Шихта для изготовления окатышей

Авторы патента:

Коробейников Анатолий Прокопьевич (RU)

Коробейников Анатолий Анатольевич (RU)

Владельцы патента RU 2464329:

Коробейников Анатолий Прокопьевич (RU)
Коробейников Анатолий Анатольевич (RU)

Изобретение относится к металлургии, а именно к переработке марганцевого сырья. Шихта для изготовления окатышей содержит марганцевое сырье в виде марганцевого концентрата, флюс для образования шлака, восстановитель и вяжущее. В качестве вяжущего она содержит шлак от выплавки металлического марганца, предварительно измельченный до удельной поверхности 450-500 м²/кг, в количестве 7-14%. Указанную шихту затворяют водой, изготавливают окатыши, подвергают их гидратации, а твердение и сушку проводят при комнатной температуре. Изобретение направлено на повышение механической прочности окатышей, снижение количества влаги в окатышах, снижение температуры спекания и расхода углеродистых материалов. 2 н.п. ф-лы, 2 табл., 1 пр.

Изобретение относится к металлургии, а именно к переработке марганецсодержащего сырья.

Известен состав [1] и способ покрытия окатышей водными растворами СаСО₃, MgCO₃, каолиновой глиной, глиной бентонит.

Сущность этих составов состоит в том, что окомкованное металлургическое сырье, например окатыши, покрываются водными растворами указанных веществ или приготавливается водная смесь металлургического сырья (например, мелкие классы железных руд) и указанных веществ.

Недостатки этого состава и способа обработки заключаются в следующем: использование в составе шихты водных растворов дорогих и дефицитных СаСO₃, MgCO₃, каолиновой глины, бентонита; при обжиге окатышей, содержащих СаСO₃, MgCO₃, используется дополнительно тепло на диссоциацию СаСO₃, MgCO₃, и, следовательно, в шихту вводят дополнительное количество углерода (коксовая пыль, дробленый полукокс, угли, антрациты). Введение в шихту MgCO₃увеличивает температуру проплавления шихты при спекании агломерата и в дальнейшем при выплавке чугуна и стали. Добавка в качестве связующего глины и жидкого силиката натрия резко увеличивает температуру плавления агломерата, соответственно, увеличивается расход углерода при агломерации, снижается качество агломерата, в частности снижается механическая прочность, увеличивается выход мелочи.

Недостаток этих состава и способа покрытия заключается в низкой прочности окатышей, полученных с использованием указанных веществ. Кроме того, эти вещества содержат примеси вредных для металла элементов, таких как сера, фосфор, мышьяк, которые снижают качество металла.

Известна также шихта, содержащая железорудный концентрат крупностью менее 0,07 мм [2]. Процесс производства окатышей состоит из двух стадий: а) получение сырых окатышей; б) упрочнение окатышей (подсушка при 300-600°С и обжиг при 1200-1350°С).

Шихта содержит железный концентрат крупностью 0-0,07 мм; известняк, измельченный до 0-0,3 мм, в шихту добавляют бентонитовую глину 0,3-1,5%. Способ приготовления окатышей предусматривает подготовку шихтовых материалов, дозирование, смешивание, грануляцию, сушку, обжиг и охлаждение. Недостатки способа и состава шихты заключаются в низком качестве окатышей, многостадийность способа, сложность подготовки сырья, высокие затраты на переработку сырья. Наиболее близким к предлагаемому является способ производства окатышей из марганцевых концентратов [3]. Недостаток указанной шихты и способа заключаются в сложности технологии и дефиците коксующегося угля и сульфитно-спиртовой браги.

Задача изобретения - получение окатышей с повышенной механической прочностью, снижение их влажности и температуры плавления шихты, снижение расхода углеродистых материалов на агломерацию.

Технический результат, полученный при осуществлении изобретения, заключается в оптимизации состава шихты, повышении механической прочности окатышей, снижении количества влаги в окатышах, снижение температуры спекания и расхода углеродистых материалов.

Для достижения обеспечиваемого изобретением технического результата шихта для изготовления окатышей, содержащая марганцевое сырье в виде марганцевого концентрата, флюс для образования шлака, восстановитель и вяжущее, отличающаяся тем, что в качестве вяжущего она содержит шлак от выплавки металлического марганца, предварительно измельченный до удельной поверхности 450-500 м²/кг, в количестве 7-14%.

