[go: up one dir, main page]

RU2352648C2 - Шихта для изготовления брикетов для металлургического производства - Google Patents

Шихта для изготовления брикетов для металлургического производства Download PDF

Info

Publication number
RU2352648C2
RU2352648C2 RU2007107674/02A RU2007107674A RU2352648C2 RU 2352648 C2 RU2352648 C2 RU 2352648C2 RU 2007107674/02 A RU2007107674/02 A RU 2007107674/02A RU 2007107674 A RU2007107674 A RU 2007107674A RU 2352648 C2 RU2352648 C2 RU 2352648C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
dust
refining slag
scale
metallurgical
slag
Prior art date
Application number
RU2007107674/02A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2007107674A (ru
Inventor
Эммануил Игоревич Гриншпун (MD)
Эммануил Игоревич Гриншпун
Александр Николаевич Федчук (MD)
Александр Николаевич Федчук
Анатолий Константинович Белитченко (MD)
Анатолий Константинович Белитченко
Игорь Витальевич ДЕРЕВЯНЧЕНКО (MD)
Игорь Витальевич Деревянченко
Сергей Васильевич Вербный (MD)
Сергей Васильевич Вербный
Геннадий Аркадьевич ЛОЗИН (UA)
Геннадий Аркадьевич Лозин
Original Assignee
ИНОСТРАННОЕ ДОЧЕРНЕЕ ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ "Транс Ворлд Технолоджи"
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 ИНОСТРАННОЕ ДОЧЕРНЕЕ ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ "Транс Ворлд Технолоджи" filed Critical ИНОСТРАННОЕ ДОЧЕРНЕЕ ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ "Транс Ворлд Технолоджи"
Priority to RU2007107674/02A priority Critical patent/RU2352648C2/ru
Publication of RU2007107674A publication Critical patent/RU2007107674A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2352648C2 publication Critical patent/RU2352648C2/ru

Links

Landscapes

  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)

Abstract

Настоящее изобретение относится к области строительства и металлургии, а именно к производству брикетов для металлургического производства с использованием сульфатно-шлакового вяжущего. Шихта содержит железоуглеродистые отходы электросталеплавильного производства, карбюризатор и связующий материал. В качестве связующего материала используют рафинировочный шлак, образующийся в процессе внепечной обработки стали на установке печь-ковш, который включает следующие оксиды, мас.%: SiO2 14-34, Al2O3 1,5-14, CaO 37-64, MgO 3-14, TiO2 0,05-0,5, MnO 0,14-2,6, FeO - менее 0,5. В качестве железосодержащих отходов используют металлургическую окалину, в том числе прокатную, плавильную пыль электросталеплавильного производства и металлургический шлам. Шихта, при получении которой утилизируют отходы производства, имеет высокую химическую стабильность и повышенный насыпной вес при сохранении физико-химических свойств. 4 з.п. ф-лы, 2 табл.

