RU2381287C2 - Restorative for thermal-electric metallurgical processes - Google Patents
Restorative for thermal-electric metallurgical processes Download PDFInfo
- Publication number
- RU2381287C2 RU2381287C2 RU2008100499/02A RU2008100499A RU2381287C2 RU 2381287 C2 RU2381287 C2 RU 2381287C2 RU 2008100499/02 A RU2008100499/02 A RU 2008100499/02A RU 2008100499 A RU2008100499 A RU 2008100499A RU 2381287 C2 RU2381287 C2 RU 2381287C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coke
- reducing agent
- carbon
- coal
- breeze
- Prior art date
Links
- 238000010310 metallurgical process Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 239000000571 coke Substances 0.000 claims abstract description 101
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims abstract description 31
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 25
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 25
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims abstract description 19
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 claims abstract description 18
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims description 62
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 16
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 11
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 claims description 8
- 239000006028 limestone Substances 0.000 claims description 8
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims description 6
- 238000004939 coking Methods 0.000 claims description 4
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 abstract description 14
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 11
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract description 5
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 4
- 229910001021 Ferroalloy Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 31
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 11
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 10
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 8
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 7
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 6
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 5
- 239000004484 Briquette Substances 0.000 description 4
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000009851 ferrous metallurgy Methods 0.000 description 4
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 4
- 238000009856 non-ferrous metallurgy Methods 0.000 description 4
- 239000002006 petroleum coke Substances 0.000 description 4
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 3
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 3
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N carbon dioxide Natural products O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 3
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920001732 Lignosulfonate Polymers 0.000 description 2
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 2
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 2
- RHZUVFJBSILHOK-UHFFFAOYSA-N anthracen-1-ylmethanolate Chemical compound C1=CC=C2C=C3C(C[O-])=CC=CC3=CC2=C1 RHZUVFJBSILHOK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003830 anthracite Substances 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 2
- 239000011335 coal coke Substances 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 235000014666 liquid concentrate Nutrition 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000011280 coal tar Substances 0.000 description 1
- 239000011294 coal tar pitch Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006253 pitch coke Substances 0.000 description 1
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 1
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003039 volatile agent Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Coke Industry (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области металлургии, а именно к металлургическим электротермическим производствам с использованием углетермического восстановления, например к производству ферросплавов углетермическим восстановлением.The invention relates to the field of metallurgy, in particular to metallurgical electrothermal production using carbon thermal reduction, for example, the production of ferroalloys by carbon thermal reduction.
Широко известно использование в качестве восстановителя для электротермических металлургических процессов коксового орешка - продукта коксового производства крупностью от 10 до 25 мм (это назначение коксового орешка известно из ГОСТа 8935-77).It is widely known to use coke nut as a reducing agent for electrothermal metallurgical processes - a product of coke production with a grain size of 10 to 25 mm (this purpose of coke nut is known from GOST 8935-77).
Недостатком восстановителя из коксового орешка являет его низкое удельное электрическое сопротивление и низкая реакционная способность.The disadvantage of the coke nut reducing agent is its low electrical resistivity and low reactivity.
Известен восстановитель (патент РФ №2171852), принятый за прототип, полученный путем брикетирования углеродсодержащего материала, при этом в качестве углеродсодержащего материала используют отходы мебельного производства - шлифовальную пыль или смесь шлифовальной пыли с коксовой шихтой.Known reducing agent (RF patent No. 2171852), adopted for the prototype obtained by briquetting a carbon-containing material, while the furniture-containing waste is used as the carbon-containing material - grinding dust or a mixture of grinding dust with coke charge.
В известном восстановителе используется коксовая шихта с толщиной пластического слоя 16-20 мм, измельченная до крупности 3-5 мм. Коксовая шихта, используемая в известном восстановителе, - смесь различных марок углей (Ж, К, ОС, Г и др.), используемых для получения кокса.In the known reducing agent, a coke charge is used with a plastic layer thickness of 16-20 mm, crushed to a particle size of 3-5 mm. Coke charge used in the known reducing agent is a mixture of various grades of coal (F, K, OS, G, etc.) used to produce coke.
Недостатком известного восстановителя является то, что он имеет недостаточную реакционную способность и удельное электрическое сопротивление, кроме того, известный восстановитель дорог, т.к. требует осуществления карбонизации при температуре 700-900°С.A disadvantage of the known reducing agent is that it has insufficient reactivity and electrical resistivity, in addition, the known reducing agent is expensive, because requires carbonization at a temperature of 700-900 ° C.
Задача, решаемая предлагаемым изобретением, - повышение качества восстановителя для электротермических металлургических процессов за счет повышения электрического сопротивления и реакционной способности восстановителя, а также удешевление восстановителя; расширение сырьевой базы для получения прессованных восстановителей, а также утилизация коксовой пыли.The problem solved by the invention is to improve the quality of the reducing agent for electrothermal metallurgical processes by increasing the electrical resistance and reactivity of the reducing agent, as well as reducing the cost of the reducing agent; expansion of the raw material base for obtaining pressed reducing agents, as well as utilization of coke dust.
