RU2156814C1

RU2156814C1 - Method for making briquettes

Info

Publication number: RU2156814C1
Application number: RU99122106A
Authority: RU
Inventors: В.И. Гернер; В.В. Обрезков; И.В. Малков; И.М. Магидсон; В.Н. Карноухов; А.М. Сунчаков; Ю.И. Воронов; В.П. Зайко
Original assignee: ЗАО "Урал ВИМ"
Priority date: 1999-10-19
Filing date: 1999-10-19
Publication date: 2000-09-27

Abstract

FIELD: metallurgy, namely manufacture of briquettes from dispersed fractions (5 mm) of silicium-containing ferroalloys. SUBSTANCE: method comprises steps of mixing charge ingredients, pressing briquettes and processing them; using as binder superfinely dispersed silica from system for gas purifying at production of silicium-containing ferroalloys in quantity equal to (3-5)% of charge mass; moistening charge up to (6-8)% for 120-180 seconds directly before pressing by 10-30% with use of water solution of caustic soda. Usage of briquettes at melting low carbon ferrochrome for afterreducing chrome from slag before tapping out of furnace, effectively lowers residual content of Cr₂O₃ and irreversible losses of chrome together with dump slag. EFFECT: enhanced quality of briquettes, high efficiency of their production, low degree of oxidizing elemental silicium. 1 tbl

Description

Использование: изобретение относится к области металлургии, в частности к получению брикетов из материалов мелких фракций, конкретнее для получения брикетов из дисперсных фракций кремнистых ферросплавов. Usage: the invention relates to the field of metallurgy, in particular to the production of briquettes from materials of fine fractions, more specifically to obtain briquettes from dispersed fractions of silicon ferroalloys.

Сущность: получение брикетов из материалов мелких фракций кремнистых ферросплавов, например ферросилиция, образующихся в процессе измельчения и фракционирования, включающее дозирование компонентов шихты, состоящей из дисперсных фракций кремнийсодержащих ферросплавов и связующего вещества, их перемешивание, прессование шихты, сушку и упрочнение брикетов, отличающийся тем, что в качестве связующего вещества используют сверхдисперсный кремнезем, полученный в системах газоочистки при производстве кремнистых ферросплавов, в количестве 3-5 % от массы шихты, а увлажнение шихты до 6-8% проводят в течение 120 - 180 секунд непосредственно перед прессованием 10-30% водным раствором каустической соды. Брикеты, изготовленные по предлагаемому способу, получаются качественные с высокой производительностью и с пониженным окислением элементарного кремния. Брикеты, изготовленных по предложенному способу, используемые, например, при выплавке низкоуглеродистого феррохрома для довосстановления хрома из шлака перед выпуском из печи, эффективно снижают остаточное содержание Cr₂O₃ и соответственно безвозвратные потери хрома с отвальным шлаком.Essence: obtaining briquettes from materials of small fractions of silicon ferroalloys, for example, ferrosilicon, formed during grinding and fractionation, including dosing of the components of the mixture, consisting of dispersed fractions of silicon-containing ferroalloys and a binder, mixing, pressing the mixture, drying and hardening of briquettes, characterized in that as a binder use ultrafine silica obtained in gas purification systems in the production of silicon ferroalloys, in quantities 3-5% by weight of the batch and wetting of the charge is carried out up to 6-8% for 120 - 180 seconds immediately prior to compression of 10-30% aqueous solution of caustic soda. Briquettes made by the proposed method are obtained high-quality with high performance and with low oxidation of elemental silicon. Briquettes manufactured by the proposed method, used, for example, in the smelting of low-carbon ferrochrome to re-reduce chromium from slag before being discharged from the furnace, effectively reduce the residual Cr ₂ O ₃ content and, accordingly, irretrievable loss of chromium with dump slag.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к получению брикетов из материалов мелких фракций, конкретнее для получения брикетов из дисперсных фракций кремнистых ферросплавов. The invention relates to the field of metallurgy, in particular to the production of briquettes from materials of fine fractions, more specifically to obtain briquettes from dispersed fractions of silicon ferroalloys.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ получения брикетов из мелкодисперсных фракций кремнийсодержащих ферросплавов, включающий дозирование материала и связующих, перемешивание, брикетирование и сушку, (см. Производство стали и ферросплавов. Теория и практика. Юбилейный сборник научных трудов. Челябинск, ЮУрГу, 1998, с. 152 - 165). The closest in technical essence and the achieved result to the proposed is a method for producing briquettes from finely dispersed fractions of silicon-containing ferroalloys, including dosing of material and binders, mixing, briquetting and drying (see. Production of steel and ferroalloys. Theory and practice. Anniversary collection of scientific papers. Chelyabinsk , SUSU, 1998, p. 152 - 165).