Description

Настоящее изобретение относится к области строительства и металлургии, а именно к производству брикетов для металлургического производства с использованием сульфатно-шлакового вяжущего.
В настоящее время отходы металлургического производства частично утилизируются путем использования метода динамического горячего прессования чугунной стружки, а частично используются как связующее вещество для получения качественных брикетов из железных руд и концентратов. Способ брикетирования руд с чугунной стружкой предложен Н.А.Ярхо для криворожских гематитовых руд.
Недостатками указанных технических решений являются получение брикетов с относительно невысокими физико-механическими свойствами и недостаточная степень утилизации промышленных отходов, а также обладающих повышенными энергозатратами ввиду необходимости использования при брикетировании большого количества электроэнергии на обжиг, электросушку брикетов.
Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является получение брикетов для использования в производстве металлургического оборудования с повышенными эксплуатационными характеристиками, в частности длительным сроком службы, надежностью и экономичностью, за счет исключения из процесса дорогостоящих компонентов: «портландцемента» и «активированного торфа», и за счет расширения диапазона использования отходов сталеплавильного производства. При этом технический результат заключается в наделении металлошихты высокой химической стабильностью и повышенным ее насыпным весом, порядка 2,7-2,8 т/м3 при сохранении физико-химических свойств. Другой задачей является охрана окружающей среды за счет утилизации отходов производства, получение шихты на основе вяжущего нормального твердения, обладающего повышенной коррозионной стойкостью.
Поставленная задача достигается за счет того, что в шихте для изготовления брикетов для металлургического производства, содержащей железоуглеродистые отходы электросталеплавильного производства, карбюризатор и связующий материал, в качестве связующего материала применяют рафинировочный шлак, образующийся в процессе внепечной обработки стали на установке печь-ковш, который включает в себя следующие оксиды (мас.%): SiO2 14-34, Al2О3 1,5-14, CaO 37-64, MgO 3-14, TiO2 0,05-0,5, MnO 0,14-2,6, FeO - менее 0,5.
Возможны и другие варианты выполнения изобретения, согласно которым необходимо, чтобы:
- в качестве железосодержащих отходов использовали бы различного рода металлургическую окалину, в том числе прокатную, плавильную пыль и металлургический шлам;
- в качестве карбюризатора использовали бы твердые углеродосодержащие материалы - коксовую мелочь и пыль и/или их смеси;
- используемые компоненты применяли бы с крупностью частиц не более 5 мм, причем доля частиц с размером 1 мм и менее в составе рафинировочного шлака составляла бы 97-98%;
- используемые компоненты смешивались бы в следующем соотношении, мас.%:
рафинировочный шлак 15-60
окалина 5-60
плавильная пыль 5-70
коксовая мелочь 8-35
Указанные признаки изобретения являются существенными и взаимосвязанными между собой причинно-следственной связью с образованием совокупности существенных признаков, достаточных для достижения технического результата, а именно сохранение окружающей среды за счет утилизации отходов сталеплавильного производства, используемых для производства металлошихты с высокой химической стабильностью и повышенным ее насыпным весом за счет применения вяжущего нормального твердения с повышенной коррозионной стойкостью.
Применение брикетов в шихтовке электросталеплавильного процесса (в составе завалки и подвалки металлошихты) в 120 тонной дуговой печи, в количестве до 5% от общей массы шихтовки (6 тонн) позволяет увеличить выход жидкой стали от 85 до 88%, т.е. на 1,7-2,0%. Это обусловлено наличием в составе брикета до 55% окислов железа, что в целом на одну тонну позволяет вносить в печь около 0,3 т металла.
При таком процессе плавки электропечь работает в более "мягком" режиме в период расплавления, т.к. при этом активизируется процесс вспенивания шлака, что способствует более раннему и полному экранированию электрической дуги. Показатели удельного расхода электроэнергии поддерживаются на неизменном уровне около 455-457 кВт/т, также как и длительность плавки 53-64 мин, по при этом обеспечивается возможность сокращения электроэнергии и длительности плавления.
При этом установлено снижение удельного расхода шлакообразующихся материалов (извести, доломита) на 2,0-3,0 кг/т, которые присаживают в печь по ходу технологического процесса. Это объясняется высоким их содержанием (до 40%) в рафинированном шлаке. Пониженный расход шлакообразующих материалов против штатных показателей позволил обеспечить стандартные показатели фосфора и серы при расплавлении металла в печи. При использовании брикетов пылевыделение с технологическими газами соответствует штатной (традиционной) экологической ситуации, негативного влияния нет на атмосферные показатели.
Сущность настоящего изобретения заключается в следующем.
Согласно изобретению шихта, предназначенная для изготовления брикетов или плитки для применения в металлургическом производстве, например, в шихтовке электросталеплавильного процесса, содержит железоуглеродистые отходы электросталеплавильного производства, карбюризатор и связующий материал, при этом в качестве связующего материала применяют рафинировочный шлак, образующийся в процессе внепечной обработки стали на установке печь-ковш, которая имеет следующий химический состав (мас.%): SiO2 14-34, Al2О3 1,5-14, CaO 37-64, MgO 3-14, TiO2 0,05-0,5, MnO 0,14-2,6, FeO - менее 0,5.
Дополнительно при получении брикетов в качестве железосодержащих отходов используют прокатную окалину, коксовую мелочь и плавильную пыль электросталеплавильного процесса, а используемые компоненты выбирают с размером частиц в основном менее 1 мм, где-то 97,0-98,0 мас.%.
Для получения качественного брикета с высокими физико-химическими свойствами, целесообразно чтобы компоненты смешивались бы в следующем соотношении, мас.%:
