RU2639199C2 - Method for producing synthetic flux for steel-making production - Google Patents

Method for producing synthetic flux for steel-making production Download PDF

Info

Publication number
RU2639199C2
RU2639199C2 RU2016122823A RU2016122823A RU2639199C2 RU 2639199 C2 RU2639199 C2 RU 2639199C2 RU 2016122823 A RU2016122823 A RU 2016122823A RU 2016122823 A RU2016122823 A RU 2016122823A RU 2639199 C2 RU2639199 C2 RU 2639199C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
binder
mixture
flux
opva
briquettes
Prior art date
Application number
RU2016122823A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2016122823A (en
Inventor
Михаил Аркадьевич Михеенков
Олег Юрьевич Шешуков
Илья Владимирович Некрасов
Денис Константинович Егиазарьян
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук (ИМЕТ УрО РАН)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук (ИМЕТ УрО РАН) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук (ИМЕТ УрО РАН)
Priority to RU2016122823A priority Critical patent/RU2639199C2/en
Publication of RU2016122823A publication Critical patent/RU2016122823A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2639199C2 publication Critical patent/RU2639199C2/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/36Processes yielding slags of special composition
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/04Removing impurities by adding a treating agent
    • C21C7/076Use of slags or fluxes as treating agents
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: method includes mixing initial charge components based on secondary aluminium production wastes and a binder, subsequent moulding of the mixture. When mixing, sodium aluminate is used as a binder, and a reinforcing component in the form of borosilicate glass fibre is additionally introduced in the amount of 0.3-3.6 wt %. The produced mixture is briquetted, the ready briquettes are placed in a sealed container with a gas-discharge path, and consumption of the binder depends on specific surface of the secondary aluminium production wastes and determined according to empirical equation.
EFFECT: invention makes it possible to produce a complex steel melting flux with low energy consumption and high strength properties of briquettes with simultaneous stabilisation of refining slags.
2 cl, 6 tbl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к металлургической промышленности и может быть использовано для получения флюса, используемого для рафинирования различных марок стали, наведения и разжижения шлаков в агрегатах «ковш-печь» (АКП) и вакууматорах при внепечной обработке сталей.The invention relates to the metallurgical industry and can be used to obtain flux used for refining various grades of steel, guidance and liquefaction of slag in the ladle-furnace (ACP) units and vacuum cleaners for out-of-furnace steel processing.

Известен способ получения комплексного флюса для сталеплавильного производства (патент РФ №2202627, МПК С21С 5/36, С22В 1/00, оп. 20.04.2003), включающий смешивание путем совместного мокрого помола шихты, состоящей из доломита и железосодержащего материала, сушку, обжиг и высокотемпературное окомкование шихты в окислительной атмосфере во вращающейся трубчатой печи, последующее охлаждение полученного флюса. Перед помолом в шихту вводят связующую добавку в количестве 1,5-3,5% от массы шихты и проводят предварительное окомкование шихты в низкотемпературной части печи.A known method of producing a complex flux for steelmaking (RF patent No. 2202627, IPC C21C 5/36, C22B 1/00, op. 20.04.2003), including mixing by co-wet grinding of a mixture consisting of dolomite and an iron-containing material, drying, firing and high-temperature pelletizing of the charge in an oxidizing atmosphere in a rotary tube furnace, subsequent cooling of the resulting flux. Before grinding, a binder additive is introduced into the charge in an amount of 1.5-3.5% by weight of the charge and preliminary pelletizing of the charge is carried out in the low-temperature part of the furnace.

Недостатком известного способа являются высокие энергетические затраты на получение флюса, поскольку измельчение шихты флюса осуществляют в мокрой среде, что приводит к необходимости последующей сушки материала.The disadvantage of this method is the high energy costs of obtaining flux, since the grinding of flux mixture is carried out in a wet environment, which leads to the need for subsequent drying of the material.

