[go: up one dir, main page]

RU2796485C1 - Charge for the production of magnesian iron flux - Google Patents

Charge for the production of magnesian iron flux Download PDF

Info

Publication number
RU2796485C1
RU2796485C1 RU2022110188A RU2022110188A RU2796485C1 RU 2796485 C1 RU2796485 C1 RU 2796485C1 RU 2022110188 A RU2022110188 A RU 2022110188A RU 2022110188 A RU2022110188 A RU 2022110188A RU 2796485 C1 RU2796485 C1 RU 2796485C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
iron
concentrate
mixture
flux
charge
Prior art date
Application number
RU2022110188A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Васильевич Рыбакин
Игорь Анатольевич Дудчук
Раман Анатольевич Гельбинг
Алексей Леонидович Мамонов
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Высокогорский горно-обогатительный комбинат"
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Высокогорский горно-обогатительный комбинат" filed Critical Открытое акционерное общество "Высокогорский горно-обогатительный комбинат"
Application granted granted Critical
Publication of RU2796485C1 publication Critical patent/RU2796485C1/en

Links

Abstract

FIELD: ferrous metallurgy.
SUBSTANCE: invention relates to the production of complex magnesian iron flux for blast furnaces. The mixture contains limestone, solid fuel, low-silicon iron-containing material in the form of a mixture of sinter screening, aspiration and blast furnace dust, sludge, iron ore concentrate, as well as vanadium and steel converter slags with a particle size of 0-10 mm, while iron-magnesium concentrate is additionally introduced into the composition of the mixture at the following ratio components, wt.%: limestone - 4.0-21.0; solid fuel - 1.0-7.0; iron magnesia concentrate - 4.0-20.0; low-silicon iron-containing mixture - the rest. As a ferromagnesian concentrate, a concentrate of baked sideroplesite of the Bakalsky deposit with a mass fraction of more than 10 mm and less than 0.1 mm, respectively, 0-15% and 35-45%, was used.
EFFECT: obtaining magnesian iron flux of increased strength while ensuring its optimal composition for the formation of fluid blast furnace slag and improving the technical and economic performance of blast furnaces.
4 cl, 3 tbl

Description

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к производству магнезиального железофлюса для доменных печей.The invention relates to ferrous metallurgy, namely the production of magnesian iron flux for blast furnaces.

Известна шихта для производства железофлюса, состоящая из смеси известняка, замасленного шлама из вторичных отстойников системы оборотного водоснабжения прокатных цехов, кусковой извести и плавикового шпата, при следующих соотношениях компонентов, мас. %:Known mixture for the production of iron flux, consisting of a mixture of limestone, oily sludge from secondary sedimentation tanks of the recycling water supply system of rolling shops, lump lime and fluorspar, with the following ratios, wt. %:

известнякlimestone 60,060.0 сухой шламdry sludge 33,033.0 известьlime 6,06.0 плавиковый шпатfluorspar 0,740.74 тяжелые углеводороды (масла)heavy hydrocarbons (oils) 5,05.0

Недостатками указанного состава шихты является малая производительность агрегата горячего окомкования при производстве железофлюса из-за низкого содержания извести и неудовлетворительного качества готовой продукции.The disadvantages of this charge composition is the low productivity of the hot pelletizing unit in the production of iron flux due to the low lime content and the unsatisfactory quality of the finished product.

Известна также шихта для производства железофлюса, в состав которой входят сталеплавильные шлаки и шламы, доменный шлам, колошниковая и конвертерная пыль, окалина, отсев агломерата и окатышей, известь и плавиковый шпат (авт. свид. СССР №765370, кл. С21С 5/28, С22В 1/16, 1980 г.).Also known is the charge for the production of iron flux, which includes steel-smelting slag and sludge, blast-furnace sludge, blast-furnace and converter dust, scale, screening of sinter and pellets, lime and fluorspar (ed. mon. USSR No. 765370, class C21C 5/28 , С22В 1/16, 1980).

Известна шихта для получения флюса, которая содержит, %: известь 15-20, известняк или доломит 10-12, топливо 8-10, конвертерный шлам или окалина - остальное (авт. свид. СССР №945209, кл. С21С 5/00, 1982 г.). Недостатками данных шихт является большая загрязненность железофлюса вредными примесями, низка его рафинирующая способность.Known charge for the production of flux, which contains,%: lime 15-20, limestone or dolomite 10-12, fuel 8-10, converter sludge or scale - the rest (ed. mon. USSR No. 945209, class C21C 5/00, 1982). The disadvantages of these mixtures are the high contamination of iron flux with harmful impurities, and its low refining ability.

Известен (авт. свид. СССР №1254021, МКИ С21С 5/36, опуб. БИ №32, 1986 г.) способ производства флюса путем термической обработки смеси известняка и железосодержащего флюса с использованием газообразного топлива во вращающихся печах.Known (ed. mon. USSR No. 1254021, MKI S21S 5/36, pub. BI No. 32, 1986) a method for the production of flux by heat treatment of a mixture of limestone and iron-containing flux using gaseous fuel in rotary kilns.

Шихта состоит из известняка и ферритной добавки, в которой молярное отношение Fe2O3/СаО=2-3, содержание SiO2 равно 1-3%, а масса ее составляет 20-30% от общей массы загружаемого в печь флюса. В качестве ферритной добавки могут быть использованы, в частности, шламы сталеплавильного производства.The charge consists of limestone and a ferrite additive, in which the molar ratio Fe 2 O 3 /CaO=2-3, the content of SiO 2 is 1-3%, and its mass is 20-30% of the total mass of the flux loaded into the furnace. As a ferrite additive, in particular, steelmaking sludge can be used.