К недостаткам способа, предлагаемого в качестве прототипа, следует отнести следующее: брикеты обладают низкой прочностью и в процессе их использования при высокой температуре плавильного агрегата разрушаются, что приводит к образованию пыли и выносу ее из печи, наряду с этим в брикетах снижено содержание элементарного кремния за счет взаимодействия его с жидким стеклом, что снижает восстановительную способность брикетированного материала; при транспортировке неупрочненных брикетов от брикетпресса по транспортерам к месту сбора происходит их частичное разрушение, что приводит к получению большого количества возвратов, снижающих производительность производственного процесса. The disadvantages of the method proposed as a prototype include the following: briquettes have low strength and in the process of their use at a high temperature of the melting unit are destroyed, which leads to the formation of dust and its removal from the furnace, while the content of elemental silicon is reduced in briquettes due to its interaction with liquid glass, which reduces the reducing ability of the briquetted material; during transportation of unreinforced briquettes from the briquette press by conveyors to the collection point, their partial destruction occurs, which leads to a large number of returns that reduce the productivity of the production process.

Сущность изобретения заключается в том, что в качестве связующего вещества используют сверхдисперсный кремнезем, полученный в системах газоочистки при производстве кремнистых ферросплавов, в количестве 3-5 % от массы шихты, а увлажнение шихты до 6-8% проводят в течение 120 - 180 секунд непосредственно перед прессованием 10-30% водным раствором каустической соды. The essence of the invention lies in the fact that as a binder use ultrafine silica obtained in gas treatment systems for the production of silicon ferroalloys, in the amount of 3-5% by weight of the mixture, and the mixture is moistened up to 6-8% within 120 - 180 seconds directly before pressing with a 10-30% aqueous solution of caustic soda.

Упрочнение полученных брикетов осуществляют сразу в процессе уплотнения материала в брикетпрессе. Упрочнение брикетов происходит в результате взаимодействия щелочи с компонентами сверхдисперсного кремнеза, полученный в системах газоочистки при производстве кремнистых ферросплавов, включающего сверхдисперсный монооксид кремния, с образованием комплекса (SiO • SiO₂ • Na₂O) вокруг частиц брикетируемого кремнистого ферросплава. Такая комплексная связка между частицами кремнистого ферросплава позволяет выдерживать транспортировку брикетов по трактам передачи их к месту сбора и хранения. Полученные брикеты выдерживают высокую температуру нагрева без их разрушения в ванне рафинировочной или рудовосстановительной печей, выплавляющей ферросплавы силикотермическим восстановлением элементов, например хрома, при выплавке феррохрома.The hardening of the obtained briquettes is carried out immediately in the process of compaction of the material in the briquette press. The hardening of the briquettes occurs as a result of the interaction of alkali with the components of ultrafine silica, obtained in gas cleaning systems for the production of silicon ferroalloys, including ultrafine silicon monoxide, with the formation of a complex (SiO • SiO ₂ • Na ₂ O) around the particles of the briquetted silicon ferroalloy. Such a complex bundle between the particles of silicon ferroalloy allows to withstand the transportation of briquettes along their transmission paths to the place of collection and storage. The resulting briquettes can withstand a high heating temperature without breaking them in a bath of refining or ore reduction furnaces smelting ferroalloys by silicothermic reduction of elements, such as chromium, in the smelting of ferrochrome.