Известен сталеплавильный флюс и способ его получения (патент РФ №2296800, С21С 5/36, С21С 5/54, С22В 1/216, оп.10.04.2007). Флюс содержит, масс. %, на прокаленное вещество: оксид магния основа; оксид кальция 3,0-12,0; оксиды железа 5,0-15,0; оксид алюминия 0,2-2,5; диоксид кремния 2,0-5,0. Компоненты шихты, состоящей из природного магнезита, каустического магнезита и сидеритовой руды, смешивают непосредственно во вращающейся печи при следующем содержании компонентов шихты, масс. %: природный магнезит 40-65; каустический магнезит 20-55; сидеритовая руда 5-15 и обжигают при температуре 1550-1700°С, обеспечивающей получение продукта скатанной формы. Обожженный материал охлаждают и классифицируют с получением готового продукта в виде фракции более 4 мм и фракции менее 4 мм. Отсев обожженного материала фракции менее 4 мм используют в качестве основного исходного материала для изготовления способом брикетирования крупнокускового флюса.Known steelmaking flux and method for its production (RF patent No. 2296800, C21C 5/36, C21C 5/54, C22B 1/216, op.10.04.2007). The flux contains, mass. %, calcined substance: magnesium oxide base; calcium oxide 3.0-12.0; iron oxides 5.0-15.0; alumina 0.2-2.5; silica 2.0-5.0. The components of the mixture, consisting of natural magnesite, caustic magnesite and siderite ore, are mixed directly in a rotary kiln with the following content of the components of the mixture, mass. %: natural magnesite 40-65; caustic magnesite 20-55; siderite ore is 5-15 and calcined at a temperature of 1550-1700 ° C, providing a rolled product. The calcined material is cooled and classified to obtain the finished product in the form of a fraction of more than 4 mm and a fraction of less than 4 mm. Screening of calcined material fractions of less than 4 mm is used as the main starting material for the manufacture of coarse flux briquetting method.

Данный способ получения сталеплавильного флюса не содержит операций в мокрой среде, но обжиг флюса осуществляется при достаточно высокой температуре во вращающейся печи, что тоже приводит к значительным энергозатратам при его производстве.This method of producing steelmaking flux does not contain operations in a wet environment, but the flux is fired at a sufficiently high temperature in a rotary kiln, which also leads to significant energy consumption in its production.

Известен сталеплавильный флюс и способ его получения (патент РФ №2374327, МПК С21С 5/36, оп. 27.11.2009), включающий смешение обожженных во вращающейся печи магнезиальносодержащих и связующих материалов, брикетирование полученной массы с дополнительным введением в состав шихты алюмосодержащих отходов от производства алюминия, а также углеродсодержащих материалов, или природных магнезита, и/или брусита.A steelmaking flux and a method for producing it are known (RF patent No. 2374327, IPC С21С 5/36, op. November 27, 2009), which includes mixing magnesia-containing and binder materials burned in a rotary kiln, briquetting the resulting mass with additional introduction of aluminum-containing waste from the production into the charge aluminum, as well as carbon-containing materials, or natural magnesite, and / or brucite.

В известном способе энергозатраты на производство флюса снижены, поскольку обжигается не весь объем шихты для приготовления флюса, а только магнезиальносодержащая часть, остальные компоненты шихты вводятся перед брикетированием. Однако энергозатраты на обжиг магнезиальной части все равно достаточно велики.In the known method, the energy consumption for the production of flux is reduced, since not the entire volume of the charge for the preparation of the flux is burned, but only the magnesia-containing part, the remaining components of the charge are introduced before briquetting. However, the energy costs for firing the magnesian part are still quite large.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемому изобретению является способ получения синтетического флюса для металлургических процессов выплавки чугуна и стали (патент РФ №2465342, МПК С21С 7/00, 7/076, оп. 27.10.2012), включающий смешение фторуглеродсодержащих отходов электролитического производства алюминия с крупностью частиц не более 1 мм, кальцийсодержащего компонента и воды, окусковывание шихты с получением материала крупностью 10-100 мм и сушку. В качестве кальцийсодержащего компонента используют материал, содержащий активный оксид кальция или образующий его при выплавке чугуна или стали. Весовое соотношение Ca:F в смеси поддерживают равным 0,8-1,3. При этом используют мелкодисперсные фторуглеродсодержащие отходы в виде пыли электрофильтров, или шлама газоочистки, или хвостов флотации угольной пены, или измельченной отработанной угольной футеровки, или в виде смеси отходов с содержанием фтора не менее 9 вес. %. В качестве кальцийсодержащего компонента на смешивание подают твердые отходы, образующиеся при производстве ацетилена из карбида кальция, или материал, содержащий карбонат кальция или содержащий гидроксид кальция с крупностью частиц не более 1 мм.The closest in technical essence and the achieved effect to the claimed invention is a method for producing synthetic flux for metallurgical processes of iron and steel smelting (RF patent No. 2465342, IPC С21С 7/00, 7/076, op. 27.10.2012), including mixing fluorocarbon-containing waste electrolytic production of aluminum with a particle size of not more than 1 mm, a calcium-containing component and water, agglomeration of the mixture to obtain material with a particle size of 10-100 mm and drying. As a calcium-containing component, a material is used containing active calcium oxide or forming it during the smelting of iron or steel. The weight ratio of Ca: F in the mixture is maintained equal to 0.8-1.3. In this case, finely dispersed fluorocarbon-containing wastes are used in the form of dust from electrostatic precipitators, or gas treatment sludge, or coal foam flotation tailings, or crushed spent coal lining, or as a waste mixture with a fluorine content of at least 9 weight. % As a calcium-containing component, solid waste generated during the production of acetylene from calcium carbide, or a material containing calcium carbonate or containing calcium hydroxide with a particle size of not more than 1 mm, is fed to the mixing.