Поставленная задача решается за счет того, что в восстановителе для электротермических металлургических процессов, полученном путем прессования углеродсодержащего материала со связующим, в качестве углеродсодержащего материала используют коксовую мелочь, полученную при мокром тушении кокса, и каменный уголь при следующем массовом соотношении компонентов (по углероду), %:The problem is solved due to the fact that in the reducing agent for electrothermal metallurgical processes obtained by pressing a carbon-containing material with a binder, coke breeze obtained by wet quenching of coke and coal are used as carbon-containing material in the following mass ratio of components (carbon), %:
Восстановитель получен путем прессования углеродсодержащей смеси при давлении выше 50 кГ/см2.The reducing agent is obtained by pressing a carbon-containing mixture at a pressure above 50 kg / cm 2 .
Восстановитель получен путем брикетирования или экструзии.The reducing agent is obtained by briquetting or extrusion.
В качестве углеродсодержащего материала используют нефтяной полукокс замедленного коксования в количестве 8-50% мас.As a carbon-containing material using oil coke delayed coking in the amount of 8-50% wt.
Известно такое свойство каменноугольных коксов, как наличие у них электрического сопротивления (А.А.Агроскин. Тепловые и электрические свойства углей. Государственное научно-техническое издательство литературы по черной и цветной металлургии. - М., 1959 г., стр.148-158). При этом известна зависимость удельного сопротивления от размера частиц (фракций) кокса (А.А.Агроскин. Тепловые и электрические свойства углей. Государственное научно-техническое издательство литературы по черной и цветной металлургии. - М., 1959 г., стр.150). Известно также такое свойство кокса, как зависимость его удельного сопротивления от степени измельчения: чем выше степень измельчения кокса, тем выше его удельное электрическое сопротивление (А.А.Агроскин. Тепловые и электрические свойства углей. Государственное научно-техническое издательство литературы по черной и цветной металлургии. - М., 1959 г., стр.150, табл.31). Кроме того, из того же источника кокса (А.А.Агроскин. Тепловые и электрические свойства углей. - Государственное научно-техническое издательство литературы по черной и цветной металлургии. - М., 1959 г., стр.150) известно, что при повышении давления на прессуемый углеродсодержащий материал его удельное электрическое сопротивление понижается. Таким образом, формируя брикеты восстановителя при разном давлении, можно получать брикетированный восстановитель с заранее определенным электрическим сопротивлением.The property of coal cokes is known as the presence of electrical resistance (A.A. Agroskin. Thermal and electrical properties of coal. State Scientific and Technical Publishing House of Literature on Ferrous and Non-Ferrous Metallurgy. - M., 1959, pp. 148-158 ) In this case, the dependence of specific resistance on the size of particles (fractions) of coke is known (A.A. Agroskin. Thermal and electrical properties of coal. State Scientific and Technical Publishing House of Literature on Ferrous and Non-Ferrous Metallurgy. - M., 1959, p. 150) . The property of coke is also known as the dependence of its specific resistance on the degree of grinding: the higher the degree of grinding of coke, the higher its electrical resistivity (A.A. Agroskin. Thermal and electrical properties of coal. State scientific and technical publishing house of literature on black and color metallurgy. - M., 1959, p. 150, table 31). In addition, from the same source of coke (A.A. Agroskin. Thermal and electrical properties of coal. - State Scientific and Technical Publishing House of Literature on Ferrous and Non-Ferrous Metallurgy. - M., 1959, p. 150) it is known that when increasing pressure on the pressed carbon-containing material, its electrical resistivity decreases. Thus, by forming reducing agent briquettes at different pressures, it is possible to obtain a briquetted reducing agent with a predetermined electrical resistance.
Коксовая мелочь - продукт коксового производства. Коксовая мелочь образована фракциями крупностью от пылевидных до 13 мм.Coke breeze is a product of coke production. Coke breeze is formed by fractions from dusty to 13 mm in size.
Коксовая мелочь коксохимических производств потребляется главным образом в агломерации железных руд. Мелкие частицы (менее 0, 5 мм) при сгорании не дают достаточного количества тепла, обеспечивающего спекание рудных частиц, а крупные (крупнее 7 мм) требуют додрабливания, при этом кроме оптимальных частиц дополнительно образуется коксовая пыль (частицы менее 0,5 мм). Для оптимизации агломерационного топлива и снижения его расхода организуют отсев частиц менее 0,5 мм (обеспыливание) топлива. Коксовая пыль (частицы менее 0, 5 мм) в настоящее время не находит квалифицированного применения. Удельное электрическое сопротивление насыпных масс коксовой мелочи мокрого тушения в большинстве случаев составляет 60-100 Ом·см или более, а удельное электрическое сопротивление насыпной массы коксовой пыли, выделенной из коксовой мелочи мокрого тушения составляет 2-6 кOм·см или более. Именно эти свойства коксовой пыли позволили использовать в производстве прессованного восстановителя.Coke breeze of coke production is consumed mainly in the agglomeration of iron ores. Small particles (less than 0.5 mm) during combustion do not produce enough heat to sinter the ore particles, while large particles (larger than 7 mm) need to be finished, while in addition to optimal particles, coke dust (particles less than 0.5 mm) is additionally formed. To optimize agglomeration fuel and reduce its consumption, particle screening of less than 0.5 mm (dedusting) of fuel is organized. Coke dust (particles less than 0.5 mm) currently does not find qualified use. The electrical resistivity of the bulk mass of wet quenching coke breeze is in most cases 60-100 Ohm · cm or more, and the electrical resistivity of the bulk mass of coke dust emitted from wet quenching coke breeze is 2-6 kΩ · cm or more. It is these properties of coke dust that are allowed to be used in the production of pressed reducing agent.