Недостаток шихты заключается в том, что из- за низкого содержания железа (2,76-10,1 Feобщ.) и высокого содержания СаО (81-85%) получаемый флюс пригоден только для использования в конвертерном производстве. Попытки увеличить содержание железа во флюсе, увеличивая присадку ферритной добавки, не дали желаемого результата, так как использование во вращающихся печах многокомпонентной шихты с разной плотностью составляющих связано с большими трудностями.The disadvantage of the mixture is that due to the low iron content (2.76-10.1 Fe total ) and high CaO content (81-85%), the resulting flux is suitable only for use in converter production. Attempts to increase the iron content in the flux by increasing the addition of a ferrite additive did not give the desired result, since the use of a multicomponent charge with different component densities in rotary kilns is associated with great difficulties.

Известен ферритно-кальциевый флюс (патент РФ №2087557, МКИ С22В 1/16, опубл. в БИ №23, 1997 г.), включающей железосодержащие отходы или их смесь отходов, известняк, доломит и топливо. Причем железосодержащие отходы и их смесь характеризуются отношением Fe/SiO2≥11, а содержание SiO2 ограничено интервалом 0,5-5,0% (мас.). Производство ферритно-кальциевого флюса из указанной шихты осуществляется на ленточных агломашинах. Способ позволяет получить ферритно-кальциевый флюс с повышенным содержанием железа (Feобщ.≥50%, 11-18 СаО и 3,5% SiO2), пригодный для использования в доменном процессе.Known ferrite-calcium flux (RF patent No. 2087557, MKI S22V 1/16, published in BI No. 23, 1997), including iron-containing waste or a mixture of waste, limestone, dolomite and fuel. Moreover, iron-containing wastes and their mixture are characterized by the ratio Fe/SiO 2 ≥11, and the content of SiO 2 is limited to the range of 0.5-5.0% (wt.). The production of ferrite-calcium flux from the specified mixture is carried out on tape sintering machines. The method allows to obtain a ferrite-calcium flux with a high iron content (Fe total ≥50%, 11-18 CaO and 3.5% SiO 2 ), suitable for use in the blast furnace process.

Известен способ подготовки к спеканию агломерационной шихты (П - РФ №2041964, С22В 1/24, опубл. 20.08.1995 г., бюл. №23), который включает дозирование и ввод в шихту железосодержащих материалов, оборотных продуктов металлургического производства, флюсов и топлива, их перемешивание и окомкование. Часть оборотных продуктов металлургического производства вводят в виде металлического концентрата, полученного путем переработки и обогащения отвальных отходов металлургического производства, и смешивают его с железосодержащими материалами в соотношении соответственно (0,02-0,10):1,0.A known method of preparing for sintering a sintering charge (P - RF No. 2041964, S22V 1/24, publ. 20.08.1995, bull. No. 23), which includes dosing and introducing into the charge of iron-containing materials, turnaround products of metallurgical production, fluxes and fuels, their mixing and pelletizing. Part of the turnaround products of metallurgical production is introduced in the form of a metal concentrate obtained by processing and enriching waste waste from metallurgical production, and mixed with iron-containing materials in the ratio, respectively (0.02-0.10):1.0.

Металлический концентрат используют фракцией 0-10 мм, имеющий следующий химический состав, масс. %: железо 56,6-86,0; углерод 2,0-4,7; марганец 0,1-1,2; кремний 0,3-3,6; окись кальция 4,2-16,8; окись магния 0,6-2,4; закись железа 0,5-7,0; окись марганца 0,01-0,4; кремнезем 3,8-15,2; глинозем 0,7-3,6; фосфор 0,09-0,3; сера 0,04-0,6; графит 1,3-7,2; пятиокись фосфора 0,3-0,6.The metal concentrate is used with a fraction of 0-10 mm, having the following chemical composition, wt. %: iron 56.6-86.0; carbon 2.0-4.7; manganese 0.1-1.2; silicon 0.3-3.6; calcium oxide 4.2-16.8; magnesium oxide 0.6-2.4; iron oxide 0.5-7.0; manganese oxide 0.01-0.4; silica 3.8-15.2; alumina 0.7-3.6; phosphorus 0.09-0.3; sulfur 0.04-0.6; graphite 1.3-7.2; phosphorus pentoxide 0.3-0.6.

Недостатками аналога является недостаточно высокая прочность спека и недостаточное соотношение Al2O3/MgO, обеспечивающего образование легкоплавких гомогенных шлаков в доменных печах.The disadvantages of analogue is not high enough strength of the sinter and the insufficient ratio of Al 2 O 3 /MgO, providing the formation of fusible homogeneous slag in blast furnaces.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является шихта для производства марганецсодержащего железофлюса (П - 2410447 С1, С22В 1/14, опубликован 27.01.2011 г., бюл. №3), включающий марганецсодержащий железофлюсосновностью (СаО/SiO2) 4,5-8,5 и содержанием железа не менее 40% состоящий из известняка, твердого топлива, низкокремнистого железосодержащего материала в виде смеси металлургических отходов крупностью 0-5 мм и марганецсодержащего компонента в виде карбонатной руды с содержанием марганца 7,0-9,0%. Соотношение компонентов в шихте следующее, мас. %: известняк 12,0-20,0; марганецсодержащая карбонатная руда 8,5-12,0; твердое топливо 3,5-7,0; низкокремнистая железосодержащая смесь - остальное. В качестве низкокремнистой железосодержащей смеси используют смесь аглоотсева, аспирационной и колошниковой пыли и шламов.The closest technical solution to the proposed one is a charge for the production of manganese-containing iron flux (P - 2410447 C1, C22V 1/14, published on January 27, 2011, bull. No. 3), including manganese-containing iron flux basicity (CaO / SiO 2 ) 4.5-8 ,5 and an iron content of at least 40% consisting of limestone, solid fuel, low-silicon iron-containing material in the form of a mixture of metallurgical waste with a particle size of 0-5 mm and a manganese-containing component in the form of carbonate ore with a manganese content of 7.0-9.0%. The ratio of components in the charge is as follows, wt. %: limestone 12.0-20.0; manganese-containing carbonate ore 8.5-12.0; solid fuel 3.5-7.0; low-silicon iron-containing mixture - the rest. As a low-silicon iron-containing mixture, a mixture of sinter screening, aspiration and blast furnace dust and sludge is used.

