расположенной в выгрузочном конце печи.An example of a specific implementation. The iron-containing material (sludge) is mixed with dolomite in a ratio that ensures the content of Fe ₂ O ₃ in the flux 5-15%. The mixture is ground first in hammer mills, then in wet ball mills to a specific surface of 2500-3000 cm ² / g. The composition of the components of the charge are given in table. 1. The crushed mixture with a moisture content of 32-37% is pumped into the rotary kiln where the drying, firing and pelletizing of the mixture takes place. The mixture is dried and fired due to the heat of the exhaust gases generated during the combustion of natural gas in the burner located at the discharge end of the furnace.

После обжига флюс охлаждают в барабанном охладителе, отсевают фракцию менее 5 мм и направляют его на склад, а фракцию менее 5 мм возвращают в горячую зону печи, причем с увеличением температуры обжига с 1360 до 1450^oC количество возврата увеличивают с 5 до 25% от ее содержания.After firing, the flux is cooled in a drum cooler, a fraction of less than 5 mm is sifted out and sent to a warehouse, and a fraction of less than 5 mm is returned to the hot zone of the furnace, and with an increase in firing temperature from 1360 to 1450 ^o C, the amount of return is increased from 5 to 25% of its content.

Готовый флюс испытывают на прочность, разрушаемость при хранении и определяют химический состав. Результаты испытаний приведены в табл. 2. По прототипу окатыши изготовляют из железорудного материала с введением упрочняющей добавки на тарельчатом грануляторе. Сырые окатыши обжигают в неподвижном слое при фильтрации газообразного теплоносителя. Количество упрочняющей добавки в шихте составляет 10-20%. Флюс и окатыши используют для производства стали в конвертере с магнезитовой футеровкой. The finished flux is tested for strength, destructible during storage and determine the chemical composition. The test results are given in table. 2. According to the prototype, the pellets are made of iron ore material with the introduction of a reinforcing additive on a plate granulator. Raw pellets are fired in a fixed bed while filtering a gaseous coolant. The amount of reinforcing additives in the mixture is 10-20%. Flux and pellets are used for the production of steel in a converter with magnesite lining.

Анализ приведенных результатов показывает, что применение заявляемого способа позволяет получить прочный известково-магнезиальный флюс, не разрушающийся в процессе транспортировки и хранения. По сравнению с прототипом прочность на раздавливание повышается на 1,8-3,5 кПа/ок, а степень разрушения при хранении (выход фракции - 5 мм) снижается на 7-19%. Analysis of the results shows that the application of the proposed method allows to obtain a durable lime-magnesia flux, which is not destroyed during transportation and storage. Compared with the prototype, the crushing strength is increased by 1.8-3.5 kPa / ok, and the degree of destruction during storage (yield fraction - 5 mm) is reduced by 7-19%.

Источники информации
1. Авт. свид. СССР, N 102729, заявл. 07.01.82, N 3377148, опубл. в Б.И., 1983, N 5, МКИ C 22 C 5/54.Sources of information
1. Auth. testimonial. USSR, N 102729, decl. 01/07/82, N 3377148, publ. in B.I., 1983, No. 5, MKI C 22 C 5/54.

2. Колпаков С.В., Старов Р.В., Смоктий В.В. и др. Технология производства стали в современных конвертерах. - М.: Машиностроение, 1991, - с. 22-27. 2. Kolpakov SV, Starov RV, Smokty VV et al. Steel production technology in modern converters. - M.: Mechanical Engineering, 1991, - p. 22-27.

Claims

1. The method of producing lime-magnesia flux, comprising mixing the components of the mixture, consisting of dolomite and iron-containing material, firing in a rotary kiln at a certain temperature, pelletizing and subsequent cooling, characterized in that the mixing of the components of the mixture is carried out by joint wet grinding to a specific surface 2500 - 3000 cm ² / g, and the resulting mixture was calcined in a rotary kiln in an oxidizing atmosphere at a temperature of 1360 - 1450 ^o C, thus prepared lime-magnesia flux with soda zhaniem therein iron oxide 5 - 15%, and by increasing the content therein of iron oxides in the above range calcining temperature was lowered to 10 ^o C for each percent of its increase, and after cooling is separated in the flux fraction less than 5 mm.

2. The method according to claim 1, characterized in that the fraction of less than 5 mm is returned to the rotary kiln.