Известно использование в составе восстановителя фракции кокса крупностью от 10 до 25 мм (коксовый орешек).It is known to use a fraction of coke with a particle size of 10 to 25 mm (coke nut) in the reducing agent.
Чем меньше фракция, тем выше электрическое сопротивление.The smaller the fraction, the higher the electrical resistance.
Продуктами коксового производства являются различные фракции. Путем отсева части продукта можно сразу выделить фракции 5-13 мм, которые можно использовать в качестве компонента восстановителя без дополнительной обработки (прессования).Coke products are various fractions. By sieving part of the product, it is possible to immediately isolate fractions of 5-13 mm, which can be used as a component of a reducing agent without additional processing (pressing).
Фракции продукта коксового производства выше 13 мм использовать в качестве компонента восстановителя нецелесообразно, т.к. у таких фракции электрическое сопротивление значительно ниже, чем у меньших фракций.Product fractions of coke production above 13 mm are inappropriate to use as a reducing agent component, since in such fractions, the electrical resistance is much lower than in smaller fractions.
Фракции менее 5 мм для использования их в качестве компонента восстановителя необходимо укрупнять. Укрупнение фракций производят, например, прессованием с получением брикетов. В результате между спрессованными частицами брикета возникает контактное сопротивление (при пропускании тока), что ведет к повышению электрического сопротивления брикета, полученного в результате прессования коксовой мелочи, по сравнению с электрическим сопротивлением, присущим отдельной частице.Fractions of less than 5 mm must be enlarged to use them as a component of a reducing agent. The enlargement of fractions is carried out, for example, by pressing to obtain briquettes. As a result, contact resistance arises between the compacted particles of the briquette (when current is passed), which leads to an increase in the electrical resistance of the briquette obtained by pressing coke breeze compared to the electrical resistance inherent in a single particle.
Известны значения удельного электрического сопротивления насыпных масс проб мелких фракций углеродистых материалов:The known values of the electrical resistivity of the bulk mass of samples of small fractions of carbon materials:
- коксовая мелочь кокса мокрого тушения с размером частиц менее 10 мм - 60 Ом·см и более;- coke breeze of wet quenching coke with a particle size of less than 10 mm - 60 Ohm · cm or more;
- коксовая пыль с размером частиц менее 0,5 мм, выделенная из коксовой мелочи кокса мокрого тушения - 2-6 кOм·см и более;- coke dust with a particle size of less than 0.5 mm, extracted from coke breeze of wet quenching coke - 2-6 kOhm · cm and more;
- пекококсовая мелочь с размером частиц менее 10 мм - 8-10 Ом·см и более;- pitch-coke breeze with a particle size of less than 10 mm - 8-10 Ohm · cm or more;
- коксовая мелочь кокса сухого тушения с размером частиц менее 10 мм - 10 Ом·см. Именно такие значения удельного электрического сопротивления обусловливают возможность использования коксовой мелочи (продукта коксового производства) в качестве компонента восстановителя для электротермических металлургических процессов.- coke breeze of dry quenching coke with a particle size of less than 10 mm - 10 Ohm · cm. It is these values of electrical resistivity that make it possible to use coke breeze (a product of coke production) as a component of a reducing agent for electrothermal metallurgical processes.
Известна зависимость между усилием прессования и электрическим сопротивлением брикета. Зная о такой зависимости, можно, регулируя усилие прессования и путем включения добавок с высоким удельным электрическим сопротивлением (например, каменный уголь), получать брикеты с вполне определенным электрическим сопротивлением, необходимым для конкретного процесса.A known relationship between the pressing force and electrical resistance of the briquette. Knowing this dependence, it is possible, by regulating the pressing force and by including additives with high electrical resistivity (for example, coal), to obtain briquettes with a well-defined electrical resistance necessary for a particular process.
Прессование можно осуществлять экструзией или брикетированием. При этом брикетирование можно осуществлять путем штамповки или в вальцовом прессе.Pressing can be carried out by extrusion or briquetting. In this case, briquetting can be carried out by stamping or in a roller press.
Следует отметить, что электрическое сопротивление кокса и его реакционная способность не связаны непосредственно друг с другом (А.А.Агроскин. Тепловые и электрические свойства углей. Государственное научно-техническое издательство литературы по черной и цветной металлургии. М., 1959 г., стр.154-155), т.к. реакционная способность кокса определяется величиной и состоянием реагирующей поверхности, в то время, как электропроводность в основном зависит от подвижности электронов связи.It should be noted that the electrical resistance of coke and its reactivity are not directly related to each other (A.A. Agroskin. Thermal and electrical properties of coal. State Scientific and Technical Publishing House of Literature on Ferrous and Non-Ferrous Metallurgy. M., 1959, p. .154-155), because The reactivity of coke is determined by the magnitude and state of the reacting surface, while the electrical conductivity mainly depends on the mobility of the binding electrons.
