Способ изготовления брикетов для производства хромистых ферросплавов

 

Изобретение относится к черной металлургии , в частности к процессам окускоааниямелкофракционныхи порошкообразных отходов, получению многокомпонентных брикетов для производства ферросплавов. Сущность изобретения: заключается в использовании для процесса брикетирования комплексного неорганического связующего, состоящего из концентрата алюминиевого шлака в количестве 55-60% от массы углеродистого восстановителя и жидкого стекла у- 1.32 - 1,48 г/см модулем m 1,8 - 2,2. Смешиванию подвергают компоненты шихты фракции 3 мм, затем увлажняют водой в количестве 2,5% от массы шихты, затем вводится жидкое стекло в количестве 8-12% от массы шихты. Время перемешивания ограничено 10-12 мин, прессование осуществляется валковыми прессами при давлении 25-35 МПа. Брикеты сушат в два этапа: сначала при температуре 80-90°С в течение 15-20 мин. а затем при температуре 280-350°С в течение 50-70 мин. Нагрев в конвейерном сушиле проводится путем сгорания колошникового ферросплавного газа и образования газовой фазы, насыщенной СС-2 (85-95%). Реализация изобретения позволяет улучшить экологические и санитарные условия труда, повысить технологические показатели печи за счет исключения разрушения брикетов на колошнике, снизить энергоемкость процесса производства ферросплавов при создании безотходной производственной технологии. 2 табл. ю о

(я)э С 22 В 1/243

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 5049749/02 (22) 29.06.92 (46) 07.09.93, Бюл. М 33-36 (71) Государственный научно-исследовательский и проектный институт металлургической промышленности "Гипросталь" (72) Донской С.А., Матвиенко В.А„Лазарев

Г.А., Полещук П.Н„Шестаковский O,Ô., Амброжевич В.М., Матвиенко В.А.. Беликов

IQ.Â., Ильин В,В„Чатченко А,Я., Мухина

Л.В„Курунов И.Ф, (73) Лазарев Г.А. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БРИКЕТОВ

ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ХРОМИСТЫХ ФЕРРОСПЛАВОВ (57) Изобретение относится к черной металлургии, в частности к процессам окускования мелкофракционных и порошкообраэных отходов, получению многокомпонентных брикетов для производства ферросплавов. Сущность изобретения: заключается в использовании для процесса брикетирования комплексного неорганического связующего, состоящего из концентрата алюминиевого шлака в количестве

55-60 от массы углеродистого восстановиИзобретение относится к процессу окускования мелкофракционных и порошкообразных отходов, их утилизации и получению многокомпонентных брикетов для производства ферросплавов и использованию в других подотраслях черной металлургии, Известен способ получения брикетов для выплавки ферросплавов с испольэова,,RU,, 2000345 С теля и жидкого стекла y - 1,32 - 1,48 гlсм модулем m 1,8 - 2,2. Смешиванию подвергают компоненты шихты фракции < Э мм, затем увлажняют водой в количестве 2,5$ от массы шихты, затем вводится жидкое стекло в количестве 8-12)I, от массы шихты.

Время перемешивания ограничено 10-12 мин, прессование осуществляется валковыми прессами при давлении 25-35 МПа. Брикеты сушат в два этапа: сначала при температуре 80-90 С в течение 15-20 мин, а затем при температуре 280-350 С в течение

50-70 мин. Нагрев в конвейерном сушиле проводится путем сгорания колошникового ферросплавного газа и образования газовой фазы, насыщенной СС2 (85-95 ). Реализация изобретения позволяет улучшить и экологические и санитарные условия труда, повысить техньлогичвские показатели печи эа счет исключения разрушения брикетов на колошнике, снизить энергоемкость процесса производства ферросплавов при создании беэотходной производственной технологии. 2 табл. нием различНых связующих как органического, так и неОрганического происхождения. Так, в рудоугольных брикетах применялись каменноугольный и нефтяные пеки, раствор омыленного талового пека, карбамидные смолы. Однако применение этих веществ весьма ограничено ввиду их канцерогенных свойств и вредности дл об2000345

55 служивающего персонала. Применяют сульфосодержащие вещества и связующие смеси на их основе, а также жидкое стекло и кал ьцийсодержащие материалы. Количество сульфидного связующего находится в пределах 4-8, жидкого стекла 3-10, извести 1-2 . Давление прессования составляло от 19 до 100 МПа, Упрочнение и отвердение брикетов производится путем либо сушки на воздухе, либо нагревом до

150-500 С. Продолжительность термообработки 15-180 мин, Недостатками этих способов брикетирования являются неудовлетворительная термостойкость и влагостойкость брикетов.

