Способ подготовки замасленных шихтовых материалов в виде брикетов к плавке

 

Изобретение относится к металлургии. Способ включает смешивание предварительно подготовленных железосодержащих отходов металлургического производства с измельченным углесодержащим материалом в количестве 15-60% по углероду от массы отходов и связующим, обработку полученной смеси водным раствором Na₂O•n•SiO₂, прессование и последующую сушку. Замасленные железосодержащие отходы предварительно обрабатывают 10-20%-ным раствором NaOH в водном растворе жидкого стекла Na₂O•n•SiO₂, сушат, гранулируют и смешивают с остальными материалами. В качестве железосодержащих отходов используют замасленную окалину различного происхождения, замасленную стальную и чугунную стружку. Изобретение обеспечит получение прочных брикетов. 2 з. п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к металлургии.

Известен способ утилизации замасленной окалины [1], который осуществляется путем брикетирования ее при давлении 800-1700 кг/см², сушке и спеканию при температуре 1100-1200^o С. В качестве связующей добавки используется нотронит. Способ обеспечивает получение сырья для доменного производства.

К недостаткам способа можно отнести: - ограниченная область применения брикетов (доменное производство); - высокие значения силовых и температурных параметров, необходимых при производстве брикетов.

Высокие значения силовых и температурных параметров необходимы для придания брикетам необходимой прочности, так как наличие масла в окалине значительно уменьшает прочность брикетов.

В качестве наиболее близкого аналога выбран способ подготовки шихтового материала в виде брикетов к плавке [2], включающий смешивание железосодержащих отходов металлургического производства с углеродсодержащим и связующим материалами, обработку полученной смеси водным раствором жидкого стекла Na₂O•n•SiO₂, прессование и сушку. В качестве связующего используют смесь природных материалов суглинка или глины или полевого шпата и карбоната натрия, причем карбоната натрия до 15% по массе.

Недостаток этого способа в том, что при использовании замасленных шихтовых материалов данный способ не обеспечивает получение прочных брикетов. Это связано с тем, что водный раствор жидкого стекла, обеспечивающий сухую прочность брикета, не имеет физико-химического взаимодействия с масляной пленкой, обволакивающей частицы железосодержащих отходов.

Задачей изобретения является создание способа подготовки замасленных шихтовых материалов в виде брикетов к плавке, обеспечивающей получение прочных брикетов.

Указанный технический результат достигается тем, что замасленные железосодержащие отходы: в частности, замасленные окалину, стальную и чугунную стружку, в измельченном состоянии смешиваются с 10-20% раствором NaOH в водном растворе жидкого стекла Na₂O•n•SiO₂ в количестве 7-10% от массы железосодержащих отходов, сушатся и гранулируются при температуре 100-120^oС. В результате реакции масла со щелочью NaOH углеводородные молекулы масла разрушаются, утрачивая обволакивающие свойства. Имеет место своеобразный "моющий эффект", но без удаления продуктов реакции. Продукты реакции, в виде обособленных рассредоточенных включений, остаются на поверхности частиц в гранулированной массе. Гранулированная масса смешивается с измельченным углеродсодержащим материалом в количестве 15-60% по углероду от массы металлосодержащих отходов, связующим, водным раствором жидкого стекла, прессуется и сушится при температурах ниже температуры возгорания масла 100-120^oС. Углеводороды масла, оставшиеся в брикете, увеличивают восстановительный потенциал брикетов.

Подготовку материалов и проведение экспериментов осуществляли следующим образом. Окалину, как железосодержащие отходы, просушивали, измельчали и просеивали через сито 063. В просеянную окалину добавляли масло в количестве, необходимом для получения концентрации масла, мас.% 2, 3, 4, 5, 8. В замасленную окалину добавляли 20% раствор NaOH в водном растворе жидкого стекла, перемешивали, сушили и гранулировали при температуре 100-120^oС. Растворение NaOH осуществляли в водном растворе натриевого жидкого стекла плотностью 1,34 г/см³ и нагретом до температуры 80-90^oС. Подготовленную гранулированную массу смешивали с углеродсодержащим веществом, связующим и водным раствором жидкого стекла, прессовали и сушили при температуре 100-120^oС.

По каждому варианту замасленной окалины было изготовлено по 5 брикетов диаметром 25 и высотой 35 мм. Удельное давление прессования составляло 20 МПа. После сушки при температуре 100-120^oС брикеты испытывали на сжатие на машине МР-05-1. Аномального разброса данных по прочности брикетов при испытаниях не наблюдалось. Результаты испытаний приведены в таблице.

Источники информации 1. Патент 93033444/02. Способ утилизации замасленной окалины (Л.В.Ваулин, В.Я.Буланов).

2. Патент 2154680. Способ подготовки шихтового материала в виде брикетов к плавке (Е.Е.Агеев, В.П.Лемякин и др.).

Формула изобретения

1. Способ подготовки замасленных шихтовых материалов в виде брикетов к плавке, включающий смешивание предварительно подготовленных железосодержащих отходов металлургического производства с измельченным углеродсодержащим материалом в количестве 15-60% по углероду от массы отходов и связующим, обработку полученной смеси водным раствором Na₂O·n·SiO₂, прессование и последующую сушку, отличающийся тем, что замасленные железосодержащие отходы предварительно обрабатывают 10-20% раствором NaOH в водном растворе жидкого стекла Na₂О·n·SiО₂, сушат, гранулируют и смешивают с остальными материалами.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве железосодержащих отходов используют замасленную окалину различного происхождения.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве железосодержащих отходов используют замасленную стальную и чугунную стружку.

РИСУНКИ

Рисунок 1