Недостатком близкого аналога также как и аналога (П - 2041964) является отсутствие в шихте железофлюса компонентов, позволяющих поддерживать требуемое соотношение Al2O3/MgO, обеспечивающего образование легкоплавких гомогенных шлаков в доменных печах.The disadvantage of a close analogue as well as analogue (P - 2041964) is the absence in the charge of iron flux components that allow you to maintain the required ratio of Al 2 O 3 /MgO, which ensures the formation of low-melting homogeneous slag in blast furnaces.

Техническим результатом изобретения является получение прочного магнезиального железофлюса, способствующего формированию жидкотекучего доменного шлака, а также улучшению технико-экономических показателей доменной плавки.The technical result of the invention is to obtain a durable magnesian iron flux, which contributes to the formation of a fluid blast-furnace slag, as well as to improve the technical and economic performance of blast-furnace smelting.

Технический результат достигается тем, что известная шихта для производства магнезиального железофлюса, содержащая известняк, твердое топливо, низкокремнистый железосодержащий материал, согласно изобретению дополнительно содержит железомагнезиальный концентрат при следующем содержании компонентов, мас. %The technical result is achieved by the fact that the known mixture for the production of magnesium iron flux containing limestone, solid fuel, low-silicon iron-containing material, according to the invention additionally contains iron-magnesia concentrate with the following content, wt. %

известнякlimestone 4,0-21,04.0-21.0 твердое топливоsolid fuel 1,0-7,01.0-7.0 железомагнезиальный концентратiron magnesia concentrate 4,0-20,04.0-20.0 низкокремнистая железосодержащая смесьlow-silicon iron mixture остальное,rest,

при этом в качестве железомагнезиального концентрата используют концентрат обожженного сидероплезита Бакальского месторождения с массовой долей крупности более 10 мм и менее 0,1 мм соответственно 0-15% и 35-45%, а в качестве низкокремнистой железосодержащей смеси используют смесь аглоотсева, аспирационной и колошниковой пыли, шламов ЦУШ, железорудного концентрата, а также ванадиевого и стального конвертерных шлаков (СКШ+ВКШ) крупностью 0-10 мм.at the same time, the concentrate of baked sideroplesite of the Bakalsky deposit with a mass fraction of particle size of more than 10 mm and less than 0.1 mm, respectively, 0-15% and 35-45%, is used as a ferromagnesian concentrate, and a mixture of sinter screening, aspiration and blast-furnace dust is used as a low-silicon iron-containing mixture , slurry TsUSh, iron ore concentrate, as well as vanadium and steel converter slags (SKSH + VKSH) with a particle size of 0-10 mm.

Сущность способа заключается в следующем. Использование в шихте оборотных продуктов в виде отходов металлургических производств с повышенным содержанием оксида алюминия в рудах и концентратах приводит к формированию тугоплавких вязких алюминатных шлаков при расплавлении шихт, имеющих алю-минатный модуль Al2O3/MgO больше 1,0 в доменных печах. Для снижения вязкости доменных шлаков необходимо поддерживать соотношение Al2O3/MgO в аглошихте и доменном шлаке в пределах 0,7-1,0. Для достижения поставленного технического результата предлагается вводить в доменную шихту материалы с повышенным содержанием MgO.The essence of the method is as follows. The use of turnaround products in the form of metallurgical waste with a high content of aluminum oxide in ores and concentrates in the charge leads to the formation of refractory viscous aluminate slags during the melting of charges with an aluminate modulus Al 2 O 3 /MgO greater than 1.0 in blast furnaces. To reduce the viscosity of blast-furnace slags, it is necessary to maintain the ratio of Al 2 O 3 /MgO in the sinter charge and blast-furnace slag within 0.7-1.0. To achieve the stated technical result, it is proposed to introduce materials with a high content of MgO into the blast-furnace charge.

В связи с чем, заявителем заявки предложено в поставляемым в доменный цех железофлюсе дополнительно использовать магнийсодержащий материал. Для чего, в спеченном железофлюсе используют железомагнезиальный концентрат, который в свою очередь получают путем обжиг - магнитного обогащения сырой сидероплезитовой руды, содержащей 30-32% Fe, 8-10% MgO, 1,8-2,3 Al2O3, 6-8% SiO2, CO2 35-37%. Для удаления вредных примесей SiO2, Al2O3, CO2 сидероплезитовая руда подвергается обжигу при 850-1050°С и последующей магнитной сепарации. В ходе обжига происходит удаление углекислоты и происходит окисление закиси железа.In this connection, the applicant of the application proposed to additionally use magnesium-containing material in the iron flux supplied to the blast-furnace shop. Why, in sintered iron flux, iron-magnesium concentrate is used, which in turn is obtained by roasting - magnetic enrichment of raw sideroplesite ore containing 30-32% Fe, 8-10% MgO, 1.8-2.3 Al 2 O 3 , 6 -8% SiO 2 , CO 2 35-37%. To remove harmful impurities SiO 2 , Al 2 O 3 , CO 2 sideroplesite ore is subjected to roasting at 850-1050°C and subsequent magnetic separation. During firing, carbon dioxide is removed and ferrous oxide is oxidized.