рафинировочный шлак 15-60
окалина 5-60
плавильная пыль 5-70
коксовая мелочь 8-35
Химический состав шихты, включающей в качестве компонентов плавильную пыль 23-27%, рафинировочный шлак 33-37%, окалину 28-32% и кокс 8,0-12,0%, представлен в таблице №1. (Массовая доля, %)
Таблица №1
CaO P Feобщ Fмет FeO Fe2О3 CaO+MgO С S влага
24 0,053 32,2 0,77 20,0 23,0 9,2 7,8 0,73 4,1
Химический состав обожженного готового брикета, полученного из шихты, включающей в качестве компонентов плавильную пыль 23-27%, рафинировочный шлак 33-37%, окалину 28-32% и кокс 8,0-12,0%, представлен в таблице №2 (Т обж.=1180°С в течение 120 мин).
Таблица №2
CaO Р Feобщ Fмет. FeO Fe2О3 С S
31,0 0,020 40,8 27 30,9 1,3 2,1 1,2
В экспериментальных условиях установлено (по данным табл.1 и 2), что при термической обработке брикетов в ограниченных пределах рассматриваемого состава (до Т=1180°С) степень металлизации (содержание в них Fe мет) возрастает от 0,8 до 27-36%. О эффективном развитии процесса металлизации свидетельствует появление на поверхности брикетов ярко выраженною металлического блеска. Снижение содержания в брикете углерода (%, С менее 5-8%) ограничивает активность восстановления железа.
Таким образом, установлена перспективность использования брикетов, скомпонованных без специальной предварительной термической подготовки (в сыром виде), в составе металлошихты электросталеплавильного процесса, т.к. конечная температура выплавляемой стали (1600-1620°С) и длительность цикла плавки позволяют обеспечить максимальную степень восстановления Fe из брикетов (степень его металлизации).
В одном из вариантов выполнения изобретения количество рафинировочного шлака в смеси максимально увеличивается с уменьшением в составе смеси плавильной пыли.
Предлагаемая к патентованию шихтовка компонентного состава железоуглеродистых брикетов предусматривает использование широкого диапазона металлургических отходов, включая шлак и плавильную пыль, особенностью брикетирования является использование в его составе в качестве связующего материала также вторичного продукта электросталеплавильного производства - рафинировочного шлака, образующегося в процессе внепечной обработки стали на установке печь-ковш в результате использования шлакообразующих и окисляющих материалов: извести (СаО), плавикового шпата (CaF2), магнезита (MgO), соединений алюминия и др. По своему химическому составу рафинировочный шлак приближается к составу белитового портландцементного клинкера, широко используемого в качестве связующего вещества, и относится к основным шлакам с модулем основности Мо=2,2-2,3, величина которого характеризует этот вид шлака как самораспадающегося. При естественном охлаждении от технологической температуры, порядка 1560-1620°С до 20-30°С. шлак практически полностью подлежит разложению в порошок - до 98%, чему способствует полиформизм двухкальциевого силиката 2CaO*SiO2, содержание которого в рафинировочном шлаке сталеплавильного производства Молдавского металлургического завода составляет 64-68%. Его разложению способствует переход более плотной модификации β - 2СаО*SiO2 в устойчивую низкотемпературную - 2CaO*SiO2 с плотностью 2,85-3,0, сопровождающийся существенным увеличением объема шлака.
Степень механического распада шлака достаточно высокая. Основная его фракция - частицы размером менее 1 мм составляют 97-98% от общей массы. Содержание металлических включений в виде шариков и пластинок до 1,5 мм составляют 1,5%. Основу рафинировочного шлака составляют оксиды, которые образуют четыре основных минерала под собирательным названием «клинкерные». При контакте с водой они образуют кристаллические и коллоидные гидраты, т.е. способствуют гидравлической активности шлака и соответственно прочности взаимосвязи компонентов брикета. Именно гидратные соединения способствуют превращению порошкового материала в твердое тело. Гидравлическая активность (Ма), определяемая как процентное отношение AL2О3 к SiO2, у основных шлаков колеблется от 0,1 до 0,5.
Естественное разложение шлака позволяет исключить операцию по размолу шлака, что существенно упрощает и удешевляет технологию изготовления брикетов.
В качестве примера рассмотрим получение брикетов, используемых в производстве марок стали, типа сталь 20. Брикет представляет собой прессованный холодным методом объем, в качестве связующего материала в котором применен рафинировочный шлак, образующийся в процессе внепечной обработки стали на установке печь-ковш. Шлак включает в себя следующие оксиды: SiO2=21 мас.%, Al2О3=7,5 мас.%, СаО=51 мас.%, MgO=11 мас.%, MnO=0,9 мас.%, FeO - менее 0,5 мас.%, TiO2=0,07 мас.%, при этом в качестве карбюризатора используют твердые углеродосодержащие материалы - коксовую мелочь и пыль.
Перед прессованием компоненты с размером частиц около 1 мм механически смешиваются при помощи смесителя в следующем соотношении, мас.%:
рафинировочный шлак 45
окалина 51
плавильная пыль 19
коксовая мелочь 27
По своему химическому составу полученные брикеты являются первородной шихтой. Имеют правильную форму (100×100×100 мм). Вес каждого 26-30 кг. Брикеты обладают высокой прочностью при сжатии около 5 МПа и транспортабельностью. Их использование - реальный путь ресурсосбережения производства.
В основном получаемые из патентуемой шихты брикеты предназначены для выплавки низко и среднеуглеродистых марок стали. При уменьшении содержания в шихте «вредных» цветных примесей появляется возможность их использования при производстве высококачественных марок стали. Использование брикетов позволяет весь шлак и пыль металлургического производства не складировать, а утилизировать в сталеплавильном процессе.
Применение мелких порошкообразных материалов в брикетированном виде в значительной степени снижает их потери при хранении и использовании, придаст материалам ряд свойств, присущих только брикетированному сырью - повышенную активность, оптимальное усвоение в процессе использования.