Недостатком данного способа является наличие операций введения воды перед смешением и сушки окускованного материала, что усложняет технологию приготовления флюса и приводит к дополнительным энергозатратам. Кроме того, данный флюс содержит значительное количество фтористых соединений, которые разъедают футеровку и отрицательно влияют на окружающую среду.The disadvantage of this method is the presence of the operations of introducing water before mixing and drying the agglomerated material, which complicates the technology for preparing flux and leads to additional energy costs. In addition, this flux contains a significant amount of fluoride compounds, which corrode the lining and adversely affect the environment.

Общим недостатком всех рассмотренных флюсов является отсутствие в их составе стабилизаторов, которые позволяют при использовании таких флюсов для разжижения высококальциевых рафинировочных шлаков придать шлакам стабильность от рассыпания вследствие полиморфных превращений двухкальциевого силиката, входящего в состав таких шлаков.A common drawback of all the examined fluxes is the absence of stabilizers in their composition, which, when using such fluxes to dilute high-calcium refining slags, give the slag stability from scattering due to polymorphic transformations of dicalcium silicate, which is part of such slags.

Техническим результатом настоящего изобретения является создание способа получения комплексного сталеплавильного флюса с низкими энергозатратами, высокими прочностными свойствами брикетов при одновременном обеспечении стабилизации рафинировочных шлаков, полученных с использованием флюса по предлагаемому способу.The technical result of the present invention is to provide a method for producing a complex steelmaking flux with low energy consumption, high strength properties of briquettes while ensuring stabilization of refining slags obtained using flux according to the proposed method.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе получения синтетического флюса для сталеплавильного производства, включающем смешивание компонентов исходной шихты на основе отходов производства вторичного алюминия и связующего, последующее формование смеси, согласно изобретению на смешивание в качестве связующего подают алюминат натрия и дополнительно вводят армирующий компонент в виде боросиликатного стекловолокна в количестве 0,3-3,6 масс. %, полученную смесь брикетируют, готовые брикеты помещают в герметичную емкость с газоотводящим трактом, а расход связующего (N, %) зависит от удельной поверхности ОПВА и определяется по уравнению:The specified technical result is achieved by the fact that in the method for producing synthetic flux for steelmaking, comprising mixing the components of the initial charge based on secondary aluminum production waste and a binder, subsequent molding of the mixture, according to the invention, sodium aluminate is fed as a binder for mixing and an additional reinforcing component is introduced into in the form of borosilicate glass fiber in an amount of 0.3-3.6 mass. %, the resulting mixture is briquetted, finished briquettes are placed in a sealed container with a gas outlet, and the flow rate of the binder (N,%) depends on the specific surface of the OPVA and is determined by the equation:

N=-2,28+0,049⋅Sуд, где Sуд - удельная поверхность ОПВА, м2/г, N - расход связующего, %.N = -2.28 + 0.049⋅S beats , where S beats are the specific surface area of OPVA, m 2 / g, N is the binder consumption,%.

При этом брикетирование смеси осуществляют при давлении 20-100 МПа.While briquetting the mixture is carried out at a pressure of 20-100 MPa.

