[1]Изобретение относится к технологии подготовки и производства брикетов для использования при производстве стали.
[2]Известен брикет, включающий углеродсодержащие, железосодержащие и цинксодержащие материалы и связующее. В качестве углеродсодержащего материала используют шламы доменной газоочистки, в качестве железосодержащего и цинкосодержащего материала используют пыль газоочистки электросталеплавильного производства, а в качестве связующего - жидкое стекло. Соотношение компонентов в брикете следующее, мас.%: шламы доменной газоочистки 5-30, пыль газоочистки электросталеплавильного производства 45-92, жидкое стекло 3-25. Изобретение позволит утилизировать отходы производства [патент RU 2356953, МПК C22B1/243, C22B7/00, 2009].
[3]Недостатком данного брикета является высокий расход связующего (жидкого стекла) и, как следствие, разбавление содержания ценных компонентов брикета (железа, цинка). Также брикет указанного состава невозможно получить методом экструзии.
[4]Наиболее близким является брикет, содержащий термообработанную смесь состава, мас. %: отход металлургического производства в виде маслоокалиносодержащего шлама и/или колошниковой пыли, и/или железной окалины - 10-60, производное сульфокислоты или мелассы - 1-15, извести - 0,01-10 и коксовой или угольной мелочи - до 100, причем известь равномерно распределена в смеси или нанесена на брикет в виде слоя насыщенного водного раствора извести с добавкой 5-30 мас.% производного сульфокислоты или мелассы [патент RU 2123029, МПК C10L5/48, C10L5/16, C10L5/12, 1998].
[5]Недостатками данного брикета являются: высокая трудоемкость способа производства, разбавление содержания ценных компонентов брикета (железа, цинка) большим количеством связующего (мелассы), необходимость термообработки. Также брикет такого состава не получить методом экструзии.
[6]Технический результат изобретения - получение состава брикета пригодного для дальнейшего его применения при производстве стали, отвечающего необходимым требованиям сталеплавильного производства к железосодержащим материалам по влажности, транспортной прочности, высокому содержанию железа, наличию восстановителя в составе брикета (углерода), производительности линии брикетирования.
[7]Указанный технический результат достигается тем, что шламоугольный брикет, включающий углеродсодержащие и железосодержащие материалы, а также связующее, согласно изобретению состоит из шлама доменной газоочистки, пыли газоочистки электросталеплавильного производства и промасленной окалины прокатного производства, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
[8]Шлам доменной газоочистки - 20,0 - 50,0;
[10]электросталеплавильного производства - 30,0 - 60,0;
[11]Промасленная окалина прокатного
[12]производства - 20,0 - 40,0;
[13]Связующее - 0,3 - 10,0,
[14]при этом, брикет выполнен цилиндрической формы диаметром не более 60 мм, длиной не более 150 мм и характеризуется сопротивлением усилию на раздавливание не менее 80 кгс/см2.
[15]Содержание железа в шламе доменной газоочистки, пыли газоочистки электросталеплавильного производства и промасленной окалины прокатного производства должно быть не менее 25, 25 и 35 %, соответственно.
[16]Содержание углерода и CaO в брикете составляет не менее 10,0 и 5,0 % соответственно.
[17]В качестве связующего применяют цемент или жидкое стекло, или муку, или патоку, или лигносульфонат, или поливинилацетат, или органическое связующее, или полимерное связующее.
[18]Сущность изобретения.
[19]Шлам доменной газоочистки вводится в состав брикета как углеродосодержащая составляющая, причем при использовании его менее 20% снижается содержание восстановителя (углерода) для стехиометрической реакции восстановления железа брикета, а при увеличении более 50% в состав брикета вносится избыточный углерод, необходимость в теплотворной способности которого в условиях плавки с избыточным тепловым балансом отсутствует, общее же железо брикета разбавляется и, как следствие, снижается экономическая целесообразность использования при производстве стали.
