RU2154680C1 - Способ подготовки шихтового материала в виде брикетов к плавке - Google Patents
Способ подготовки шихтового материала в виде брикетов к плавке Download PDFInfo
- Publication number
- RU2154680C1 RU2154680C1 RU99104430A RU99104430A RU2154680C1 RU 2154680 C1 RU2154680 C1 RU 2154680C1 RU 99104430 A RU99104430 A RU 99104430A RU 99104430 A RU99104430 A RU 99104430A RU 2154680 C1 RU2154680 C1 RU 2154680C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- iron
- carbon
- binder
- briquettes
- sodium carbonate
- 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
Использование: изобретение относится к металлургии. Сущность: способ заключается в смешивании железосодержащих отходов металлургического производства с углеродосодержащим и связующим материалами с последующим прессованием и сушкой. Пределы содержания углерода в материале составляют 15 - 60% (по массе). В качестве связующего используют дешевые недефицитные природные материалы - суглинок, или глину, или полевой шпат в смеси с карбонатом натрия, причем карбоната натрия до 15% по массе, а одно из названных природных материалов - остальное. Смесь подвергает совместному размолу до фракции 0,85 мм и менее. В качестве исходного материала могут быть использованы и утилизованы такие железосодержащие отходы металлургического производства, как пыль и шлам газоочистных устройств доменных и электродуговых печей, а также кислородных конвертеров, сварочный шлак нагревательных печей и колодцев. Полученные брикеты могут быть использованы в качестве частичного заменителя стального лома, чугуна, источника железа и разбавителя содержания примесей цветных металлов в стальном расплаве, при этом значительно уменьшается угар углерода из брикета и повышается степень извлечения металла из отходов. 6 з. п. ф-лы, 1 табл.
Description
Изобретение относится к металлургии, а именно к производству чугуна и стали с использованием шихтового материала в виде брикетов.
Известен способ брикетирования стальной окалины, включающий размол окалины, смешивание со связующим веществом, прессование и обжиг, причем в качестве связующего используют смесь оксидов алюминия, натрия, кальция и кремния [1].
Этот способ не позволяет получить связующее вещество без предварительного сплавления его компонентов с последующим помолом, а брикеты без обжига. Эти технологические процессы энергоемки и трудоемки.
В качестве наиболее близкого аналога выбран способ подготовки шихтового материала в виде брикетов к плавке, включающий смешивание железосодержащих отходов металлургического производства, например окалины, с тонко измельченным углеродосодержащим материалом и связующим, прессование и последующую сушку. Окалину предварительно размалывают, смешивают с порошкообразным углесодержащим материалом в количестве 15 - 60% по углероду от массы окалины. Готовую смесь окалины, углеродосодержащего материала и связующего обрабатывают водным раствором Na2O n SiO2 (жидкого стекла). В качестве связующего используют механическую смесь оксида алюминия, карбоната кальция, карбоната натрия, буры, пыли от газоочистки электропечи и двуокиси кремния [2]. Известно и использование бентонита в качестве связующего при производстве окатышей [3].
К недостаткам прототипа относится сравнительно высокое поверхностное натяжение расплава связующего, что затрудняет пропитку шихтовых материалов, образование сплошной газоплотной оболочки между компонентами брикета и изоляцию их от атмосферы печи. Это приводит к непродуктивной потере части углерода при технологическом нагреве и уменьшает степень извлечения металла из окалины.
К недостаткам относится также необходимость набора многочисленных компонентов для изготовления связующего, часть которых - это синтезированные дорогостоящие материалы, а при использовании бентонита, увеличивающегося при увлажнении в объеме более чем в 30 раз, получение высокой пористости и газопроницаемости, что необходимо при переработке брикетов и окатышей в доменной печи с газовой восстановительной атмосферой. В случае их переработки в сталеплавильных агрегатах необходимо обеспечить их изоляцию от окислительной атмосферы, чтобы обеспечить внутреннее прямое восстановление оксидов железа углеродом, его металлизацию и расплавление.