Связка из сверхдисперсного кремнезема, полученного в системах газоочистки (рукавных тканевых фильтрах) при производстве кремнистых ферросплавов (1-5 мкм), включает возгоны монооксида кремния (SiO) и кремнезема (SiO₂). При производстве брикетов сверхдисперсный кремнезем, полученный в системах газоочистки при производстве кремнистых ферросплавов, берут в количестве 3-5% от массы шихты и увлажнение шихты до 6-8% проводят в течение 120-180 с. Активные сверхдисперсные возгоны, содержащие монооксид кремния, с развитой удельной поверхностью при перемешивании обволакивают частицы кремнистого ферросплава. При обработке непосредственно перед прессованием 10-30% водным раствором каустической соды происходит взаимодействие компонентов сверхдисперсного кремнезема, полученного в системах газоочистки при производстве кремнистых ферросплавов, с содой с образованием натрийкремнеземистого комплексного соединения, способного при воздушной аэрации связывать частицы кремнистого ферросплава в прочный конгломерат. При этом элементарный кремний кремнистого ферросплава не успевает взаимодействовать со щелочью, что сохраняет восстановительную способность брикетированного материала. В процессе брикетирования практически отсутствует выделение водорода и происходит интенсивное упрочнение брикетов.A bunch of ultrafine silica obtained in gas treatment systems (bag fabric filters) in the production of silicon ferroalloys (1-5 μm) includes sublimates of silicon monoxide (SiO) and silica (SiO ₂ ). In the production of briquettes, the finely dispersed silica obtained in gas purification systems in the production of silicon ferroalloys is taken in an amount of 3-5% by weight of the charge and the mixture is moistened to 6-8% for 120-180 s. Active ultrafine sublimates containing silicon monoxide, with a developed specific surface, stir particles of a silicon ferroalloy with stirring. During processing immediately before pressing with a 10-30% aqueous solution of caustic soda, the components of ultrafine silica obtained in gas purification systems during the production of silicon ferroalloys interact with soda with the formation of a sodium siliceous complex compound capable of bonding silicon ferroalloy particles into a strong conglomerate during air aeration. In this case, elemental silicon of a silicon ferroalloy does not have time to interact with alkali, which preserves the reducing ability of the briquetted material. In the process of briquetting, hydrogen evolution is practically absent and briquettes are intensely hardened.

Таким образом, брикеты, изготовленные по предлагаемому способу, обладают высокой стойкостью при температурных условиях процесса плавки ферросплавов в рафинировочной или рудовосстановительной печах. При использовании таких брикетов для довосстановления хрома из шлака в ходе выплавки феррохрома в рафинировочной печи снижаются остаточное содержание оксида хрома в отвальном шлаке, продолжительность плавки и удельный расход электроэнергии. Thus, briquettes made by the proposed method have high resistance to temperature conditions of the process of smelting ferroalloys in refining or ore reduction furnaces. When using such briquettes for additional reduction of chromium from slag during smelting of ferrochrome in a refining furnace, the residual content of chromium oxide in dump slag, the duration of smelting, and the specific energy consumption are reduced.

Если в качестве связующего вещества используют сверхдисперсный кремнезем, полученный в системах газоочистки при производстве кремнистых ферросплавов, в количестве менее 3 или более 5% от массы шихты, то брикеты получаются с рыхлой массой и пониженной механической прочностью, а при снижении менее 3% от массы шихты происходит снижение элементарного кремния вследствие взаимодействия его со щелочью. If superfine silica obtained in gas purification systems for the production of siliceous ferroalloys is used as a binder in an amount of less than 3 or more than 5% of the mass of the charge, then briquettes are obtained with loose mass and reduced mechanical strength, and with a decrease of less than 3% by weight of the charge there is a decrease in elemental silicon due to its interaction with alkali.