Способ изготовления окатышей из шихты по п.1, заключающийся в том, что шихту затворяют водой, изготавливают окатыши, подвергают их гидратации, а твердение и сушку проводят при комнатной температуре.

Сущность заявляемого изобретения состоит в том, что в качестве вяжущего используется минеральное сырье. При изготовлении окатышей часть воды используется для затворения цемента и, следовательно, содержание гигроскопической воды в окатышах сокращается. Сокращается расход углеродистого материала за счет снижения влажности окатышей, за счет исключения из состава растворов СаСO₃, MgCO₃, снижена температура плавления шихты, исключены из шихты тугоплавкие соединения магния и исключены из состава шихты глины, бентонит, силикаты натрия. В предлагаемом изобретении исключена сушка при 300-600°С, исключен обжиг окомкованного продукта при 1200-1350°С.

В известных способах [1, 2] в качестве вяжущих материалов применяют глину, бентонит, силикат натрия (жидкое стекло), карбонаты кальция и магния. После изготовления окатышей их подвергают сушке при 300-600°С и обжигу при 1200-1350°С. В предлагаемом изобретении в качестве вяжущего применяют шлак от производства марганца. Состав его, мас.%: Мn - 14; SiO₂ - 31,5; СаО - 46; MgO - 1,65; Аl₂O₃ - 2,15; Р₂O₅ - 0,05; S - 0,2. Указанный шлак предварительно подвергается измельчению до удельной поверхности 450-500 м²/кг. Далее измельченный шлак добавляется в шихту для изготовления окатышей в количестве 7-14%. Смесь затворяют водой, изготавливают гранулы (окатыши), подвергают гидратации, твердению и сушке. В шлаке от выплавки металлического марганца содержутся силикаты кальция, алюминаты и ферраты кальция, которые обладают вяжущими свойствами, для этого их подвергают измельчению до удельной поверхности менее 350 мм²/кг и применяют для изготовления окатышей в предлагаемом изобретении.

Шлак от выплавки металлического марганца содержит до 14% марганца. При выплавке марганца из полученных окатышей достигается более полное извлечение из шихты марганца, т.е. предлагаемое изобретение позволяет утилизировать марганец, который содержится в шлаке. В настоящее время этот шлак складируется в отвалы.

Предлагаемое изобретение позволяет повысить экономичность процесса выплавки марганца за счет исключения из технологии использования дорогих и дефицитных карбонатов кальция, магния, силиката натрия. В предлагаемом способе исключены операции сушки окатышей при 300-600°С и спекание при 1200-1350°С, что исключает расход топлива.

Пример. Приготовили смеси по известному способу с использованием в качестве вяжущих компонентов следующих составов: глина 7,5%; СаСОз 5,5%; силикат натрия 3-7,5%. В качестве рудного сырья применяли марганцевый концентрат из руды Иркутской области, состав приведен в таблице 1. Окомкование выполняли на чашечном грануляторе. Максимальный размер окатышей 8 мм. Сушку окатышей производили при 95°С в течение 24 часов. Результаты показали, что выход годных окатышей составил 5-13%. Окатыши испытывали на прочность по стандартной методике путем сбрасывания с высоты 1 метр на чугунную плиту.

По предлагаемому способу приготовили шихту, содержащую 15% известняка, 18% восстановителя (коксовая пыль крупностью 0,5-1,5 мм, полученная при сухом тушении кокса на установке сухого тушения (УСТК) ОАО Западно-Сибирский Металлургический Комбинат), марганцевый концентрат крупностью (-0,16 мм), полученный обогащением марганцевых руд Иркутской области (Уватская группа месторождений, участок Николаевский) 50-57% концентрата. В шихту добавили 14% шлака от выплавки металлического марганца. Состав шлака представлен в таблице 1. Предварительно шлак от выплавки металлического марганца размололи до удельной поверхности 500 м²/кг.