При осуществлении заявленного способа отходы производства вторичного алюминия (ОПВА) перед брикетированием смешивают с алюминатом натрия и боросиликатным стекловолокном. После брикетирования компоненты сырьевой смеси сближаются и начинают реагировать между собой. Входящий в состав ОПВА металлический алюминий вступает в реакцию с алюминатом натрия по реакцииWhen implementing the inventive method, the waste from the production of secondary aluminum (OPVA) before briquetting is mixed with sodium aluminate and borosilicate glass fiber. After briquetting, the components of the raw material mixture come together and begin to react with each other. Aluminum metal, which is part of OPVA, reacts with sodium aluminate by reaction

Figure 00000001
Figure 00000001

В результате протекания реакции 1, за счет увеличения концентрации Al2О3, каустический модуль алюмината натрия по данной реакции изменяется с 0,6 до 0,3. Поскольку реакция 1 является экзотермической, прессованные брикеты разогреваются до температуры около 60°С, испаряя при этом лишнюю воду, вызывая коагуляцию Al2О3 и отверждение смеси. Таким образом, при незначительных энергозатратах, брикеты приобретают значительную прочность и имеют низкую влажность.As a result of reaction 1, due to an increase in the concentration of Al 2 O 3 , the caustic module of sodium aluminate in this reaction changes from 0.6 to 0.3. Since reaction 1 is exothermic, the pressed briquettes are heated to a temperature of about 60 ° C, evaporating the excess water, causing coagulation of Al 2 O 3 and curing of the mixture. Thus, with low energy consumption, briquettes acquire significant strength and have low humidity.

При протекании реакции (1) выделяется значительное количество водорода. При значительных объемах производства в цехе может сформироваться взрывоопасная смесь, поэтому брикеты сразу после прессования помещают в герметичную емкость с газоотводящим трактом для предотвращения выхода водорода в цеховое пространство.When the reaction (1) proceeds, a significant amount of hydrogen is released. With significant production volumes, an explosive mixture can form in the workshop, so briquettes are immediately placed in a sealed container with a gas outlet immediately after pressing to prevent hydrogen from entering the workshop space.

Входящее в состав брикетов боросиликатное стекловолокно является армирующим компонентом и увеличивает прочность получаемых брикетов.The borosilicate glass fiber included in the briquettes is a reinforcing component and increases the strength of the resulting briquettes.

Высококальциевые рафинировочные сталеплавильные шлаки подвержены силикатному распаду ввиду наличия в их составе значительного количества низкотемпературной модификации белита (2CaO⋅SiO2) γ-C2S - шеннонита, образующегося вследствие сложных полиморфных превращений высокотемпературных модификаций белита (α-C2S, α'-C2S и β-C2S) при охлаждении шлака до 830°С, сопровождающееся увеличением объема и последующим распадом шлака на пылевидные фракции.High-calcium refining steelmaking slags are subject to silicate decomposition due to the presence of a significant amount of low-temperature modification of belite (2CaO⋅SiO 2 ) γ-C 2 S - shennonite, resulting from complex polymorphic transformations of high-temperature modifications of belite (α-C 2 S, α'- 2 S and β-C 2 S) when cooling the slag to 830 ° C, accompanied by an increase in volume and subsequent decay of the slag into dust fractions.

Стабилизация таких шлаков возможна при обработке их предлагаемым флюсом, в состав которого введены алюминат натрия в качестве связующего и боросиликатное стекловолокно в качестве армирующего компонента. Стабилизирующее действие боратов, входящих в состав боросиликатного стекловолокна, основано на частичном замещении в структуре белита C2S ионов

Figure 00000002
ионами бора
Figure 00000003
, препятствующих трансформации β-C2S в γ-C2S при полиморфном превращении.Stabilization of such slags is possible when processing them with the proposed flux, which includes sodium aluminate as a binder and borosilicate glass fiber as a reinforcing component. The stabilizing effect of the borates that make up the borosilicate glass fiber is based on the partial replacement of C 2 S ions in the structure of belite
Figure 00000002
boron ions
Figure 00000003
, preventing the transformation of β-C 2 S into γ-C 2 S during polymorphic transformation.

Стабилизирующее действие алюмината натрия основано на изоморфном замещении ионов Са2+ и

Figure 00000002
в высокотемпературных модификациях белита α-C2S, α'-C2S и β-C2S на родственные ионы, входящие в состав оксидов MgO, Al2O3, Fe2O3, BaO, K2O, Р2О5, Cr2O3, Na2O, MnO2. Такое замещение приводит к изменению радиуса ионов и трансформации молекулы двухкальциевого силиката, препятствуя полиморфным превращениям белита. Ионы натрия и алюминия, входящие в состав алюмината натрия, стабилизируют высокотемпературную модификацию белита β-C2S.The stabilizing effect of sodium aluminate is based on isomorphic substitution of Ca 2+ ions and
Figure 00000002
in high-temperature modifications of belite α-C 2 S, α'-C 2 S and β-C 2 S to related ions that are part of the oxides MgO, Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 , BaO, K 2 O, P 2 O 5 , Cr 2 O 3 , Na 2 O, MnO 2 . Such a substitution leads to a change in the radius of the ions and the transformation of the dicalcium silicate molecule, preventing polymorphic transformations of belite. The sodium and aluminum ions that are part of sodium aluminate stabilize the high-temperature modification of β-C 2 S belite.