[20]Содержание в брикете пыли газоочистки электросталеплавильного производства менее 30% приводит к ухудшению брикетируемости и низкой механической прочности в виду малого количества мелкой по гранулометрическому составу фракции в составе брикета, а при содержании пыли более 60% наблюдается охрупчивание брикета, а также снижение производительности линии брикетирования.
[21]В качестве железосодержащей составляющей в состав брикета вводится промасленная окалина прокатного производства, причем содержание менее 20% влечет за собой ухудшение механической прочности брикета на выходе из фильеры экструдера, а при увеличении более 40% брикет избыточно увлажняется и как следствие снижается механическая прочность брикета и производительность агрегата. Масло в составе брикета работает на его уплотнение и прочность, а также позволяет поддерживать брикетируемость и производительность при волатильности параметров шихты по влажности, соотношению пропорций компонентов.
[22]Использование связующего в количестве менее 0,3% не представляется возможным в виду отсутствия связующих, позволяющих получить требуемую механическую прочность брикета с таким ультранизким их расходом, а при увеличении более 10,0% возрастают затраты на брикет и снижается общее содержание железа в брикете.
[23]Диаметр брикета размером не более 60 мм обусловлен следующими факторами:
[24]- требованием по максимальной фракции к добавочным материалам для трактов сыпучих материалов сталеплавильных цехов;
[25]- снижением плотности из-за недостаточного внутреннего трения материала, выходящего через фильеру экструдера;
[26]- увеличением времени сушки готового брикета и как следствие повышением его склонности к осыпаемости.
[27]Максимальная длина брикета ограничена размером 150 мм. При большей величине может наблюдаться «кострение» материала на перегрузках траков сыпучих материалов и возрастание осыпаемости брикета в процессе производства, при транспортировке и хранении.
[28]Требование по сопротивлению усилию на раздавливание не менее 80 кгс/см2 является необходимым для обеспечения транспортной прочности брикетов, подвергающихся механическим нагрузкам при перемещении к сталеплавильным агрегатам.
[29]Содержание железа в шламе доменной газоочистки, пыли газоочистки электросталеплавильного производства и промасленной окалине менее 25%, 25% и 35%, соответственно, приводит к снижению экономической эффективности рециклинга железо- и цинк- содержащих отходов.
[30]Содержание углерода в брикете менее 10,0% приводит к недостатку восстановителя (углерода) для стехиометрической реакции восстановления железа брикета.
[31]Содержание CaO в брикете в количестве не менее 5,0% позволяет достигнуть требуемой механической прочности брикета при сохранении его пластичности.
[33]На линии брикетирования ПАО «Северсталь» методом вакуумной экструзии была произведена партия брикетов массой 350 т., состоящих из 40,0% шлама газоочистки доменного производства (28% углерода, 42% общего железа), 32,0% пыли газоочистки электросталеплавильного производства (37% общего железа, 18% оксида цинка), 25,0% промасленной окалины прокатных производств (12% масла, 56% общего железа) и 3,0% связующего (жидкое стекло).
[34]Брикетирование производилось с влажностью 10 % и диаметром отверстий фильеры 45 мм. Длина брикетов была не более 150 мм. Производительность линии составила 7,5 т/час.
[35]После экструзии производили сушку брикетов до уровня влаги 3,5%. Содержание углерода в брикетах составляло 11,0 - 13,0%, содержание CaO 6,0 - 8,0%. Сопротивление усилию на раздавливание брикетов составляло 110 - 120 кгс/см2.
[36]Использование брикетов производили в 360-тонных кислородных конверторах с расходом брикетов на плавку 3 - 8 т. Разрушений брикетов при их транспортировке не происходило. Извлечение железа в сталь составило 95% от общего железа брикетов. Базовое извлечение железа из монобрикета (по ранее применяемой технологии без восстановителя) составляло 30%.
[37]Таким образом, заявленный брикет полностью пригоден для применения в сталеплавильном производстве и характеризуется высокой прочностью и высокой степенью извлечения из него железа.