За счет удаления CO2 массовая доля Fe в обожженной руде поднимается с 30-32% до 44-46%, а MgO с 8-10% до 10-12%.Due to the removal of CO 2 the mass fraction of Fe in the burnt ore rises from 30-32% to 44-46%, and MgO from 8-10% to 10-12%.

Концентрат обжигмагнитного обогащения сидероплезита измельчается таким образом, чтобы массовая доля фракции более 10 мм и менее 0,1 мм были равны соответственно 0-15% и 35-45%.The concentrate of roasting and magnetic enrichment of sideroplesite is crushed in such a way that the mass fraction of a fraction of more than 10 mm and less than 0.1 mm is equal to 0-15% and 35-45%, respectively.

В ходе обжига изоморфный раствор карбонатов Fe и Mg образует магнитные магнезиоферриты, поэтому магнитная сепарация обожженной руды в полях напряженностью 1000-1200 эрст. позволяет отделить железо-магнезиальные минералы от алюмосиликатной пустой породы. Полученный концентрат содержит 47-52% Fe, 10-20% MgO, 1,5-1,8% Al2O3, 4-5% SiO2 и имеет очень низкий алюминатный модуль Al2O3/MgO=0,1-0,2 ед.During roasting, an isomorphic solution of Fe and Mg carbonates forms magnetic magnesioferrites; therefore, the magnetic separation of burnt ore in fields of 1000-1200 erst. allows you to separate iron-magnesian minerals from aluminosilicate waste rock. The resulting concentrate contains 47-52% Fe, 10-20% MgO, 1.5-1.8% Al 2 O 3 , 4-5% SiO 2 and has a very low aluminate modulus Al 2 O 3 /MgO=0.1 -0.2 units

Полученный концентрат обжимагнитного обогащения сидероплезита с содержанием MgO=10-20% в дальнейшем используют в шихте при производстве железофлюса для доменных печей.The obtained concentrate of sideroplesite magnetic enrichment with MgO=10-20% content is further used in the charge in the production of iron flux for blast furnaces.

Добавка сидероплезитового концентрата в шихту позволит оптимизировать состав магнезиального железофлюса и в дальнейшем обеспечить формирование жидко-текучих доменных шлаков.The addition of sideroplesite concentrate to the charge will allow optimizing the composition of the magnesian iron flux and further ensuring the formation of liquid-flowing blast-furnace slags.

Ввод в агломерационную шихту железофлюса железомагнезиального концентрата обжиг - магнитного обогащения сидероплезита позволяет не только оптимизировать состав доменного шлака при расплавлении железофлюса, но и увеличить его прочность при восстановлении в верхних горизонтах доменных печей. Ионы Mg2+, обладая высокой диффузионной подвижностью, активно внедряются в решетку магнетита железорудных компонентов, связывая часть образующегося при окислении гематита в ферриты магния по реакциям:The introduction of iron-magnesium concentrate of roasting - magnetic enrichment of sideroplesite into the iron-flux sintering charge allows not only to optimize the composition of blast-furnace slag during iron-flux melting, but also to increase its strength during reduction in the upper horizons of blast-furnaces. Mg 2+ ions, having high diffusion mobility, are actively introduced into the magnetite lattice of iron ore components, binding part of the hematite formed during the oxidation into magnesium ferrites according to the reactions:

2Fe3O4+1/2O2=3Fe2O3 2Fe 3 O 4 + 1 / 2O 2 \u003d 3Fe 2 O 3

Fe2O3+MgO=Fe2MgO4 Fe 2 O 3 + MgO \u003d Fe 2 MgO 4

Ферриты Mg значительно меньше разбухают и разрушаются при восстановлении в верхних горизонтах доменных печей, чем гематит, сохраняя при этом высокую прочность железофлюса.Mg ferrites swell and collapse much less during reduction in the upper horizons of blast furnaces than hematite, while maintaining the high strength of the iron flux.

Предлагаемое для патентования техническое решение заключается в использовании шихты для производства магнийсодержащего железофлюса, в котором наряду с магнийсодержащим концентратом используют низкокремнистые железосодержащие металлургические отходы, которые образуют железосодержащую смесь. Ограниченное содержание кремнезема устраняет его вредное воздействие на пропитку известняка оксидами железа, так как в этом случае максимально снижается возможность образования тугоплавкого двухкальциевого силиката (tпл.=2130°С), который покрывает оболочкой куски извести и оказывает тормозящее влияние на диффузию оксидов железа внутрь кусков. Кроме того наличие 2СаО SiO2 способствует образованию настылей в доменной печи.The technical solution proposed for patenting consists in using a charge for the production of magnesium-containing iron flux, in which, along with magnesium-containing concentrate, low-silicon iron-containing metallurgical waste is used, which form an iron-containing mixture. The limited content of silica eliminates its harmful effect on the impregnation of limestone with iron oxides, since in this case the possibility of the formation of refractory dicalcium silicate (t pl. = 2130 ° C), which covers the pieces of lime with a shell and has an inhibitory effect on the diffusion of iron oxides inside the pieces, is maximally reduced . In addition, the presence of 2CaO SiO 2 contributes to the formation of deposits in the blast furnace.

Низкоремнистая железосодержащая смесь приготавливается из металлургических отходов путем механического смешивания компонентов. Крупность железосодержащей смеси находится в пределах 0-10 мм.Low-silica iron-containing mixture is prepared from metallurgical waste by mechanical mixing of the components. The size of the iron-containing mixture is in the range of 0-10 mm.