Экспериментально установлено, что для обеспечения стабильности шлака с содержанием 30 масс. % C2S необходимо вводить В2О3 в количестве от 0,02 масс. % до 0,05 масс. %. При содержании C2S в шлаке 80 масс. %, необходимо добавлять 0,25 масс. % В2O3. Поскольку при изготовлении боросиликатного стекловолокна используют сырьевую смесь, содержащую, масс. %, кварц (SiO2) - 27,55, микрокальцит (СаСО3) - 33,9, каолин - 29,57%, борная кислота - 8,87-8,89%, то полученное стекловолокно имеет химический состав, масс. % SiO2 - 38,3%, СаО - 26,4%, каолин безводный 35,3%, В2О3 - 7,0%. Соответственно для обеспечения стабильности шлака при минимальном содержании в нем белита, 30 масс. % необходимо вводить 0,3% боросиликатного стекловолокна, а при содержании в шлаке 80% белита необходимый расход составит 3,6%.It was experimentally established that to ensure stability of the slag with a content of 30 mass. % C 2 S must be entered In 2 About 3 in an amount of from 0.02 mass. % to 0.05 mass. % When the content of C 2 S in the slag is 80 mass. %, you must add 0.25 mass. % B 2 O 3 . Since in the manufacture of borosilicate glass fiber using a raw mixture containing, by weight. %, quartz (SiO 2 ) - 27.55, microcalcite (CaCO 3 ) - 33.9, kaolin - 29.57%, boric acid - 8.87-8.89%, the resulting glass fiber has a chemical composition, mass. % SiO 2 - 38.3%, CaO - 26.4%, anhydrous kaolin 35.3%, B 2 O 3 - 7.0%. Accordingly, to ensure stability of the slag with a minimum content of Belite in it, 30 mass. % it is necessary to introduce 0.3% borosilicate fiberglass, and when the slag content is 80% belite, the required flow rate will be 3.6%.

На основании лабораторных исследований установлена зависимость между удельной поверхностью сырьевых составляющих ОПВА при давлении прессования 20-100 МПа и расходом связующего - алюмината натрия, необходимого для приготовления качественного брикета. Удельная поверхность исходных ОПВА колеблется от 50 до 200 м2/кг, что влияет на расход связующего. Результаты определения удельной поверхности ОПВА и расходы связующего представлены на рисунке и в таблице 1.Based on laboratory studies, a relationship was established between the specific surface area of the raw materials of OPVA at a pressing pressure of 20-100 MPa and the consumption of a binder, sodium aluminate, necessary for the preparation of a high-quality briquette. The specific surface of the initial OPVA ranges from 50 to 200 m 2 / kg, which affects the consumption of the binder. The results of determining the specific surface area of OPVA and binder costs are presented in the figure and table 1.

Figure 00000004
Figure 00000004

На рисунке приведена графическая зависимость расхода связующего от удельной поверхности ОПВА.The figure shows a graphical dependence of the flow rate of the binder on the specific surface of the OPVA.

Полученное эмпирическое уравнение пригодно для вычисления расхода связующего в зависимости от удельной поверхности ОПВА. В условных единицах обозначений уравнение регрессии выглядит следующим образом:The obtained empirical equation is suitable for calculating the flow rate of a binder depending on the specific surface of the OPVA. In conventional units of notation, the regression equation is as follows:

Figure 00000005
Figure 00000005

где N - расход связующего, %; Sуд - удельная поверхность ОПВА, м2/г.where N is the binder consumption,%; S beats - the specific surface of the OPVA, m 2 / year

Для повышения прочности получаемого флюса подготовленную смесь брикетируют при давлении 20-100 МПа, что обеспечивает хороший контакт между компонентами и позволяет снизить потери при транспортировке и хранении материала. При давлении прессования менее 20 МПа часть флюса (около 7%) рассыпается, а усилие более 100 МПа нецелесообразно, так как возрастают энергозатраты.To increase the strength of the flux obtained, the prepared mixture is briquetted at a pressure of 20-100 MPa, which ensures good contact between the components and allows to reduce losses during transportation and storage of the material. At a compaction pressure of less than 20 MPa, part of the flux (about 7%) disintegrates, and a force of more than 100 MPa is impractical, since energy costs increase.