Как показала практика, реакционная способность коксовой мелочи более чем в два раза выше, чем реакционная способность кокса и/или коксового орешка. Поэтому использование коксовой мелочи в заявляемом восстановителе является целесообразным и с точки зрения повышения реакционной способности восстановителя по сравнению с восстановителями на основе коксового орешка и/или кокса.As practice has shown, the reactivity of coke breeze is more than two times higher than the reactivity of coke and / or coke nut. Therefore, the use of coke breeze in the inventive reducing agent is also advisable from the point of view of increasing the reactivity of the reducing agent in comparison with reducing agents based on coke nut and / or coke.
Кроме того, в заявляемом восстановителе для необходимой корректировки реакционной способности используют такую добавку, как известняк, в количестве от 0, 5% до 5%. В данном случае известняк выступает не как катализатор процесса, а как регулирующая добавка, т.к. при нагреве (что характерно для электротермических металлургических процессов) он участвует в химической реакции с выделением восстановительного газа.In addition, in the inventive reducing agent for the necessary adjustment of reactivity, an additive such as limestone is used in an amount of from 0.5% to 5%. In this case, limestone does not act as a catalyst for the process, but as a regulatory additive, because when heated (which is typical for electrothermal metallurgical processes), it participates in a chemical reaction with the release of a reducing gas.
Характер реакции представлен в следующих формулах:The nature of the reaction is presented in the following formulas:
СаСО3→нагрев выше 900°→СаО+СO2 CaCO 3 → heating above 900 ° → CaO + CO 2
СO2+С→2СО,CO 2 + C → 2CO,
где СаСО3 - известняк;where CaCO 3 is limestone;
СаО - оксид кальция;CaO - calcium oxide;
СO2 - углекислый газ;CO 2 - carbon dioxide;
С - углерод коксовой мелочи и/или угля;C is the carbon of coke breeze and / or coal;
СО - восстановительный газ.CO is a reducing gas.
При нагреве известняк разлагается с выделением углекислого газа, который взаимодействует с углеродом коксовой мелочи и/или угля, в результате чего выделяется восстановительный газ.When heated, limestone decomposes with the release of carbon dioxide, which interacts with the carbon of coke breeze and / or coal, as a result of which reducing gas is released.
Связующее в заявляемом восстановителе может быть любым, которое традиционно используется при прессовании - минеральное (например, жидкое стекло), углеводородное (органическое). Связующее выбирается исходя из требований вида электротермического процесса, с учетом того, что распространенным требованием является нежелательность присутствия серы и/или фосфора.The binder in the inventive reducing agent can be any that is traditionally used in pressing - mineral (for example, liquid glass), hydrocarbon (organic). The binder is selected based on the requirements of the type of electrothermal process, given that a common requirement is the undesirability of the presence of sulfur and / or phosphorus.
В заявляемом восстановителе может содержаться каменный уголь. Данный компонент используется как добавка, т.к. наличие в восстановителе коксовой мелочи в составе углеродсодержащего материала в количестве 10% (от общей массы углеродсодержащего материала) достаточно для того, чтобы восстановитель выполнял свою функцию - повышал температуру процесса (за счет высокого удельного электрического сопротивления) при требуемой скорости реакции (за счет обеспечения соответствующей реакционной способности или за счет свойств самой коксовой мелочи, или путем добавления регулирующей добавки - известняка). Используемые фракции угля - от 3 до 13 мм, что соответствует фракции коксовой мелочи, используемой в заявляемом восстановителе. Разновидностью угля является антрацит, который также можно использовать в заявляемом восстановителе в качестве добавки.The inventive reducing agent may contain coal. This component is used as an additive since the presence in the reducing agent of coke breeze in the composition of the carbon-containing material in an amount of 10% (of the total mass of carbon-containing material) is sufficient for the reducing agent to fulfill its function of increasing the process temperature (due to the high electrical resistivity) at the required reaction rate (by ensuring the corresponding reactivity either due to the properties of coke breeze itself, or by adding a regulatory additive - limestone). The coal fractions used are from 3 to 13 mm, which corresponds to the fraction of coke breeze used in the inventive reducing agent. A variety of coal is anthracite, which can also be used in the inventive reducing agent as an additive.
Использование в качестве добавки (до 90%) каменного угля обусловлено снижением себестоимости восстановителя, т.к. уголь - природное сырье, не требующее для его использования в восстановителе специальной переработки (обработки). Уголь имеет высокое удельное электрическое сопротивление, поэтому использование его в качестве добавки обеспечивает повышение удельного электрического сопротивления восстановителя, а также обеспечивает снижение себестоимости восстановителя (т.е. снижает затраты, связанные с производством восстановителя за счет использования более дешевого исходного сырья).The use of coal as an additive (up to 90%) is due to a reduction in the cost of reducing agent, because Coal is a natural raw material that does not require special processing (processing) for its use in a reducing agent. Coal has a high electrical resistivity, therefore, using it as an additive provides an increase in the electrical resistivity of the reducing agent, and also reduces the cost of the reducing agent (i.e., reduces the costs associated with the production of the reducing agent through the use of cheaper feedstock).