Улучшению физико-механических свойств железофлюса способствует равномерное распределение заранее сформированных ферритных и других связок. Для равномерного распределения железосодержащей смеси размер ее компонентов должен быть сопоставимым с остальными компонентами шихты. Использование низкокремнистой смеси железосодержащих материалов и железомагнезиального концентрата способствует образованию легкоплавкого высокоактивного железисто-кальциевого флюса.Improving the physical and mechanical properties of iron flux contributes to the uniform distribution of pre-formed ferrite and other bundles. For uniform distribution of the iron-containing mixture, the size of its components must be comparable with the rest of the charge components. The use of a low-silicon mixture of iron-containing materials and iron-magnesium concentrate promotes the formation of a low-melting, highly active ferrous-calcium flux.

Пределы содержания известняка обусловлены качеством чугуна и расходом кокса на его производство. При содержании известняка в шихте железофлюса менее 4% произведенный в доменном цехе чугун не удовлетворяет требованиям сталеплавильного производства по содержанию серы.The limits of limestone content are determined by the quality of cast iron and the consumption of coke for its production. When the limestone content in the iron flux charge is less than 4%, the pig iron produced in the blast furnace shop does not meet the requirements of steelmaking in terms of sulfur content.

При содержании известняка в шихте более 21% возрастает расход кокса на доменных печах при выплавке чугуна.When the limestone content in the charge is more than 21%, the consumption of coke in blast furnaces during iron smelting increases.

Пределы содержания твердого топлива обусловлены задачей получения прочного железофлюса. При содержании твердого топлива в шихте менее 1,0% не достигается необходимая прочность железофлюса при выплавке чугуна. При содержании твердого топлива в шихте более 7,0% повышается расход кокса, без существенного повышения прочности железофлюса.The limits of solid fuel content are determined by the task of obtaining a strong iron flux. When the content of solid fuel in the charge is less than 1.0%, the required strength of the iron flux is not achieved during iron smelting. When the content of solid fuel in the charge is more than 7.0%, the consumption of coke increases, without a significant increase in the strength of the iron flux.

Оптимальные металлургические свойства железофлюса по прочности и вязкости доменных шлаков достигаются в диапазоне добавки железомагнезиального концентрата в количестве 4,0-20%. При меньшем, чем 4% содержании железомагнезиального концентрата прочность железофлюса снижается (пример 5). При добавке железомагнезиального концентрата более 20% (пример 6) вырастает вязкость шлаков при плавлении железофлюса, что отрицательно сказывается на работе доменных печей.The optimal metallurgical properties of iron flux in terms of strength and viscosity of blast-furnace slags are achieved in the range of adding iron-magnesium concentrate in the amount of 4.0-20%. With less than 4% content of iron-magnesia concentrate, the strength of the iron flux decreases (example 5). With the addition of iron-magnesia concentrate of more than 20% (example 6), the viscosity of the slag increases during the melting of the iron flux, which adversely affects the operation of blast furnaces.

Применение малокремнистой железосодержащей смеси способствует получению железофлюса с увеличенным содержанием железа более 45% с высокими прочностными характеристиками.The use of a low-silicon iron-containing mixture contributes to the production of iron flux with an increased iron content of more than 45% with high strength characteristics.

Высокая удельная поверхность железосодержащих металлургических отходов (4,0-8,5 м2/г) улучшает эффективность грануляции и способствует интенсификации процесса спекания флюса, интенсивное образование СаО и Fe2O3 при нагреве железосодержащей смеси сопровождается равномерным распределением температуры в спекаемом слое, улучшением физико-химических свойств и повышением механической прочности спекаемого магнезиального железофлюса.The high specific surface of iron-containing metallurgical waste (4.0-8.5 m 2 /g) improves the efficiency of granulation and contributes to the intensification of the flux sintering process, the intensive formation of CaO and Fe 2 O 3 during heating of the iron-containing mixture is accompanied by a uniform temperature distribution in the sintered layer, improvement physical and chemical properties and an increase in the mechanical strength of the sintered magnesian iron flux.

Железосодержащие отходы металлургических производств (аспирационные и колошниковые пыли, агломерационный отсев, сталеплавильные и агломерационные шламы, ванадиевые и стальные конвертерные шлаки крупностью 0-10 мм, а также металлопродукты и др.) и железорудный концентрат равномерно закладывали в штабеля. После формирования штабелей материалы из них закачивали в выделенные бункера. Железомагнезиальный концентрат так же, как известняк и твердое топливо, закачивали в отдельные бункера для точной дозировки. Компоненты из бункеров железорудного концентрата и отходов металлургических производств, железомагнезиального концентрата, известняка и топлива ленточными дозаторами подавали на сборный конвейер и усредняли в барабанном смесителе. Смешанную и увлажненную до 5-7% шихту окомковывали в барабанном окомкователе и укладывали на спекательные тележки агломашин для спекания. Высота слоя составляла 320-350 мм. Спекание проводили при температуре 1250°С. После охлаждения спеченный железофлюс подвергали испытаниям в барабане для определения механической прочности. Прочность оценивали по выходу фракций более 5 мм, характеризующей показатель сопротивления на разрушение.Iron-containing wastes of metallurgical production (aspiration and flue dust, sinter screenings, steel-smelting and sintering sludge, vanadium and steel converter slags with a particle size of 0-10 mm, as well as metal products, etc.) and iron ore concentrate were evenly placed in piles. After the formation of the stacks, the materials from them were pumped into dedicated bunkers. Iron-magnesium concentrate, as well as limestone and solid fuel, was pumped into separate hoppers for precise dosage. The components from the bunkers of iron ore concentrate and waste from metallurgical production, iron-magnesium concentrate, limestone and fuel were fed by belt dispensers to a collection conveyor and averaged in a drum mixer. Mixed and moistened up to 5-7% charge was pelletized in a drum pelletizer and placed on sinter carts of sintering machines. The layer height was 320–350 mm. Sintering was carried out at a temperature of 1250°C. After cooling, the sintered iron flux was subjected to drum tests to determine the mechanical strength. The strength was evaluated by the yield of fractions of more than 5 mm, which characterizes the index of resistance to destruction.