Claims (5)

1. Шихта для изготовления брикетов для сталеплавильного производства, содержащая железоуглеродистые отходы электросталеплавильного производства, карбюризатор и связующий материал, отличающаяся тем, что в качестве связующего материала используют рафинировочный шлак, образующийся в процессе внепечной обработки стали на установке печь-ковш, который включает следующие оксиды, мас.%: SiO2 14-34, Al2О3 1,5-14, CaO 37-64, MgO 3-14, TiO2 0,05-0,5, MnO 0,14-2,6, FeO менее 0,5.
2. Шихта по п.1, отличающаяся тем, что она содержит в качестве железоуглеродистых отходов плавильную пыль электросталеплавильного производства и металлургический шлам, а также металлургическую окалину, в том числе прокатную.
3. Шихта по п.1, отличающаяся тем, что в качестве карбюризатора используют твердые углеродосодержащие материалы - коксовую мелочь, пыль и/или их смеси.
4. Шихта по п.1, отличающаяся тем, что используемые углеродосодержащие компоненты применяют с крупностью частиц не более 5 мм, причем доля частиц с размером 1 мм и менее в составе рафинировочного шлака составляет 97-98%.
5. Шихта по п.1, отличающаяся тем, что в качестве компонентов используют рафинировочный шлак, окалину, плавильную пыль и коксовую мелочь, которые смешаны в следующем соотношении, мас.%:
рафинировочный шлак 15-60 окалина 5-60 плавильная пыль 5-70 коксовая мелочь 8-35
RU2007107674/02A 2007-03-01 2007-03-01 Шихта для изготовления брикетов для металлургического производства RU2352648C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007107674/02A RU2352648C2 (ru) 2007-03-01 2007-03-01 Шихта для изготовления брикетов для металлургического производства

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007107674/02A RU2352648C2 (ru) 2007-03-01 2007-03-01 Шихта для изготовления брикетов для металлургического производства

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007107674A RU2007107674A (ru) 2008-09-10
RU2352648C2 true RU2352648C2 (ru) 2009-04-20

Family

ID=39866470

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007107674/02A RU2352648C2 (ru) 2007-03-01 2007-03-01 Шихта для изготовления брикетов для металлургического производства

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2352648C2 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2493271C1 (ru) * 2012-05-22 2013-09-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Брикет для производства чугуна и стали
CN104263917A (zh) * 2014-09-19 2015-01-07 内蒙古包钢钢联股份有限公司 带式机生产镁质球团矿原料及其镁质球团矿生产方法
RU2783389C2 (ru) * 2018-09-27 2022-11-11 Даньели И К. Оффичине Мекканике С.П.А. Твердый агломерированный продукт на основе оксидов железа и способ его производства