Если увлажнение шихты водным раствором каустической соды проводят при его количестве менее 6 или более 8% в течение менее 120 или более 180 секунд, то брикеты имеют пониженную термостойкость при высокой скорости нагрева в электропечи. If the mixture is moistened with an aqueous solution of caustic soda when its amount is less than 6 or more than 8% for less than 120 or more than 180 seconds, then the briquettes have reduced heat resistance at a high heating rate in an electric furnace.

Промышленное осуществление способа получения брикетов из отсева ферросилиция марки ФС65 фракции - 5 мм провели в условиях Закрытого акционерного общества "УралВИМ"
Брикеты изготовили следующим образом. В качестве связующего компонента использовали сверхдисперсный кремнезем, полученный в системах газоочистки при производстве кремнистых ферросплавов, и уловленную в системе газоочистки при выплавке кремнистых ферросплавов фракцию ферросилиция марки ФС75. Уловленный сверхдисперсный кремнезем, полученный в системах газоочистки при производстве кремнистых ферросплавов с содержанием 96% (SiO + SiO₂). Сверхдисперсный кремнезем, полученный в системах газоочистки при производстве кремнистых ферросплавов, взяли в количестве 3-5% от массы шихты и в смесителе перемешали с отсевами ферросилиция марки ФС65 с содержанием 66% Si класса крупности -5 мм. Отсев ферросилиция, образовался в процессе дробления слитков, фракционирования и грохочения на грохоте с сеткой 5 мм.The industrial implementation of the method for producing briquettes from screening ferrosilicon grade FS65 fraction - 5 mm was carried out in the conditions of the Closed Joint-Stock Company "UralVIM"
Briquettes were made as follows. Superfine silica obtained in gas purification systems in the production of silicon ferroalloys and the FS75 ferrosilicon fraction trapped in a gas purification system in the smelting of silicon ferroalloys was used as a binder component. Caught ultrafine silica obtained in gas treatment systems in the production of silicon ferroalloys with a content of 96% (SiO + SiO ₂ ). The finely dispersed silica obtained in gas purification systems in the production of silicon ferroalloys was taken in an amount of 3-5% by weight of the charge and mixed with screenings with FS65 ferrosilicon grade with a content of 66% Si of size class -5 mm. Screening of ferrosilicon was formed during the crushing of ingots, fractionation and screening on a screen with a mesh of 5 mm.

После однородного перемешивания увлажнили шихту до 6-8% в течение 120-180 секунд 10-30% водным раствором каустической соды непосредственно перед прессованием. After uniform mixing, the mixture was moistened to 6-8% within 120-180 seconds with a 10-30% aqueous solution of caustic soda immediately before pressing.

Брикеты получали из приготовленной массы на валковом трехручьевом прессе с диаметром валков 500 мм. Briquettes were obtained from the prepared mass on a three-strand roll press with a roll diameter of 500 mm.

Процесс сушки и упрочнения брикетов за счет взаимодействия связки и раствора осуществляется на воздухе при их движении на транспортере. Продолжительность упрочнения до максимальной прочности готового брикета составила 10-20 минут, что значительно упростило процесс изготовления брикетов. Дополнительную тепловую обработку брикетов не проводили. The process of drying and hardening briquettes due to the interaction of the binder and the solution is carried out in air during their movement on the conveyor. The duration of hardening to the maximum strength of the finished briquette was 10-20 minutes, which greatly simplified the process of manufacturing briquettes. Additional heat treatment of briquettes was not carried out.

Для испытания использовали брикеты, которые были приготовлены по предлагаемому способу. Полученные брикеты использовали для довосстановления хрома из шлака перед выпуском из рафинировочной печи при получении низкоуглеродистого феррохрома. For the test used briquettes, which were prepared by the proposed method. The resulting briquettes were used to replenish chromium from slag before being discharged from the refining furnace to obtain low-carbon ferrochrome.