Спек после дробления и выделения горячего возврата крупностью 5-0 мм отправляли в доменный цех АО «ЕВРАЗ НТМК» для производства ванадиевого чугуна. Возврат подавали в смесительный барабан для подогрева шихты.Speck after crushing and separation of hot return with a particle size of 5-0 mm was sent to the blast furnace shop of EVRAZ NTMK JSC for the production of vanadium pig iron. The return was fed into the mixing drum to heat the charge.

При проведении экспериментальных работ по отработке технологии получения оптимальной шихты железофлюса для доменных печей сравнивались показатели спекания взятой в качестве прототипа известной шихты и шихты предлагаемой в качестве нового технического решения (Таблица №2). В таблице №1 приведены сравнительные показатели разных шихт.Наилучших показателей доменной плавки удалось достичь на шихтах, указанных в примерах 3, 4.When carrying out experimental work on developing the technology for obtaining the optimal iron flux charge for blast furnaces, the sintering indicators of the known charge taken as a prototype and the charge proposed as a new technical solution were compared (Table No. 2). Table No. 1 shows the comparative indicators of different charges. The best indicators of blast-furnace smelting were achieved on the charges indicated in examples 3, 4.

Совокупность приведенных выше технологических факторов способствует получению магнезиального железофлюса прочного по мех. свойствам и с высокими потребительскими свойствами, способствующего значительному увеличению технико-экономических показателей доменной плавки.The combination of the above technological factors contributes to the production of magnesian iron flux with high resistance to fur. properties and with high consumer properties, contributing to a significant increase in the technical and economic indicators of blast-furnace smelting.

Химический состав компонентов шихты магнезиального железофлюса показан в таблице №3.The chemical composition of the components of the charge of magnesian iron flux is shown in table No. 3.

Опытное опробование патентуемого железофлюса проводилось на доменных печах АО «ЕВРАЗ НТМК», выплавляющих ванадийсодержащий чугун. Существующая на АО «ЕВРАЗ НТМК» технология доменной плавки титаномагнетитов предусматривает использование в железорудной части шихты 36-38% высокоосновного агломерата (СаО/SiO2=2,2) и 52-54% неофлюсованных окатышей с природной основностью 0,2-0,35. Расход железофлюса составляет примерно 10% от всей железорудной части шихты.Experimental testing of the patented iron flux was carried out at the blast furnaces of EVRAZ NTMK JSC, which smelt vanadium-containing pig iron. The existing blast-furnace smelting technology of titanium magnetites at EVRAZ NTMK JSC provides for the use of 36-38% highly basic sinter (CaO/SiO 2 = 2.2) and 52-54% non-fluxed pellets with a natural basicity of 0.2-0.35 in the iron ore part of the charge . The consumption of iron flux is approximately 10% of the entire iron ore part of the charge.

В ванадиевом чугуне содержится в среднем 0,07-0,09% кремния и 0,29-0,35% марганца. В связи с тем, что основность шлака (СаО/SiO2) устанавливается в пределах 1,20-1,25, расход известняка в шихту составляет 55-58 кг/ т чугуна, а повышенный расход известняка в доменной плавке приводит к повышенному расходу кокса.Vanadium cast iron contains an average of 0.07-0.09% silicon and 0.29-0.35% manganese. Due to the fact that the basicity of the slag (CaO / SiO 2 ) is set within 1.20-1.25, the consumption of limestone in the charge is 55-58 kg / t of pig iron, and the increased consumption of limestone in blast furnace leads to an increased consumption of coke .

Рассмотрим пример конкретного использования патентуемого железофлюса в доменной плавке. Магнезиальный железофлюс, поступивший из Лебяжинского аглоцеха ОАО «ВГОК», выгружался на отдельно выделенное место рудного двора доменного цеха с целью его охлаждения в течение 2-4-х суток. Средневзвешенный химический состав железофлюса указанный в таблице №3, соответствовал требованиям технических условий на данный материал. Железофлюс использовался в шихте доменных печей путем загрузки его в печи через бункера добавок. Расход магнезиального железофлюса составлял около 12% от всей железорудной части шихты и корректировался по требуемой основности шлака. Железофлюс загружался в скип совместно с окатышами. Параметры загрузки шихты, дутьевого режима, интенсивность доменной плавки поддерживались в пределах, обеспечивающих ровный ход печи, нормальное тепловое состояние и оптимальный шлаковый режим согласно заводской инструкции ТИ-102-132-2019.Let us consider an example of the specific use of the patented iron flux in blast-furnace smelting. The magnesian iron flux received from the Lebyazhinskiy sinter plant of VGOK JSC was unloaded to a separate place in the ore yard of the blast furnace shop in order to cool it down within 2-4 days. The weighted average chemical composition of the iron flux indicated in Table No. 3 met the requirements of the technical specifications for this material. Iron flux was used in the charge of blast furnaces by loading it into the furnace through the bunker of additives. The consumption of magnesian iron flux was about 12% of the entire iron ore part of the charge and was adjusted according to the required basicity of the slag. Iron flux was loaded into the skip together with pellets. The parameters of charge loading, blast mode, intensity of blast-furnace smelting were maintained within the limits ensuring smooth operation of the furnace, normal thermal state and optimal slag mode in accordance with the factory instruction TI-102-132-2019.

Анализ технологических показателей работы доменных печей, выплавляющей ванадиевый чугун, показан в таблице №2.An analysis of the technological performance of blast furnaces that smelt vanadium pig iron is shown in Table No. 2.