Таблица 1
Материал	Химический состав, мас.%
Мn	SiO₂	СаО	MgO	Аl₂O₃	Р₂O₅	ВаО	Р	S	Fe	П.П.П.
Шлак от выплавки марганца	14	31,5	46	1,65	2,15	0,05	-	-	0,2	-	-
Николаевский марганцевый концентрат	51,70	3,60	0,97	0,30	1,15	-	6,0	0,38	-	1,06	8,0

Шихту смочили водой и подвергли грануляции на лабораторном чашечном грануляторе. Размеры полученных окатышей составили от 18 до 28 мм. Гидратацию, твердение и сушку провели при комнатной температуре в течение 18 суток. Испытание окатышей выполнили путем сбрасывания на стальную плиту с высоты 1 метр. Количество брака (разрушенных) окатышей составило 6%, выход годного 94%.

Результаты приведены в таблице 2.

Предлагаемая смесь позволяет резко увеличить качество окатышей при одновременном снижении расхода углеродистого материала и снижении температуры спекания шихты. Исключены из технологии окомкования марганцевого сырья операции сушки при 300-600°С и обжига при 1200-1350°С. В предлагаемом способе сушка окатышей производится при комнатной температуре. Преимущества предлагаемого способа по сравнению с известным очевиден.

1. Патент РФ 2283878 МПК С22В 1/24.

2. Пожидаев Ю.В., Дривошеина Н.Г. Подготовка и переработка минерального сырья. Новокузнецк-Юрга. 2005. Стр.187.

3. Авторское свидетельство (11) 905302 М. Кл. С 22 1 24. Заявлено 06.07.79. Опубликовано 15.02.82.

Бюллетень №6 Авторы К.Г.Громов и др. Способ получения окатышей для выплавки марганцевых ферросплавов.

1. Шихта для изготовления окатышей, содержащая марганцевое сырье в виде марганцевого концентрата, флюс для образования шлака, восстановитель и вяжущее, отличающаяся тем, что в качестве вяжущего она содержит шлак от выплавки металлического марганца, предварительно измельченный до удельной поверхности 450-500 м²/кг, в количестве 7-14%.

2. Способ изготовления окатышей из шихты по п.1, заключающийся в том, что шихту затворяют водой, изготавливают окатыши, подвергают их гидратации, а твердение и сушку проводят при комнатной температуре.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для изготовления металлургических брикетов, являющихся эффективным углерод- железосодержащим шихтовым материалом в процессах доменного и ваграночного производства чугуна.

Способ подготовки замасленной окалины металлургического производства к брикетированию // 2455372

Изобретение относится к металлургии, а именно к подготовке железосодержащих отходов металлургического производства в виде окалины для последующего брикетирования.

Способ обработки железорудного концентрата и линия для обработки железорудного концентрата // 2451757

Изобретение относится к металлургии, в частности к подготовке железных руд к плавке. .

Брикет для выплавки чугуна и стали // 2441925

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к подготовке шихтовых материалов для выплавки чугуна и стали. .

Способ приготовления шихты для получения металлизированного продукта // 2430979

Изобретение относится к технологии приготовления шихты для получения металлизированного продукта методом прямого восстановления. .

Брикет для промывки доменной печи (варианты) и способ его производства // 2403295

Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано при производстве промывочных материалов и при выплавке чугуна в доменных печах. .

Агломератный камень для использования в шахтных печах, печах corex или доменных печах, способ изготовления агломератных камней (варианты) и применение мелкой руды для изготовления агломератных камней // 2366735

Изобретение относится к предварительной обработке руд. .

Брикет для получения цинкового полупродукта при выплавке чугуна // 2365640

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к составу брикета для выплавки чугуна с получением полупродукта для цинковой промышленности. .

Брикет // 2356954

Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к составу брикета для выплавки чугуна с получением полупродукта для цинковой промышленности. .

Брикет // 2356953

Способ получения брикетов, способ получения восстановленного металла и способ отделения цинка или свинца // 2467080

Изобретение относится к получению брикетов с использованием исходных материалов в виде железной руды или пыли, содержащих оксиды железа, и может быть применено в способе получения восстановленного металла и способе отделения и извлечения летучих металлов, таких как цинк и свинец

Способ получения брикетов из руд и концентратов черных металлов // 2484151

Изобретение относится к подготовке металлосодержащего сырья к металлургической переработке, в частности к брикетированию руд и концентратов руд черных металлов