При изготовлении брикетов из окалины, электродного боя и связующего, имеющего состав в соответствии с прототипом, в соотношении 8:2:1 с последующим их проплавлением в нагревательной печи (печи Таммана) установлено, что угар углерода из брикетов превышает 10,9%, а выход металла по отношению к массе брикета менее 51,8%.
Задачей изобретения является уменьшение угара углерода из брикета, повышение степени извлечения металла из отходов, снижение стоимости связующего и шихтового материала.
Решение задачи достигается тем, что в способе подготовки шихтового материала в виде брикетов, включающем смешивание предварительно подготовленных железосодержащих отходов металлургического производства с тонко измельченным углеродосодержащим материалом в количестве 15 - 60% по углероду от массы отходов и связующим, обработку полученной смеси водным раствором Na2O n SiO2, прессование и сушку, согласно изобретению в качестве связующего используют механическую смесь природных материалов суглинка, глины или полевого шпата и карбоната натрия в следующем соотношении, мас. %: карбонат натрия - до 15%, одно из названных природных материалов - остальное. Смесь подвергают совместному размолу до фракции 0,85 мм и менее. В качестве железосодержащих отходов можно использовать окалину, пыль из газоочистных устройств, шлам газоочистных устройств и ванн травления, сварочный шлак нагревательных колодцев и печей, бой графитовых электродов, шлам и бой электролизных ванн для производства алюминия.
Особенностью названных природных материалов является то, что они содержат К2O и Na2O от 5 до 18%. Эти оксиды являются основными плавнями. Добавленный к природным материалам карбонат натрия в количестве до 15% при технологическом нагреве брикетов диссоциирует с образованием Na2О. Обогащение природных материалов оксидом натрия совместно с оксидом калия обеспечивает более низкую температуру плавления связующего вещества, облегчает по сравнению с имеющими повышенное содержание глинозема прототипами образование стекловидной газоплотной пленки, обволакивающей компоненты брикета и препятствующей угару углерода, т.е. появляется новое свойство, не совпадающее со свойствами известных решений. Содержащийся в природных материалах оксид K2О являются поверхностно-активным веществом (ПАВ), снижающим поверхностное натяжение силикатных расплавов и угол смачивания. Совместное действие K2О и Na2О как плавней особенно сильно и еще больше способствует снижению поверхностного натяжения расплава связующего и уменьшению угла смачивания.
Влияние карбоната натрия на угол смачивания расплава связующего приведено в таблице. Из нее видно, что оптимальные условия пропитки и газоплотности брикетов, обеспечиваемые при угле смачивания до 35o, достигаются введением карбоната натрия до 15%. Повышение доли карбоната натрия сверх 15% практически не приводят к уменьшению угла смачивания, а только понижает температуру начала расплавления связующего.
Смесь подвергают совместному размолу, что обеспечивает однородность по химическому и зерновому составу. Это в свою очередь способствует получению газоплотной пленки на основном материале. А размол до фракции 0,85 мм и менее обеспечивает высокую прочность брикета.
К достоинствам способа следует отнести также то, что в нем используются природные материалы - глина, суглинок, полевой шпат. Эти материалы недефицитны, широко распространены, их добыча, транспортировка и переработка не требуют больших затрат.
Способ осуществляется следующим образом (показано на примере суглинка как природного материала). Прокатную окалину с содержанием железа 72,5% размололи в течение 0,5 ч в лабораторной шаровой мельнице, после чего просеяли через сито с ячейкой 3 мм без остатка. Затем взяли 20 г электродного боя и размололи до фракции не более 3 мм.