Особенностью выплавки ванадиевых чугунов является образование в печи карбидов и карбонитридов титана, образование которых происходит даже при холодном ходе печи. При этом потери чугуна с карбидами и карбонитридами доходят до 10-15%.A feature of the smelting of vanadium cast iron is the formation of titanium carbides and carbonitrides in the furnace, the formation of which occurs even when the furnace is cold. In this case, the loss of cast iron with carbides and carbonitrides reaches 10-15%.

Патентуемый железофлюс способствовал улучшению процесса шлакообразования в печи и снижал вязкость конечного доменного шлака, за счет чего достигалось улучшение разделения продуктов плавки на выпуске из печи и значительно уменьшились потери чугуна со шлаком.The patented iron flux improved the process of slag formation in the furnace and reduced the viscosity of the final blast-furnace slag, due to which the improvement in the separation of melt products at the outlet from the furnace was achieved and the loss of iron with slag was significantly reduced.

Снижение вязкости доменного шлака происходило в связи с меньшим образованием в печи карбонитридов титана и гренали, что обусловлено благоприятным химическим составом железофлюса, его низкой температурой плавления (1260-1300°С) и хорошей жидкоподвижностью в расплавленном состоянии. Вязкость шлака снизилась с 0,28 до 0,20-0,22 Пас.The decrease in the viscosity of blast-furnace slag occurred due to the lower formation of titanium and grenal carbonitrides in the furnace, which is due to the favorable chemical composition of the iron flux, its low melting point (1260-1300°C) and good liquid mobility in the molten state. The viscosity of the slag decreased from 0.28 to 0.20-0.22 Pas.

За счет снижения вязкости шлака достигалось улучшение разделения продуктов доменной плавки на выпуске из печи и значительно уменьшились потери чугуна со шлаком. В результате чего, выпуск чугуна по суткам на опытных плавках увеличился с 13800 т. до 14200 т.By reducing the viscosity of the slag, the separation of blast-furnace smelting products at the outlet from the furnace was improved, and the loss of iron with slag was significantly reduced. As a result, the daily output of cast iron at experimental melts increased from 13,800 tons to 14,200 tons.

Благодаря использовании предлагаемого для патентования магнезиального железофлюса, удалось достичь:Thanks to the use of the magnesian iron flux proposed for patenting, it was possible to achieve:

- удельный расход кокса снизился на 2,7 кг/т чугуна;- specific consumption of coke decreased by 2.7 kg/t of pig iron;

- улучшилась стабильность шлака по основности (САО/SiO2), а также стал более стабильным химический состав выплавляемого чугуна по содержанию V, Si, Mn;- improved stability of slag by basicity (SAO/SiO 2 ), and also became more stable chemical composition of cast iron in terms of V, Si, Mn content;

- содержание серы в чугуне снизилось на 0,005%;- sulfur content in cast iron decreased by 0.005%;

- вязкость шлака снизилась с 0,29 до 0,22-0,24 Па⋅, что обеспечило снижение концентрации металла в шлаке на выпуске из печи на 10-15%.- the viscosity of the slag decreased from 0.29 to 0.22-0.24 Pa⋅, which ensured a decrease in the metal concentration in the slag at the outlet from the furnace by 10-15%.

Таким образом, предложенное техническое решение полностью соответствует критерию "новизна". Анализ патентов и научно-технической литературы не выявил использования новых существенных признаков, используемых в предлагаемом изобретении, по функциональному назначению. Следовательно, предлагаемое изобретение соответствует критерию "изобретательский уровень".Thus, the proposed technical solution fully complies with the criterion of "novelty". The analysis of patents and scientific and technical literature did not reveal the use of new essential features used in the proposed invention, according to the functional purpose. Therefore, the present invention meets the criterion of "inventive step".

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

Claims (5)

1. Шихта для производства магнезиального железофлюса, содержащая известняк, твердое топливо, низкокремнистый железосодержащий материал в виде смеси аглоотсева, аспирационной и колошниковой пыли, шламов, железорудного концентрата, а также ванадиевого и стального конвертерных шлаков крупностью 0-10 мм, отличающаяся тем, что в состав шихты дополнительно введен железомагнезиальный концентрат при следующем соотношении компонентов, мас. %:1. Charge for the production of magnesian iron flux containing limestone, solid fuel, low-silicon iron-containing material in the form of a mixture of sinter screening, aspiration and blast furnace dust, sludge, iron ore concentrate, as well as vanadium and steel converter slags with a particle size of 0-10 mm, characterized in that in composition of the charge additionally introduced iron-magnesia concentrate in the following ratio, wt. %: известнякlimestone 4,0-21,04.0-21.0 твердое топливоsolid fuel 1,0-7,01.0-7.0 железомагнезиальный концентратiron magnesia concentrate 4,0-20,04.0-20.0 низкокремнистая железосодержащая смесьlow-silicon iron mixture остальноеrest
2. Шихта по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве железомагнезиального концентрата использован концентрат обожженного сидероплезита Бакальского месторождения.2. The charge according to claim 1, characterized in that the concentrate of baked sideroplesite of the Bakalskoe deposit was used as the iron-magnesia concentrate. 3. Шихта по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что использован железомагнезиальный концентрат с массовой долей крупности более 10 мм и менее 0,1 мм соответственно 0-15% и 35-45%.3. The mixture according to claim 1 or 2, characterized in that the iron-magnesia concentrate is used with a mass fraction of fineness of more than 10 mm and less than 0.1 mm, respectively, 0-15% and 35-45%. 4. Шихта по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве низкокремнистой железосодержащей смеси использована смесь аглоотсева, аспирационной и колошниковой пыли, шламов, железорудного концентрата, а также ванадиевого и стального конвертерных шлаков крупностью 0-10 мм.4. The charge according to claim 1, characterized in that a mixture of sinter screening, aspiration and blast furnace dust, sludge, iron ore concentrate, as well as vanadium and steel converter slags with a particle size of 0-10 mm is used as a low-silicon iron-containing mixture.
RU2022110188A 2022-04-14 Charge for the production of magnesian iron flux RU2796485C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2796485C1 true RU2796485C1 (en) 2023-05-24