Наиболее близким является способ брикетирования руд с использованием автоклавов, При лабораторном изготовлении хроморудных брикетов шихта состояла из проб, содержащих 79 и 89 хромовой руды и 15 и 5 коксика. 8 качестве связующего использовалась смесь из 2 извести и 47ь трепела. Брикеты упрочнялись в автоклавах, Средняя прочность брикетов с содержанием 5 коксика составляла на сжатии

23,7 МПа, а с содержанием 15 — 11,2 МПа.

Существенным недостатком данного способа является весьма сложное аппаратурное оформление при автоклавном упрочнении брикетов. Требуются значительные капитальные вложения, связанные с дополнительными производственными площадками для установки автоклавов (при их длине 30-45 м) и обеспечения их паром при давлении 1,2-1,6 МПа. Кроме того, выпускаемые в настоящее время три типа автоклавов предназначены в основном для производства силикатных иэделий. В мировой практике при разработке технологических процессов брикетирования руд

1 автоклавирование используется весьма редко.

Серьезными недостатками характеризуются автоклавные брикеты, изготовленные без углеродистого восстановителя (94 хромитовой руды, 2 извести и 4 трепела, со средней прочностью на сжатие 0,9 МПа, Отсутствие в брикетах твердого углерода снижает их металлургическую ценность в

2-3 раза, так как использование таких брикетов не только удлиняет время их восстановления и время плавки сплава, но и снижает степень полезного использования ведущего элемента — хрома. Все это ведет к снижению производительности плавильной установки при выплавке высокоуглеродистого (предельного) феррохрома.

Целью изобретения является способ проиаводстяв брикетов для выплавки хро5

40 мистых ферроСплавов иэ мелкофракционного и порошкообразного металлургического сырья, включающий подготовку путем увлажнения, тщательного перемешивания рудного сырья, углеродистого восстановителя и связующего. прессование шихты и сушку брикетов с целью улучшения санитарных и экологических условий труда, улучшения технологических показателей печи. исключения разрушений брикетов на колошнике, использования нетехнического мелкого сырья, использования металлургических отходов фракции менее 3 мм, в которую входят коксовая мелочь, угольная мелочь, угольная пыль, штыбы, шламы, пыль газоочисток, хромитовая мелочь, известковая мелочь и комплексное неорганическое связующее. включающее жидкое стекло и концентрат алюминиевого шлака, который выполняет одновременно роль восстановителя (Al«T = 25-35 ) и роль шлакообразующего флюса (А120з = 46 52 ), что способствует образованию шлаковой фазы с отношением МпО/АЬОз = 1,5-2,2, и, наконец, роль катализатора, обеспечивая взаимодействие хлоридов щелочных металлов (7-8 ) с раствором жидкого стекла с образование геля кремниевой кислоты Si(OH/, что обеспечивает ускорение цементации шихты и получение сырых брикетов прочностью

0.9-1,2 МПа, выдерживающих 4-х кратное сбрасывание с высоты 0,5 м.

Плавный нагрев сырых брикетов при наличии комплексного связующего предотвращает скалывание брикетов при температуре выше 1000 С на калошнике и в ванне ферросплавной печи.

Применение комплексного связующего, протекание гидролиза силиката натрия и образование газовой фазы, насыщенной COz, способствует протеканию процесса карбонизации по реакции:

NazSizOg+ 2Н20 HzSizO., + 2NaOH, 2МаОН + 2COz йаНСОэ

При самоупрочнении брикетов за счет их дальнейшего нагрева в них протекают процессы металлообразования в твердом состоянии шихты. При этом первичный сплав, полученный при 1400-1500 С, состоит иэ комплексного карбида (Crz,g Оо,r)C2, содержащего 12-13 углерода, а повышение температуры до 1600-1800 С способствует образованию карбида (Сгь,в Fei,1)Сэ с содержанием углерода 7,3-8.5, что отвечает ТУ 4757-82 на высокоуглеродистый феррохром.

?000345

Способ брикетирования осуществляют следующим образом.

Основные компоненты шихты — мелкофракционное хромитовое сырье (фракция

<3 мм), пыль и шпамы от газоочисток и аспирационных установок при производстве ферросплавов, углеродистый восстановитель — коксовая мелочь фракции < 3 мм и концентрат алюминиевого шлака (КАШ) в соотношении, мас, ; хромитовое рудное сырье 75-80 углеродистый восстановитель 15-17 концентрат КАШ 4-9 тщательно перемешивают с добавлением влаги 2,5 (от массы шихты. После получения однородной шихтовой смеси в нее добавляют 8-12 мас.Р жидкого стекла плотностью 1,4-1,45 г/см . Для сохранения адгеэионных свойств жидкого стекла время перемешивания полностью сдоэированной шихты ограничено 10-12 мин.