При получении низкоуглеродистого феррохрома шихта имела следующий состав в расчете на одну плавку: хромовая руда - 10 т, известь - 9,1 т, ферросиликохром 3,4 т. Для довосстановления хрома из шлака применили брикеты, полученные из отсева ферросилиция в количестве 100 кг. Содержание оксида хрома в отвальном шлаке при производстве низкоуглеродистого феррохрома приводятся в таблице. Upon receipt of low-carbon ferrochrome, the mixture had the following composition per melting: chrome ore - 10 tons, lime - 9.1 tons, ferrosilicon chromium 3.4 tons. To re-establish chromium from slag, briquettes obtained from 100 kg of ferrosilicon screenings were used. The content of chromium oxide in dump slag during the production of low-carbon ferrochrome is given in the table.

По способу-прототипу получали брикеты из мелкой фракции ферросилиция марки ФС65 (отсев ферросилиция, образующийся в процессе фракционирования и грохочения на грохоте с сеткой 5 мм) с использованием жидкого стекла и воды путем дозирования, смешивания и брикетирования указанных компонентов. According to the prototype method, briquettes were obtained from a fine fraction of ferrosilicon of the FS65 grade (screening of ferrosilicon formed during fractionation and screening on a 5 mm screen) using liquid glass and water by dosing, mixing and briquetting these components.

Показатели способа получения брикетов из кремнийсодержащих ферросплавов приводятся в таблице. The performance of the method for producing briquettes from silicon-containing ferroalloys is given in the table.

Производительность процесса брикетирования увеличивается за счет резкого сокращения возвратов мелочи от разрушения брикетов в процессе транспортировки от брикетпресса к месту их сбора и хранения. The productivity of the briquetting process increases due to a sharp reduction in the return of fines from the destruction of briquettes during transportation from the briquette press to the place of their collection and storage.

Применение брикетов, изготовленных по предложенному способу, при выплавке низкоуглеродистого феррохрома для довосстановления хрома из шлака перед выпуском из печи эффективно снижает остаточное содержание Cr₂O₃ и соответственно безвозвратные потери хрома с отвальным шлаком.The use of briquettes made according to the proposed method in the smelting of low-carbon ferrochrome for additional reduction of chromium from slag before being released from the furnace effectively reduces the residual Cr ₂ O ₃ content and, accordingly, irreversible loss of chromium with dump slag.

Из приведенных данных следует возможность промышленного осуществления способа получения брикетов с улучшением технических показателей и качества брикетов. From the above data it follows the possibility of industrial implementation of the method of producing briquettes with improved technical indicators and quality of briquettes.

По предложенному способу были получены брикеты с использованием мелких фракций и пыли, уловленной при дроблении и рассеве кремнистых ферросплавов других марок - ферросиликохрома, ферросилиция марки ФС45. Полученные брикеты использованы в качестве восстановителя для производства низкоуглеродистого феррохрома в рафинировочной печи и реализованы металлургическим предприятиям. According to the proposed method, briquettes were obtained using fine fractions and dust trapped during crushing and sieving of siliceous ferroalloys of other grades — ferrosilicochrome, ferrosilicon grade FS45. The resulting briquettes were used as a reducing agent for the production of low-carbon ferrochrome in a refining furnace and were sold to metallurgical enterprises.

Claims

A method for producing briquettes, comprising dosing the components of a mixture consisting of dispersed fractions of silicon-containing ferroalloys and a binder, mixing them, pressing the mixture, drying and hardening the briquettes, characterized in that the ultrafine silica obtained in gas purification systems for the production of silicon ferroalloys is used as a binder , in an amount of 3 - 5% by weight of the mixture, and the mixture is moistened to 6 - 8% during 120 - 180 s immediately before pressing with a 10 - 30% aqueous caustic solution eskoy soda.