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114538449A (zh) * 2022-02-10 2022-05-27 贵州理工学院 一种用微硅粉为原料制备工业硅精炼渣剂的方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3770416A (en) * 1972-04-17 1973-11-06 Univ Michigan Tech Treatment of zinc rich steel mill dusts for reuse in steel making processes
RU2064508C1 (ru) * 1993-03-15 1996-07-27 Гурьевский металлургический завод им.М.К.Курако Экзотермический брикет для раскисления и легирования спокойной стали
RU2183679C1 (ru) * 2001-06-28 2002-06-20 ООО"ЭкоМашГео" Брикет для металлургического производства, брикет для промывки горна доменной печи и способ изготовления брикетов
RU2292405C2 (ru) * 2000-02-21 2007-01-27 Сергей Александрович Карпов Способ безобжиговой переработки мелкозернистых железосодержащих отходов металлургического производства, содержащих замасленную окалину

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3770416A (en) * 1972-04-17 1973-11-06 Univ Michigan Tech Treatment of zinc rich steel mill dusts for reuse in steel making processes
RU2064508C1 (ru) * 1993-03-15 1996-07-27 Гурьевский металлургический завод им.М.К.Курако Экзотермический брикет для раскисления и легирования спокойной стали
RU2292405C2 (ru) * 2000-02-21 2007-01-27 Сергей Александрович Карпов Способ безобжиговой переработки мелкозернистых железосодержащих отходов металлургического производства, содержащих замасленную окалину
RU2183679C1 (ru) * 2001-06-28 2002-06-20 ООО"ЭкоМашГео" Брикет для металлургического производства, брикет для промывки горна доменной печи и способ изготовления брикетов

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2493271C1 (ru) * 2012-05-22 2013-09-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Брикет для производства чугуна и стали
CN104263917A (zh) * 2014-09-19 2015-01-07 内蒙古包钢钢联股份有限公司 带式机生产镁质球团矿原料及其镁质球团矿生产方法
RU2804821C2 (ru) * 2018-09-26 2023-10-06 Оутокумпу Ойй Способ применения побочных продуктов, содержащих оксид металла, в процессах выплавки феррохрома
RU2783389C2 (ru) * 2018-09-27 2022-11-11 Даньели И К. Оффичине Мекканике С.П.А. Твердый агломерированный продукт на основе оксидов железа и способ его производства
RU2837166C1 (ru) * 2024-06-13 2025-03-26 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" Композиционное гидравлическое шлаковое вяжущее

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007107674A (ru) 2008-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103468961B (zh) 一种密闭冲天炉处理钢铁厂含锌、铅粉尘工艺方法
KR100958987B1 (ko) 석회계 제강 첨가제 및 그 제조방법
CN101270410A (zh) 一种冷固结球团及其制备方法
RU2005135628A (ru) Состав кондиционера для шлака, способ его получения и способ его применения при получении стали
CN101067180A (zh) 不锈钢除尘灰中铬、镍合金元素电炉冶炼回收方法
CN106591575A (zh) 低能耗冷压球团及其制备方法
US4123257A (en) Method of treating a plating sludge
EP2949765B1 (en) Composite briquette and method for making a steelmaking furnace charge
CN1458289A (zh) 钢铁尘泥全部炼钢实现零排放的方法
CN102653822B (zh) 一种熔融还原炼铁含铁固体副产物及其生产方法
RU2241771C1 (ru) Брикет для выплавки чугуна
CN105274349A (zh) 一种利用高炉除尘灰生产的低硫金属化球团及其制备方法
RU2352648C2 (ru) Шихта для изготовления брикетов для металлургического производства
CN105755195A (zh) 一种从高硅铁矿直接制备钢水的方法
US9499755B2 (en) Composite briquette for steelmaking or ironmaking furnace charge
CN1936041A (zh) 一种炼钢尘泥球团化渣剂配制方法
CN1041328C (zh) 一种可以直接炼钢的铁矿石冷固球团
RU2710622C1 (ru) Брикет для металлургического производства
US3194673A (en) Hydraulic cement and process for making same
CN101654373A (zh) 一种制备Fe-Sialon-尖晶石复相耐火原料的方法
RU2142018C1 (ru) Брикет для металлургического производства
KR101320083B1 (ko) 전기로 환원 슬래그를 이용한 함철 브리켓 제조용 바인더 및 이의 제조방법
RU2506326C2 (ru) Брикет экструзионный (брэкс) - компонент доменной шихты
RU2241760C1 (ru) Брикет-компонент доменной шихты
CN106916942A (zh) 一种钢铁冶炼造渣的处理方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100302