Использование спекающихся углей может обеспечить резкое повышение термической прочности восстановителя.The use of sintering coals can provide a sharp increase in the thermal strength of the reducing agent.
Использование коксовой мелочи мокрого тушения является более предпочтительным, т.к. удельное электрическое сопротивление коксовой мелочи мокрого тушения более высокое чем у коксовой мелочи сухого тушения, кокса или коксового орешка, за счет того, что центральная часть частиц коксовой мелочи, полученной путем мокрого тушения, не подвергается тепловой обработке, как при сухом тушении, и остается в том виде, как и до термического воздействия.The use of wet quenching coke breeze is more preferable because the electrical resistivity of wet quenching coke breeze is higher than that of dry quench coke, coke or coke nut, due to the fact that the central part of coke breeze particles obtained by wet quenching is not subjected to heat treatment, as in dry quenching, and remains in In the form, as before the thermal effect.
Использование коксовой мелочи крупностью от менее 3 до менее 13 мм от пылевидной до 10 мм позволяет повысить удельное сопротивление восстановителя по сравнению с восстановителем, полученным из более крупной коксовой мелочи (10-13 мм).The use of coke breeze with a particle size of less than 3 to less than 13 mm from pulverized to 10 mm makes it possible to increase the specific resistance of the reducing agent compared to a reducing agent obtained from larger coke breeze (10-13 mm).
Заявляемый восстановитель получен путем прессования при давлениях выше 50 кГ/см2, т.к. при давлении 50 кГ/см2 обеспечивается прессование пылевидных фракций коксовой мелочи, а при более высоком давлении - всех остальных фракций. Прессование восстановителя можно осуществлять путем брикетирования или экструзии, но в обоих случаях давление прессования выбирается с учетом двух условий: обеспечение требуемого удельного электрического сопротивления восстановителя и с учетом обеспечения необходимой его прочности.The inventive reducing agent obtained by pressing at pressures above 50 kg / cm 2 , because at a pressure of 50 kg / cm 2 , the pulverulent fractions of coke breeze are pressed, and at a higher pressure, all other fractions are pressed. The reducing agent can be pressed by briquetting or extrusion, but in both cases the pressing pressure is selected taking into account two conditions: providing the required specific electrical resistance of the reducing agent and taking into account the necessary strength.
Повышение удельного электрического сопротивления восстановителя обеспечено также за счет связующего, которое обволакивает каждую частицу коксовой мелочи, повышая тем самым удельное электрическое сопротивление между частицами восстановителя.The increase in the electrical resistivity of the reducing agent is also provided by a binder that envelops each particle of coke breeze, thereby increasing the electrical resistivity between the particles of the reducing agent.
Для получения восстановителя возможно в состав углеродсодержащего сырья включать нефтяной полукокс замедленного коксования с выходом летучих веществ 17…25%. Частицы нефтяного кокса способны переходить в пластическое состояние при нагреве. Поэтому в результате нагрева смеси, содержащей коксовую мелочь, уголь и нефтяной полукокс, частицы нефтяного полукокса, переходя в пластичное состояние, обволакивают частицы коксовой мелочи и угля, т.е. выполняют роль связующего, обеспечивая термическую прочность прессовок.To obtain a reducing agent, it is possible to include in the composition of carbon-containing raw materials petroleum semi-coke of delayed coking with the release of volatile substances 17 ... 25%. Particles of petroleum coke are able to become plastic when heated. Therefore, as a result of heating a mixture containing coke breeze, coal and petroleum coke, particles of petroleum coke, turning into a plastic state, envelop particles of coke breeze and coal, i.e. perform the role of a binder, providing thermal strength of the compacts.
Свойства заявляемого восстановителя проверялись экспериментальным путем.The properties of the inventive reducing agent were tested experimentally.
Пример 1. Коксовая мелочь кокса мокрого тушения с размером частиц менее 5 мм с удельным электрическим сопротивлением (УЭС) свободной насыпи 60 Ом·см и реакционной способностью (PC) 0,85 см3/(г·с) смешивается с 10% жидкого стекла плотностью 1420 кГ/м3 и прессуется в брикеты диаметром 25 мм и длиной 25 мм. Брикеты имеют УЭС 4 Ом·см (это в 10 раз выше, чем у коксового орешка) и PC 1, 12 см3/(г·с), т.е. в два раза выше, чем у коксового орешка.Example 1. Coke breeze of wet quenching coke with a particle size of less than 5 mm with an electrical resistivity (resistivity) of a free embankment of 60 Ohm · cm and a reactivity (PC) of 0.85 cm 3 / (g · s) is mixed with 10% liquid glass density of 1420 kg / m 3 and is pressed into briquettes with a diameter of 25 mm and a length of 25 mm. Briquettes have a resistivity of 4 Ohm · cm (this is 10 times higher than that of coke nut) and PC 1, 12 cm 3 / (g · s), i.e. twice as high as coke nut.