Способ получения брикетов из фторуглеродсодержащих отходов // 2497958

Изобретение относится к области цветной металлургии, к переработке фторуглеродсодержащих отходов электролитического производства алюминия, содержащих хвосты флотации угольной пены и отходы газоочистки, и может быть использовано для получения брикетов. Способ включает смешивание хвостов флотации угольной пены и отходов газоочистки и брикетирование полученной смеси. В качестве связующего используют шлам и/или пыль газоочистки при следующем соотношении компонентов полученной смеси, % вес.: шлам газоочистки 40-75; пыль газоочистки 25-60. При этом пыль газоочистки подают при добавлении воды, не более 10%, сверх 100% связующего, а после брикетирования полученной смеси проводят термообработку брикетов при температуре 200-400°C и последующее охлаждение на воздухе. На смешивание подают хвосты флотации угольной пены в количестве не более 70% вес. от общего веса полученной смеси, а шлам газоочистки электролитического производства алюминия влажностью не более 80%. В качестве связующего возможно использование пыли газоочистки электролитического производства алюминия с содержанием смолистых веществ от 10 до 25%. Изобретение позволяет осуществлять комплексную переработку вторичных углеродсодержащих отходов электролитического производства алюминия с получением углеродистых брикетов с высокими потребительскими свойствами. 3 з.п. ф-лы, 1 табл.

Брикет экструзионный (брэкс) промывочный // 2499061

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам окускования железорудного сырья, и может быть использовано при подготовке шихтовых материалов для доменной плавки. Брикеты экструзионные (БРЭКС), полученные методом жесткой вакуумной экструзии из смеси минерального связующего, техногенных и/или природных железосодержащих и/или железомарганецсодержащих материалов и флюсующих добавок при атомарном отношении кислорода оксидов железа к железу в БРЭКС 1,0-1,35 и отношении оксидов кальция и кремния (CaO/SiC2) не превышающем 1,0, применяют в качестве промывочного компонента доменной шихты. Крупность частиц материалов, входящих в состав БРЭКС, не превышает 5 мм, а его масса не превышает 0,5 кг. В качестве техногенного железосодержащего материала БРЭКС, применяемый в качестве промывочного компонента доменной шихты, включает окалину, в качестве флюсующих добавок он включает хвосты обогащения железистых магнетитовых кварцитов и/или пыль газоочистки производства ферросилиция или силикомарганца, и/или шлак производства ферросилиция или силикомарганца и, по необходимости, содержащие CaF2 природные или техногенные материалы. Изобретение обеспечивает получение промывочного компонента с чрезвычайно плотной и пластичной структурой и обладающего высокими промывочными свойствами. 2 з.п. ф-лы, 1 пр.

Брикет экструзионный (брэкс) металлический // 2502812

Брикет экструзионный металлический, полученный методом жесткой вакуумной экструзии, содержащий дисперсные отходы металлов, минеральное связующее и, при необходимости, флюсующие добавки, применяют в качестве компонента шихты в печах для выплавки металлов. Крупность частиц компонентов шихты для производства брикета не превышает 5 мм, а его масса не превышает 1,0 кг. В качестве флюсующих добавок брикет содержит известь и/или обожженный доломит. Изобретение обеспечивает получение окускованного компонента шихты для выплавки стали, чугуна и ферросплавов, обладающего оптимальными для использования вместе с другими компонентами шихты размерами, электропроводностью, высокой прочностью и необходимой основностью. 2 з.п. ф-лы.

Брикет экструзионный (брэкс)-компонент шихты для выплавки металла в электропечах // 2504588

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам окускования железорудного сырья, и может быть использовано при подготовке шихтовых материалов для выплавки металла в электропечах, включая рудотермические печи, индукционные печи и дуговые электросталеплавильные печи. Брикет экструзионный, полученный методом жесткой вакуумной экструзии, содержащий связующее, руду металла и/или металлорудный концентрат, электропроводные углеродсодержащие материалы, флюсующие добавки и, при необходимости, отходы металла и оксидные металлсодержащие отходы, применяют в качестве компонента шихты для выплавки металла в электропечах. Массовое содержание электропроводных углеродсодержащих материалов в брикете не превышает 8-25%, крупность материалов, входящих в шихту для получения брикета, не превышает 5 мм, а его масса не превышает 0,5 кг. В качестве связующего брикет содержит цемент и, при необходимости, бентонит или органическое связующее. Изобретение обеспечивает получение при минимальном расходе связующего окускованного компонента шихты для выплавки металла в электрических печах требуемого химического состава, обладающего оптимальными размерами, высокой горячей прочностью и восстановимостью. 3 з.п. ф-лы, 5 пр.