Окалину и электродный бой перемешали в миксере. Отдельно приготовили следующее вещество в соотношении, мас.%: карбонат натрия 10, суглинок 90. Компоненты совместно размололи, перемешали и просеяли через сито 020, соответствующего фракции 0,85 мм (без остатка). Смесь из 80 г окалины, 20 г электродного боя и 7 г связующего вещества перемешали, затем в полученную смесь добавили водный раствор Na2O и SiO2 плотностью 1,3 г/см3 в количестве 13 г. Смесь прессовали в виде цилиндрического брикета массой 120 г при удельном давлении 20 МПа. Брикет сушили в шкафу при температуре 200oC в течение 1 ч и охлаждали на воздухе. Масса брикета после сушки 110 г. Брикет поместили в алундовый тигель и плавили в печи сопротивления с графитовым нагревателем (печь Таммана) в течение 1,2 ч.
Результат плавки: масса полученного сплава 59,2 г; содержание углерода в сплаве 3,80%; теоретическое восстановление железа 58 г; фактическое восстановление железа 56,95 г; степень восстановления железа 98,18%; теоретический расход углерода на восстановление железа 16,0 г; фактический расход углерода на науглероживание 2,25 г; масса сгоревшего углерода 1,75 г; угар углерода 8,75%. Выход металла по отношению к массе брикета 53,8%. Аналогичным образом осуществляется способ при использовании в качестве связующего глины или полевого шпата, а в качестве железосодержащих отходов - пыли из газоочистных устройств, шлама газоочистных устройств и ванн травления, сварочного шлака нагревательных колодцев и печей, боя графитовых электродов, боя электролизных ванн для производства алюминия. Полученные брикеты могут быть использованы как частичный заменитель стального лома, чугуна, источник железа и разбавитель содержания примесей цветных металлов в стальном расплаве.
Использование предложенного способа подготовки шихтового материала в виде брикетов на плавках легированной и углеродистой стали в 25-тонных дуговых электропечах позволило более полно утилизировать отходы металлургического производства, снизить затраты на приготовление брикетов, вывоз и хранение отходов, снизить расход шихтовых материалов и улучшить экологические условия производства. Таким образом, заявленное техническое решение практически легко осуществимо, обладает новизной и соответствует критерию "изобретательский уровень".
Литература
1. Патент N 2055919 от 16.12.93, БИ N 7, опубл. 10.03.96.
1. Патент N 2055919 от 16.12.93, БИ N 7, опубл. 10.03.96.
2. Патент N 2095436 от 31.01.96, БИ N 31, опубл. 10.11.97.
3. Патент США N 3779782 от 20.05.71, опубл. 18.12.73.
Claims (7)
1. Способ подготовки шихтового материала в виде брикетов к плавке, включающий смешивание предварительно подготовленных железосодержащих отходов металлургического производства с тонко измельченным углеродосодержащим материалом в количестве 15 - 60% по углероду от массы отходов и связующим, обработку полученной смеси водным раствором Na2O • n • SiO2, прессование и последующую сушку, отличающийся тем, что в качестве связующего используют механическую смесь природных материалов - суглинка, глины или полевого шпата и карбоната натрия, взятых в следующем соотношении, мас.%:
Карбонат натрия - До 15
Одно из названных материалов - Остальное
причем смесь подвергают совместному размолу до фракции 0,85 мм и менее.
Карбонат натрия - До 15
Одно из названных материалов - Остальное
причем смесь подвергают совместному размолу до фракции 0,85 мм и менее.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве железосодержащих отходов используют прокатную и кузнечную окалину.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве железосодержащих отходов используют пыль из газоочистных устройств.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве железосодержащих отходов используют шлам газоочистных устройств и ванн травления.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве железосодержащих отходов используют сварочный шлак нагревательных колодцев и печей.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве углеродсодержащих отходов используют бой графитовых электродов.
7. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве углеродосодержащих используют шлам или бой электролизных ванн для производства алюминия.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99104430A RU2154680C1 (ru) | 1999-03-05 | 1999-03-05 | Способ подготовки шихтового материала в виде брикетов к плавке |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99104430A RU2154680C1 (ru) | 1999-03-05 | 1999-03-05 | Способ подготовки шихтового материала в виде брикетов к плавке |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2154680C1 true RU2154680C1 (ru) | 2000-08-20 |
Family
ID=20216719
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99104430A RU2154680C1 (ru) | 1999-03-05 | 1999-03-05 | Способ подготовки шихтового материала в виде брикетов к плавке |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2154680C1 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2451096C2 (ru) * | 2010-04-12 | 2012-05-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный университет" | Способ подготовки железорудного материала в виде брикетов для процесса прямого восстановления железа |
RU2467079C1 (ru) * | 2011-05-10 | 2012-11-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный университет" | Способ окускования металлосодержащего рудного материала |
RU2710622C1 (ru) * | 2019-07-18 | 2019-12-30 | ООО "Амком Технологии" | Брикет для металлургического производства |
RU2804821C2 (ru) * | 2018-09-26 | 2023-10-06 | Оутокумпу Ойй | Способ применения побочных продуктов, содержащих оксид металла, в процессах выплавки феррохрома |
-
1999
- 1999-03-05 RU RU99104430A patent/RU2154680C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2451096C2 (ru) * | 2010-04-12 | 2012-05-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный университет" | Способ подготовки железорудного материала в виде брикетов для процесса прямого восстановления железа |
RU2467079C1 (ru) * | 2011-05-10 | 2012-11-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный университет" | Способ окускования металлосодержащего рудного материала |
RU2804821C2 (ru) * | 2018-09-26 | 2023-10-06 | Оутокумпу Ойй | Способ применения побочных продуктов, содержащих оксид металла, в процессах выплавки феррохрома |
RU2710622C1 (ru) * | 2019-07-18 | 2019-12-30 | ООО "Амком Технологии" | Брикет для металлургического производства |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100327034B1 (ko) | 환원철펠렛의제조방법 | |
KR930001334B1 (ko) | 아연을 함유하는 금속성 더스트 및 슬러지의 활용방법 | |
US4369062A (en) | Method of making briquettes and product | |
WO2013070121A1 (ru) | Способ пирометаллугрической переработки красных шламов | |
JP4540488B2 (ja) | フェロニッケルの脱硫方法 | |
US10703675B2 (en) | Method for processing steel slag and hydraulic mineral binder | |
JPH06145836A (ja) | アルミニウム滓を利用した合金の製法 | |
RU2154680C1 (ru) | Способ подготовки шихтового материала в виде брикетов к плавке | |
Mantovani et al. | Electric arc furnace dust-coal composite pellet: effects of pellet size, dust composition, and additives on swelling and zinc removal | |
CN105039626A (zh) | 一种钒渣制备方法 | |
JPH1053820A (ja) | 鋼ダスト、スラッジ及び/又は鉱石の金属化合物類の処理方法 | |
RU2347764C2 (ru) | Способ производства портландцементного клинкера из промышленных отходов | |
JPH10330822A (ja) | 産廃からの有価金属の回収方法 | |
CN113846234B (zh) | 一种高硅型锌浸出渣的回转窑挥发处理方法 | |
CN115710634A (zh) | 一种处理烧结除尘灰和连铸中间包废弃涂料的方法 | |
RU2241771C1 (ru) | Брикет для выплавки чугуна | |
FR2493872A1 (fr) | Procede de fabrication d'un metal a partir de l'oxyde metallique a fine granulometrie | |
JP2000045008A (ja) | 還元金属の製造方法 | |
CN114438314A (zh) | 一种不锈钢酸洗污泥用作铁精矿烧结配料的工艺 | |
RU2506326C2 (ru) | Брикет экструзионный (брэкс) - компонент доменной шихты | |
JPH05163047A (ja) | 鋼滓を改質した超速硬セメント原料の製造法 | |
KR101017628B1 (ko) | 밀스케일을 이용한 환원철 및 그 제조방법 | |
RU2244026C1 (ru) | Брикет для выплавки металла | |
RU2142018C1 (ru) | Брикет для металлургического производства | |
RU2187563C2 (ru) | Способ подготовки шихтового материала в виде брикетов к плавке |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090306 |