Пример 2. Коксовая мелочь (по примеру 1) доизмельчается до крупности частиц менее 2 мм, смешивается с 10% жидкого стекла плотностью 1420 кГ/см3 и прессуется путем экструзии под давлением 50 кГ/см2 в изделия диаметром от 7 до 20 мм и длиной от 7 до 20 мм. УЭС изделий составляет 7,5 Ом·см, PC - 1,12 см3/(г·с), т.е. показатели значительно лучше, чем у коксового орешка.Example 2. Coke breeze (according to example 1) is crushed to a particle size of less than 2 mm, mixed with 10% liquid glass with a density of 1420 kg / cm 3 and pressed by extrusion under pressure of 50 kg / cm 2 into products with diameters from 7 to 20 mm and from 7 to 20 mm long. The resistivity of the products is 7.5 Ohm · cm, PC - 1.12 cm 3 / (g · s), i.e. indicators are much better than coke nut.
Пример 3. Коксовая мелочь, подготовленная по примеру 2, прессуется при давлении 700 кГ·см в изделия диаметром 20 мм и длиной 20 мм. УЭС изделий - 1,5 Ом·см, PC - 1,12 см3/(г·с). Также показатели лучше, чем у коксового орешка.Example 3. Coke breeze prepared according to example 2, is pressed at a pressure of 700 kg · cm into products with a diameter of 20 mm and a length of 20 mm. The resistivity of the products is 1.5 Ohm · cm, PC - 1.12 cm 3 / (g · s). Also, indicators are better than coke nut.
Пример 4. Коксовая мелочь от 0 (пылевидная фракция) до 10 мм мокрого тушения при свободной насыпи имела УЭС 60 Ом·см. Коксовая мелочь и спекающийся уголь, измельченный до крупности частиц менее 3 мм в соотношении 3:7, смешиваются с 10% жидкого стекла и прессуются при давлении 500 кГ/см2 на вальцовом прессе в изделия размером 50×40×30 мм эллипсообразной формы. УЭС изделий - 40-60 Ом·см, PC - 5-8 см3/(г·с), т.е. на порядок выше, чем у коксового орешка.Example 4. Coke breeze from 0 (pulverulent fraction) to 10 mm wet quenching with a free embankment had a resistivity of 60 Ohm · cm. Coke fines and sintering coal, crushed to a particle size of less than 3 mm in a ratio of 3: 7, are mixed with 10% liquid glass and pressed at a pressure of 500 kg / cm 2 on a roller press into 50 × 40 × 30 mm elliptical products. The resistivity of the products is 40-60 Ohm · cm, PC - 5-8 cm 3 / (g · s), i.e. an order of magnitude higher than that of coke nut.
Пример 5. Коксовая пыль (частицы менее 0,5 мм), уголь спекающийся (0-3 мм) и связующее (жидкое стекло плотностью 1400 кГ/см3) в соотношении (в процентах) 58:30:12 после смешения спрессованы способом экструзии при давлении 200-250 кГ/см2 в изделия диаметром 10 и 20 мм. УЭС изделий составило 65-110 Ом·см, PC - 5-8 см3/г·с).Example 5. Coke dust (particles less than 0.5 mm), sintering coal (0-3 mm) and a binder (water glass with a density of 1400 kg / cm 3 ) in a ratio (percentage) of 58:30:12 after mixing are compressed by extrusion at a pressure of 200-250 kg / cm 2 in products with a diameter of 10 and 20 mm. The resistivity of the products was 65-110 Ohm · cm, PC - 5-8 cm 3 / g · s).
Пример 6. Коксовая пыль, уголь высокометаморфизированный - тощий уголь и углеводородное связующее (каменноугольный пек) в соотношении (%) 50:37:13 после перемешивания спрессованы в брикеты 25×25×15 мм. УЭС изделий составило 110 Ом·см, PC - 8 см3/г·с).Example 6. Coke dust, highly metamorphosed coal - lean coal and a hydrocarbon binder (coal tar pitch) in the ratio (%) 50:37:13 after mixing are pressed into briquettes 25 × 25 × 15 mm. The resistivity of the products was 110 Ohm · cm, PC - 8 cm 3 / g · s).
Пример 7. Коксовая мелочь от кокса мокрого тушения (частицы менее 10 мм), нефтяной полукокс замедленного коксования (с содержанием летучих веществ 18-20% и величиной пластического слоя 22 мм) в крупности менее 10 мм и углеводородное связующее в соотношении 71:20:9 соответственно после смешивания сбрикетированы в брикеты чечевидной формы диаметром 50 мм. УЭС изделий - 55 Ом·см, PC - 6 см3/г·с).Example 7. Coke breeze from wet quenching coke (particles less than 10 mm), petroleum coke delayed coking (with a volatile content of 18-20% and a plastic layer of 22 mm) in size less than 10 mm and a hydrocarbon binder in the ratio 71:20: 9, respectively, after mixing, briquetted into briquettes of an obvious shape with a diameter of 50 mm. The resistivity of the products is 55 Ohm · cm, PC - 6 cm 3 / g · s).