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2820696C1 (en) * 2023-09-22 2024-06-07 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук (ИМЕТ УрО РАН) Method of processing magnesium-containing carbonate iron-ore materials

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU403733A1 (en) * 1970-07-22 1973-10-26 витель И. А. Копырин, Ю. М. Борц, А. Н. Спектор, А. Е. Онищенко , Ф. А. боконь Чел бинский научно исследовательский институт металлургии METHOD OF OBTAINING BATTLED WELLRANGES
FR2625512A1 (en) * 1988-01-06 1989-07-07 Fassi Stephane Processes for upgrading industrial waste
SU1708893A1 (en) * 1990-04-03 1992-01-30 Новолипецкий металлургический комбинат Method of producing complex manganese containing flux
JP2003306724A (en) * 2002-04-17 2003-10-31 Jfe Steel Kk Method for producing sintered ore for blast furnace
UA85653C2 (en) * 2008-04-04 2009-02-10 Приазовский Государственный Технический Университет METHOD for staflux production
RU2410447C1 (en) * 2009-04-28 2011-01-27 Открытое акционерное общество "Высокогорский горно-обогатительный комбинат" Mix material for production of manganese-containing staflux
RU2722946C1 (en) * 2019-09-04 2020-06-05 Акционерное общество «ЕВРАЗ НТМК Нижнетагильский металлургический комбинат» (АО «ЕВРАЗ НТМК») Charge for iron-ore agglomerate production

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU403733A1 (en) * 1970-07-22 1973-10-26 витель И. А. Копырин, Ю. М. Борц, А. Н. Спектор, А. Е. Онищенко , Ф. А. боконь Чел бинский научно исследовательский институт металлургии METHOD OF OBTAINING BATTLED WELLRANGES
FR2625512A1 (en) * 1988-01-06 1989-07-07 Fassi Stephane Processes for upgrading industrial waste
SU1708893A1 (en) * 1990-04-03 1992-01-30 Новолипецкий металлургический комбинат Method of producing complex manganese containing flux
JP2003306724A (en) * 2002-04-17 2003-10-31 Jfe Steel Kk Method for producing sintered ore for blast furnace
UA85653C2 (en) * 2008-04-04 2009-02-10 Приазовский Государственный Технический Университет METHOD for staflux production
RU2410447C1 (en) * 2009-04-28 2011-01-27 Открытое акционерное общество "Высокогорский горно-обогатительный комбинат" Mix material for production of manganese-containing staflux
RU2722946C1 (en) * 2019-09-04 2020-06-05 Акционерное общество «ЕВРАЗ НТМК Нижнетагильский металлургический комбинат» (АО «ЕВРАЗ НТМК») Charge for iron-ore agglomerate production

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2820696C1 (en) * 2023-09-22 2024-06-07 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук (ИМЕТ УрО РАН) Method of processing magnesium-containing carbonate iron-ore materials
RU2821213C1 (en) * 2023-09-22 2024-06-18 Акционерное общество "ЕВРАЗ Нижнетагильский металлургический комбинат" (АО "ЕВРАЗ НТМК") Charge for production of iron ore agglomerate
RU2825329C1 (en) * 2023-09-22 2024-08-26 Акционерное общество "ЕВРАЗ Нижнетагильский металлургический комбинат" (АО "ЕВРАЗ НТМК") Method of blast-furnace melting of titanium-containing raw material

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US12378619B2 (en) Process for manufacturing a slag conditioning agent for steel desulfurization
US20170349959A1 (en) Process for Dephosphorization of Molten Metal During a Refining Process
RU2241771C1 (en) Briquette for cast iron smelting
JP5895887B2 (en) Desulfurization treatment method for molten steel
RU2796485C1 (en) Charge for the production of magnesian iron flux
RU2136761C1 (en) Method of flushing of blast-furnace hearth
US3771999A (en) Slag-making methods and materials
RU2410447C1 (en) Mix material for production of manganese-containing staflux
RU2158316C1 (en) Method of production of wash sinter
RU2157854C2 (en) Method of production of high-ferrous sinter
RU2131927C1 (en) Method of pyrometallurgical processing of vanadium-containing and iron-ore materials
Dishwar et al. Effect of partially reduced highly fluxed DRI pellets on impurities removal during steelmaking using a laboratory scale EAF
RU2115739C1 (en) Method of blast-furnace smelting
Kokal et al. Metallurgical Uses—Fluxes for Metallurgy
EP3921447B1 (en) Process for refining steel and dephosphorization agent used in said process
RU2768432C2 (en) Method for production of fluxed iron ore agglomerate
RU2820429C1 (en) Method of producing iron ore pellets
US3942977A (en) Process for making iron or steel utilizing lithium containing material as auxiliary slag formers
RU2241760C1 (en) Briquette as component of blast-furnace batch
SU876761A1 (en) Method of pyrometallurgical processing of zinc cakes
RU2313588C2 (en) Method for preparing of sinter burden for sintering treatment
RU2353674C1 (en) Manufacturing method of agglomerate for blast-furnace melting
CN110634037A (en) Method for measuring and calculating smelting cost of iron ore powder
RU2805114C1 (en) Steel melting method in electric arc furnace
RU2410448C2 (en) High-basicity agglomerate (versions) and mix material (versions) for its production