Пример осуществления изобретенияAn example embodiment of the invention

На первом этапе изучались прочностные характеристики брикетов, приготовленных по способу, заявленному в настоящем изобретении.At the first stage, the strength characteristics of briquettes prepared by the method claimed in the present invention were studied.

Исходная смесь для получения предлагаемого флюса готовилась на основе отходов производства вторичного алюминия (ОПВА) - пыли (крупность менее 100 мкм, влажность не более 1,5%) и шлака (крупность не более 3-5 мм) производства вторичного алюминия. Химический состав ОПВА приведен в таблице 2.The initial mixture for obtaining the proposed flux was prepared on the basis of secondary aluminum production waste (OPA) - dust (fineness less than 100 microns, humidity not more than 1.5%) and slag (fineness not more than 3-5 mm) of secondary aluminum production. The chemical composition of OPVA is shown in table 2.

Figure 00000006
Figure 00000006

Удельная поверхность ОПВА, определенная на приборе ПСХ-4 методом воздухопроницаемости, составила 67 м2/кг. Расчет по уравнению (2) свидетельствует, что для обеспечения нормальной прочности брикета в ОПВА необходимо вводить около 1,0 масс. % связующего.The specific surface area of the OPVA determined on the PSX-4 device by the method of air permeability was 67 m 2 / kg. The calculation according to equation (2) indicates that to ensure the normal strength of the briquette in the OPVA, it is necessary to introduce about 1.0 mass. % binder.

Компоненты сырьевой смеси смешивали в течение 1-2 минут во вращающемся барабане - окомкователе. Сразу после смешения сырьевая смесь прессовалась при давлении 20 и 100 МПа. Готовые брикеты, имеющие форму сфероида диаметром 60 мм и толщиной 40 мм, помещали в герметичную камеру с газоотводящим трактом для отвода водорода.The components of the raw mix were mixed for 1-2 minutes in a rotating drum - pelletizer. Immediately after mixing, the raw material mixture was pressed at a pressure of 20 and 100 MPa. Finished briquettes, having the shape of a spheroid with a diameter of 60 mm and a thickness of 40 mm, were placed in a sealed chamber with a gas outlet for the removal of hydrogen.

Через 24 часа у брикетов определялся предел прочности при сжатии. Результаты испытаний представлены в таблице 3.After 24 hours, the briquettes were determined by the compressive strength. The test results are presented in table 3.

Figure 00000007
Figure 00000007

По результатам испытаний видно, что при давлении прессования 50 МПа, минимальной нормативной манипуляторной прочности (1,2 МПа) брикеты достигают при содержании в смеси 1,0 масс. % алюмината натрия. Введение перед прессованием в сырьевую смесь боросиликатного стекловолокна армирующего диаметром 9,2-10,2 мкм и длиной 9,0 мм показало, что при введении в исходную смесь армирующего стекловолокна одновременно с алюминатом натрия во всем заявленном диапазоне увеличивает прочность брикета в среднем на 25%.According to the test results, it can be seen that at a pressing pressure of 50 MPa, the minimum normative manipulative strength (1.2 MPa), briquettes reach a content of 1.0 mass in the mixture. % sodium aluminate. The introduction of reinforcing borosilicate glass fiber with a diameter of 9.2-10.2 μm and a length of 9.0 mm before pressing into the raw material mixture showed that when reinforcing glass fiber is introduced into the initial mixture simultaneously with sodium aluminate in the entire claimed range, it increases the briquette strength by an average of 25% .

На втором этапе исследований определялось стабилизирующее действие флюса, приготовленного в соответствии с заявленным способом, на рафинировочный шлак типового состава.At the second stage of the studies, the stabilizing effect of the flux prepared in accordance with the claimed method on the refining slag of a typical composition was determined.

Химический состав рафинировочного шлака приведен в таблице 4.The chemical composition of the refining slag is shown in table 4.