Пример 8. Коксовая мелочь кокса мокрого тушения в крупности менее 5 мм 10 частей, технологические отсевы сортовых антрацитов в крупности менее 5 мм - 70 частей с выходом летучих веществ менее 6,0% и 20 частей спекающегося угля с величиной пластического слоя 10 мм смешиваются с 10% от массы твердых компонентов каменноугольной смолы полуксования. Смесь прессуется на вальцовом прессе в брикеты размером 15×25×15 мм. Давление прессования составляет 400 кГ/см2. УЭС брикетов составил более 100 кОм·см; PC - 10 6 см3/г·с).Example 8. Coke breeze of wet quenching coke in fineness of less than 5 mm 10 parts, technological screenings of high-grade anthracite in fineness of less than 5 mm - 70 parts with a yield of volatiles of less than 6.0% and 20 parts of sintering coal with a plastic layer size of 10 mm are mixed with 10% by weight of the solid components of half-coal tar. The mixture is pressed on a roller press into 15 × 25 × 15 mm briquettes. The pressing pressure is 400 kg / cm 2 . The resistivity of briquettes amounted to more than 100 kOhm · cm; PC - 10 6 cm 3 / g · s).
Пример 9. Коксовая мелочь кокса мокрого тушения в крупности менее 10 мм 90 частей и 10 частей спекающегося угля с величиной пластического слоя 10 мм в крупности менее 3 мм смешиваются с 12% от массы твердых углеродистых компонентов связующего (жидкого концентрата технического лигносульфоната) и прессуются в брикеты 50×40×16 мм при давлении прессования 300 кГ/см2. УЭС брикета - 1,5 Ом·см; PC - 1,76 см3/(г·с).Example 9. Coke breeze of wet quenching coke in fineness of less than 10 mm 90 parts and 10 parts of sintering coal with a plastic layer of 10 mm in size of less than 3 mm are mixed with 12% by weight of solid carbon components of the binder (liquid concentrate of technical lignosulfonate) and pressed into briquettes 50 × 40 × 16 mm at a pressing pressure of 300 kg / cm 2 . Briquette resistivity - 1.5 Ohm · cm; PC - 1.76 cm 3 / (g · s).
Пример 10. Коксовая мелочь кокса мокрого тушения 50 частей с размером частиц менее 5 мм, смесь мелких (менее 5 мм) отсевов восстановителей электротермических производств 15 частей, отсевы тощего угля с размером частиц менее 5 мм 20 частей и спекающийся уголь с толщиной пластического слоя 10 мм крупностью менее 3 мм - 15 частей смешивают с 12% от массы углеродистых компонентов связующего (жидкого концентрата технического лигносульфоната) и брикетируют в чечевицеподобные брикеты диаметром 50 мм и толщиной 20 мм. Давление прессования 350 кГ/см2. УЭС прессованного материала -200 м·см; PC - 6 см3/(г·с).Example 10. Coke breeze of wet quenching coke 50 parts with a particle size of less than 5 mm, a mixture of small (less than 5 mm) screenings of reducing agents of electrothermal production 15 parts, screenings of lean coal with a particle size of less than 5 mm 20 parts and sintering coal with a plastic layer thickness of 10 fineness of less than 3 mm - 15 parts are mixed with 12% by weight of the carbon components of the binder (liquid concentrate of technical lignosulfonate) and briquetted into lentil-like briquettes with a diameter of 50 mm and a thickness of 20 mm. Pressing pressure 350 kg / cm 2 . Resistivity of the pressed material -200 m · cm; PC - 6 cm 3 / (g · s).
Использование отсевов восстановителей позволяет осуществлять более экономное их использование.The use of screenings of reducing agents allows their more economical use.
К достоинствам заявляемого восстановителя можно отнести следующее:The advantages of the claimed reductant include the following:
- высокое регулируемое (за счет крупности частиц и состава прессуемой шихты) электрическое сопротивление;- high adjustable (due to particle size and composition of the pressed mixture) electrical resistance;
- высокая регулируемая (за счет состава углеродистых материалов - коксовой мелочи и угля, а также за счет возможности эффективного использования регулирующих добавок - известняка) реакционная способность.- high regulated (due to the composition of carbon materials - coke breeze and coal, as well as due to the possibility of the effective use of regulatory additives - limestone) reactivity.