Прессование подготовленной шихты осуществляется валковыми прессами при давлении 25-35 МПа.

Для стабилизации прочностных свойств хромитоалюмококсовых брикетов (XAK) их подвергают сушке в сушильном агрегате при 80-350 С. Продолжительность сушки 65-90 мин. Сначала при низкой температуре 80-90 С, а затем при повышенной

280-350 С.

После термического упрочнения брикеты используют для выплавки высокоуглеродистого феррохрома (товарного и передельного).

Пример . По предлагаемому способу проведено экспериментальное брикетирование на промышленной установке 1-й технологической нитке шихтового участка ЭТЦ

Запорожского алюминиевого комбината (ЗАлК). Брикетированию подвергались три пробы следующего состава.

Брикетирование проводилось при усилии 28-30 МПа, Сырые брикеты подвергались сушке при 90 С в течение 15 мин, а затем при 300 С в течение 1 ч.

Результаты испытаний изготовленных брикетов приведены в табл.2, По результатам промышленного экспериментального брикетирования рекомендованы шихты проб N 1 и N 2, Формула изобретения

1. Способ изготовления брикетов для производства хромистых ферросплавоа, включающий подготовку путем увлажнения, тщательного перемешивания мелкофракционного и порошкообразного хромсодержащего сырья, углеродистого восстановителя

50 и комплексного неорганического связующего, пресссвэние шихты. брикетирование и сушку брикетов. о т л и ч а ю щ и и r. я тем. что, с целью улучшения экологических и санитарных условий труда, повышения технологических показателей печи эа счет исключения разрушения брикетов на колошнике. снижения энергоемкости производства, создания безотходных производственных технологий, в качестве комплексного неорганического связующего используют жидкое стекло в количестве 812 от массы шихты и концентрат алюминиевого шлака в количестве 55-60 от массы углеродистого восстановителя, а сушку осуществляют в две стадии в интервале температур 80-350 С в атмосфере. сод ржащей СО2.

2. Способ по п.1. отличающийся тем, что, с целью достижения необходимой полноты перемешивания, используют хромсодержащее сырье, углеродистый восстановитель и концентрат алюминиевого шлака фракции . 3 мм, смесь увпажняют водой в количестве 2,5 от массы шихты, после чего вводят жидкое стекло, 3. Способ по пп,1и2, отл ича ющийс я тем, что количество комплексного связующего составляет 14,0-19,5 от массы шихты.

4. Способ ito пп. 1-3, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что используют жидкое стекло )

=1,32 - 1,48 г/см с модулем m = (SI02/N32)x хО = 1,8 - 2,2.

5. Способ по пп.1-4, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что концентрат алюминиевого шлака имеет следующий состав, :

А нет 25-35

Я!02 3,0-3,5

Mg+ MgO 5.3-5.7

Рег ц 0,5-0.99 хлориды и фториды щелочных металлов 7-8

А 203 остал ьное, 6. Способ по пп 1-5, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что перемешивание шихты после увлажнения и введения в смеситель раствора жидкого стекла осуществляется в течение

10-12 мин, 7. Способпо пп.1-6,отл ич а ю щийс я тем. что прессование осуществляют давлением 25-35 МПа.

Я.Способ по пп.1-7. о т л и ч а ю щ и й- с я тем, что осуществляется двойное грохочение брикетов: сырых — после прессования и упрочненных — после сушки.

9, Способ по пп.1-8, от л и ч а ю щи йс я тем, что первую стадию сушки осущестаг яют в течение 15-20 мин при R0-90"С, а

2000345 ч вторую стадию ведут при 280-350 С в течение 50-70 мин.

10. Способ по пп.1-9. о т л и ч а ю щ и йс я тем, что нагрев брикетов в конвейерном 5

Таблица 1

Таблица 2

Составитель M.Öûáóëÿê

Техред М.Моргентал Корректор С,Лисина

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва. Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент" r. Ужгород. ул.Гагарина, 101

Редактор

Заказ 3066 сушиле проводится эа счет сгорания колошникового ферросплавного газа и образования газовой фазы, насыщенной СО (содержание СО в смеси газа составляет

85-95 ).