Figure 00000008
Figure 00000008

Исходная смесь для получения предлагаемого флюса готовилась на основе отходов производства вторичного алюминия (ОПВА) - пыли и шлака производства вторичного алюминия. Связующий и армирующий компоненты смешивались с ОПВА и прессовались при давлении 50 МПа. Полученные по предлагаемому способу брикеты вводились в модельный шлак в количестве 10 масс. %, помещались в муфельную печь и нагревались до температуры 1350°С. После полного расплавления смеси шлак выдерживали при данной температуре 15 мин и охлаждали вместе с печью.The initial mixture to obtain the proposed flux was prepared on the basis of secondary aluminum production waste (OPA) - dust and slag from the production of secondary aluminum. The binder and reinforcing components were mixed with OPVA and pressed at a pressure of 50 MPa. Obtained by the proposed method, the briquettes were introduced into the model slag in an amount of 10 mass. %, were placed in a muffle furnace and heated to a temperature of 1350 ° C. After the mixture was completely melted, the slag was kept at this temperature for 15 minutes and cooled together with the furnace.

После охлаждения определяли степень стабильности шлака, равную отношению количества массы пробы, не прошедшей через сито 063, отнесенной к массе исходной пробы, умноженное на 100%.After cooling, the degree of stability of the slag was determined, equal to the ratio of the amount of mass of the sample that did not pass through a 063 sieve, referred to the mass of the initial sample, multiplied by 100%.

План проведения эксперимента и результаты стабилизации шлака при совместном введении связующего и армирующего компонентов приведен в таблице 5.The experimental design and stabilization results of the slag with the joint introduction of a binder and reinforcing components are shown in table 5.

Figure 00000009
Figure 00000009

Результаты испытаний приведены в таблице 6.The test results are shown in table 6.

Figure 00000010
Figure 00000010

По результатам испытаний видно, что стабилизация шлака при совместном введении связующего и армирующего компонентов происходит при содержании алюмината натрия более 1,0%, а боратного стекла более 0,28%. Таким образом, нижний предел содержания боратного стекла принимается равным 0,28 масс. %, а расход связующего определяется расчетным путем в зависимости от удельной поверхности ОПВА. Верхний предел содержания связующего и боратного стекла принимается из экономических соображений, чтобы незначительное введение данных компонентов не привело к существенному удорожанию флюса, изготовленного предлагаемым способом.According to the test results, it is clear that slag stabilization with the joint introduction of a binder and reinforcing components occurs when the content of sodium aluminate is more than 1.0%, and borate glass is more than 0.28%. Thus, the lower limit of the content of borate glass is taken equal to 0.28 mass. %, and the binder consumption is determined by calculation, depending on the specific surface area of the OPVA. The upper limit of the content of the binder and borate glass is taken for economic reasons, so that a slight introduction of these components does not lead to a significant increase in the cost of flux produced by the proposed method.

Использование техногенных отходов в предлагаемом способе получения синтетического флюса для сталеплавильного производства обеспечивает повышение технико-экономических показателей металлургического процесса и получение флюсового материала, который оказывает комплексное воздействие на фазовый состав высококальциевых рафинировочных шлаков.The use of industrial waste in the proposed method for producing synthetic flux for steelmaking provides an increase in the technical and economic indicators of the metallurgical process and the production of flux material, which has a complex effect on the phase composition of high-calcium refining slags.

Claims (5)

1. Способ получения синтетического флюса для сталеплавильного производства, включающий смешивание компонентов исходной шихты на основе отходов производства вторичного алюминия (ОПВА) и связующего, последующее формование смеси, отличающийся тем, что в качестве связующего используют алюминат натрия и армирующий компонент в виде боросиликатного стекловолокна в количестве 0,3-3,6 мас. %, причем полученную смесь брикетируют, а готовые брикеты помещают в герметичную емкость с газоотводящим трактом, при этом расход связующего N определяют в зависимости от удельной поверхности ОПВА по уравнению:1. A method of producing a synthetic flux for steelmaking, comprising mixing the components of the initial charge based on secondary aluminum production waste (OPVA) and a binder, subsequent molding of the mixture, characterized in that sodium aluminate and a reinforcing component in the form of borosilicate glass fiber are used as a binder in an amount 0.3-3.6 wt. %, and the resulting mixture is briquetted, and the finished briquettes are placed in a sealed container with a gas outlet, while the flow rate of the binder N is determined depending on the specific surface of the OPVA according to the equation: N= -2,28+0,049⋅Sуд, где N = -2.28 + 0.049⋅S beats , where Sуд - удельная поверхность ОПВА, м2/г,S beats - the specific surface of the OPVA, m 2 / g, N - расход связующего, %.N - binder consumption,%. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что брикетирование смеси осуществляют при давлении 20-100 МПа.2. The method according to p. 1, characterized in that the briquetting of the mixture is carried out at a pressure of 20-100 MPa.
RU2016122823A 2016-06-08 2016-06-08 Method for producing synthetic flux for steel-making production RU2639199C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016122823A RU2639199C2 (en) 2016-06-08 2016-06-08 Method for producing synthetic flux for steel-making production