Таким образом, заявляемый восстановитель имеет высокое удельное электрическое сопротивление, что предопределяет эффективность использования восстановителя в электротермических металлургических процессах. Характерная для коксовой мелочи реакционная способность позволяет осуществлять электротермический процесс с требуемой скоростью, которая может быть повышена за счет использования регулирующей добавки - известняка. Использование в заявляемом восстановителе коксовой мелочи решает задачу ее эффективного использования и утилизации. Следовательно, результатом разработки заявляемого восстановителя будет также расширение арсенала и полноты использования восстановителей для электротермических металлургических процессов.Thus, the inventive reducing agent has a high electrical resistivity, which determines the effectiveness of the use of the reducing agent in electrothermal metallurgical processes. The reactivity characteristic of coke breeze allows the electrothermal process to be carried out at the required speed, which can be increased by using a regulatory additive, limestone. Using in the inventive reducing agent coke breeze solves the problem of its effective use and disposal. Therefore, the development of the inventive reducing agent will also expand the arsenal and the full use of reducing agents for electrothermal metallurgical processes.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008100499/02A RU2381287C2 (en) | 2008-01-09 | 2008-01-09 | Restorative for thermal-electric metallurgical processes |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008100499/02A RU2381287C2 (en) | 2008-01-09 | 2008-01-09 | Restorative for thermal-electric metallurgical processes |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2008100499A RU2008100499A (en) | 2009-07-20 |
| RU2381287C2 true RU2381287C2 (en) | 2010-02-10 |
Family
ID=41046622
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008100499/02A RU2381287C2 (en) | 2008-01-09 | 2008-01-09 | Restorative for thermal-electric metallurgical processes |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2381287C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2745006C1 (en) * | 2020-08-10 | 2021-03-18 | Константин Сергеевич Ёлкин | Method for obtaining carbon reductant |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2501845C1 (en) * | 2012-05-18 | 2013-12-20 | Открытое акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" | Extruded coke briquette (brec) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4618347A (en) * | 1983-05-10 | 1986-10-21 | George Watt | Fuel briquettes and their preparation |
| WO1987000855A1 (en) * | 1985-08-08 | 1987-02-12 | Alternative Fossil Fuels, Inc. | Inorganic clay-containing coal briquettes and methods for production thereof |
| RU2083642C1 (en) * | 1995-10-17 | 1997-07-10 | Лурий Валерий Григорьевич | Method of production of koksbrik coke briquettes |
| RU2147029C1 (en) * | 1999-04-05 | 2000-03-27 | Лурий Валерий Григорьевич | Fuel briquet and method of preparing thereof |
| RU2171852C1 (en) * | 2000-02-29 | 2001-08-10 | Институт эколого-технологических проблем | Method of reducing agent production |
-
2008
- 2008-01-09 RU RU2008100499/02A patent/RU2381287C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4618347A (en) * | 1983-05-10 | 1986-10-21 | George Watt | Fuel briquettes and their preparation |
| WO1987000855A1 (en) * | 1985-08-08 | 1987-02-12 | Alternative Fossil Fuels, Inc. | Inorganic clay-containing coal briquettes and methods for production thereof |
| RU2083642C1 (en) * | 1995-10-17 | 1997-07-10 | Лурий Валерий Григорьевич | Method of production of koksbrik coke briquettes |
| RU2147029C1 (en) * | 1999-04-05 | 2000-03-27 | Лурий Валерий Григорьевич | Fuel briquet and method of preparing thereof |
| RU2171852C1 (en) * | 2000-02-29 | 2001-08-10 | Институт эколого-технологических проблем | Method of reducing agent production |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| РАВИЧ Б.М. Брикетирование руд. - М.: Недра, 1982, с.6-8. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2745006C1 (en) * | 2020-08-10 | 2021-03-18 | Константин Сергеевич Ёлкин | Method for obtaining carbon reductant |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2008100499A (en) | 2009-07-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7632330B2 (en) | Production of iron using environmentally-benign renewable or recycled reducing agents | |
| RU2507275C2 (en) | Production method of agglomerates from fine iron carrier | |
| RU2353660C2 (en) | Manufacturing method of briquettes with direct usage of coal with wide particle distribution by dimensions, method and facility with usage of this method | |
| EP1881051B1 (en) | Process for producing blast furnace coke | |
| KR100730820B1 (en) | Method for producing improved coal for use in metallurgy, and method for producing reduced metal and slag containing oxidized nonferrous metal | |
| KR101405478B1 (en) | Method for manufacturing coal bruquettes and apparatus for the same | |
| CN101443465A (en) | Production of iron using environmentally-benign renewable or recycled reducing agent | |
| AU2008203855B2 (en) | Process of forming a composite briquette | |
| Flores et al. | On the reduction behavior, structural and mechanical features of iron ore-carbon briquettes | |
| US3185635A (en) | Method for producing metallurgical coke and metal-coke from both coking and non-coking coals | |
| Fehse et al. | Influence of briquetting and coking parameters on the lump coke production using non-caking coals | |
| US3619376A (en) | Method of making metallurgical coke briquettes from coal, raw petroleum coke, inert material and a binder | |
| US3960543A (en) | Process of producing self-supporting briquettes for use in metallurgical processes | |
| RU2381287C2 (en) | Restorative for thermal-electric metallurgical processes | |
| US2808325A (en) | Process of refining pulverized metallic ores involving the production and use of ore pellets | |
| KR19980052528A (en) | Melt Reduction Steelmaking | |
| US4135983A (en) | Method for improving coking property of coal for use in production of cokes | |
| CN101343582B (en) | A method for producing type coke by briquette technology | |
| JPS5917042B2 (en) | Synthetic carbonaceous granules with high mechanical properties | |
| DE4241245A1 (en) | Calcium carbide prodn. from calcium oxide and carbonaceous cpd. - derived from crushed plastics waste in presence of granular calcium oxide by pyrolysis and calcination | |
| US4272324A (en) | Process for producing shaft furnace cokes | |
| TWI903151B (en) | Process of obtaining high iron content products from fines of iron ore and biomass, and their products | |
| RU2005770C1 (en) | Process for producing fuel briquettes | |
| RU2334785C1 (en) | Coke briquette | |
| US20250154616A1 (en) | Method for producing high iron-content products from iron ore fines and biomass, and products thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160110 |