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016122823A RU2639199C2 (en) 2016-06-08 2016-06-08 Method for producing synthetic flux for steel-making production

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2016122823A RU2016122823A (en) 2017-12-13
RU2639199C2 true RU2639199C2 (en) 2017-12-20

Family

ID=60718355

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016122823A RU2639199C2 (en) 2016-06-08 2016-06-08 Method for producing synthetic flux for steel-making production

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2639199C2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3998624A (en) * 1975-10-06 1976-12-21 Mercier Corporation Slag fluidizing agent and method of using same for iron and steel-making processes
JPS60245717A (en) * 1984-05-22 1985-12-05 Nippon Steel Corp Flux for refining molten steel
RU2296800C2 (en) * 2005-04-01 2007-04-10 Открытое акционерное общество по производству огнеупоров "Комбинат "Магнезит" Steel smelting flux and method of production of such flux
RU2374327C2 (en) * 2007-02-26 2009-11-27 Константин Николаевич Демидов Steel-smelting flux and method of its producing (versions)
RU2465342C1 (en) * 2011-06-16 2012-10-27 Общество с ограниченной ответственностью Торговый дом "Байкальский алюминий" (ООО ТД "БайкAL") Method for obtaining synthetic flux for metallurgical processes of cast-iron and steel making

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3998624A (en) * 1975-10-06 1976-12-21 Mercier Corporation Slag fluidizing agent and method of using same for iron and steel-making processes
JPS60245717A (en) * 1984-05-22 1985-12-05 Nippon Steel Corp Flux for refining molten steel
RU2296800C2 (en) * 2005-04-01 2007-04-10 Открытое акционерное общество по производству огнеупоров "Комбинат "Магнезит" Steel smelting flux and method of production of such flux
RU2374327C2 (en) * 2007-02-26 2009-11-27 Константин Николаевич Демидов Steel-smelting flux and method of its producing (versions)
RU2465342C1 (en) * 2011-06-16 2012-10-27 Общество с ограниченной ответственностью Торговый дом "Байкальский алюминий" (ООО ТД "БайкAL") Method for obtaining synthetic flux for metallurgical processes of cast-iron and steel making

Also Published As

Publication number Publication date
RU2016122823A (en) 2017-12-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100406411C (en) A composite electro-fusing refractory material and method for preparing the same
Lee et al. Relationship between the reduction degree and strength of DRI pellets produced from iron and carbon bearing wastes using an RHF simulator
Zhang et al. Optimization of dolomite usage in iron ore sintering process
CN104862452B (en) A kind of aluminum oxide carbon ball is applied to the technique that LF makes steel
US2363371A (en) Process of forming briquettes, bricks, or solid agglomerates
EP2528865B1 (en) Preparation of agglomerated alumina containing product
RU2639199C2 (en) Method for producing synthetic flux for steel-making production
Mantovani et al. Electric arc furnace dust-coal composite pellet: effects of pellet size, dust composition, and additives on swelling and zinc removal
JP4163186B2 (en) Refining flux and manufacturing method thereof
Anameric et al. Laboratory study related to the production and properties of pig iron nuggets
RU2465342C1 (en) Method for obtaining synthetic flux for metallurgical processes of cast-iron and steel making
RU2693284C1 (en) Method of producing iron-rich dolomite for steel making
RU2010145259A (en) METHOD FOR PRODUCING GRANULAR METAL IRON
JP7062702B2 (en) How to make glass from a mixture containing calcium oxide, and a glass furnace
CN107858476B (en) Composite slag modifier for converter steelmaking
RU2547379C1 (en) Metallurgical flux and method of its manufacturing
JPS6286108A (en) Desulfurizing mixture for molten metal, its production and desulfurization of molten metal
RU2441927C2 (en) Method for alumina industry slag treatment
US2184318A (en) Process for simultaneous production of alumina cement and pig iron in blast furnaces
RU2524878C2 (en) Steel high-magnesia flux and method of its production (versions)
RU2149198C1 (en) Method of magnesium production
Akuov et al. Possibility of application of aluminosilicochrome in the metallothermy of refined ferrochrome
CA2170533C (en) Process for the preparation of calcium aluminates from aluminium dross residues
EP3137638B1 (en) Method for manufacturing of calcium aluminate from black dross
CN109369221A (en) A method of secondary nutrients are produced using rotary kiln calcining serpentine