Способ получения брикета экструзионного (брэкса) для выплавки металла // 2506325

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам окускования железорудного сырья. Брикеты экструзионные для выплавки металла получают методом жесткой вакуумной экструзии из шихтовой смеси, содержащей железорудный концентрат и/или руду, углеродсодержащие материалы, минеральное связующее и, при необходимости, железо- и/или железоуглеродсодержащие отходы и флюсующие добавки. Гомогенизированную смесь непрерывно подают в экструдер, удаляют из нее воздух вакуумированием и продавливают смесь через множество отверстий в фильере экструдера с получением пластичных стержней с микротрещинами в их верхнем слое. Осуществляют их транспортировку и штабелирование с фрагментацией в процессе этих операций на 2-3 брикета, размерами которых управляют путем изменения, с учетом плотности стержней, площади и формы отверстий в фильере. Изобретение обеспечивает получение окускованного компонента шихты требуемого химического состава при минимальном расходе связующего, обладающего оптимальными размерами для использования в доменных, сталеплавильных, рудотермических печах и в вагранках с высокой горячей прочностью и восстановимостью. 2 з.п. ф-лы, 2 пр.

Брикет экструзионный (брэкс) - компонент доменной шихты // 2506326

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам окускования железорудного сырья, и может быть использовано при подготовке шихты для доменной плавки. Брикет экструзионный, полученный методом жесткой вакуумной экструзии, содержащий минеральное связующее, железорудный концентрат и/или железную руду, углеродсодержащие материалы и, при необходимости, железо- и/или железоуглеродсодержащие отходы и флюсующие добавки, применяют в качестве компонента доменной шихты. Отношение содержаний углерода и железа в брикете находится в пределах 0,05-0,35, массовая доля железо- и/или железоуглеродсодержащих отходов в железосодержащей части шихты брикета, не превышает 0,15, крупность материалов, входящих в шихту для получения брикета не превышает 5 мм, а масса брикета не превышает 0,5 кг. В качестве минерального связующего брикет содержит цемент и, при необходимости, бентонит. Изобретение обеспечивает получение окускованного компонента доменной шихты требуемого химического состава при минимальном расходе связующего, обладающего оптимальными для доменной шихты размерами, высокой горячей прочностью и восстановимостью. 4 з.п. ф-лы, 5 пр.

Брикет экструзионный (брэкс) шламовый // 2506327

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к окускованию железорудного сырья. Шламовый брикет экструзионный, полученный методом жесткой вакуумной экструзии, содержащий минеральное связующее, железо- и/или железоуглеродсодержащие отходы, включая шламы, и, при необходимости, железорудный концентрат и/или железную руду, флюсующие добавки и углеродсодержащие материалы, применяют в качестве компонента доменной шихты. Отношение массовых содержаний углерода и кислорода оксидов железа в брикете не превышает 0,76, крупность материалов, входящих в шихту для получения брикета не превышает 5 мм, а его масса не превышает 0,5 кг. Изобретение обеспечивает утилизацию металлургических шламов и других металлургических отходов путем их брикетирования с обеспечением высоких металлургических свойств шламового брикета. 3 з.п. ф-лы, 5 пр.

Способ получения железорудных окатышей // 2542186

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к области подготовки железорудного сырья к металлургическому переделу, и может быть использовано в технологии окускования шихты при получении железорудных окатышей. Компоненты шихты, содержащей связующее в виде смеси бентонита и красного шлама и железорудный концентрат, дозируют и смешивают. Осуществляют окомкование подготовленной шихты и обжиг сырых окатышей. При этом красный шлам предварительно обесщелачивают известковым раствором до содержания щелочи менее 1% и вводят в шихту в количестве 1,0-2,5 мас.%. Окомкование проводят при влажности шихты 8,0-9,3 мас.%. Соотношение красного шлама и бентонита в связующем поддерживают в пределах 2,3-11,4. Изобретение позволяет уменьшить количество связующего, используемого в шихте, при сохранении высоких прочностных свойств получаемого продукта и предотвращении загрязнения окружающей среды. 3 з.п. ф-лы, 3 табл., 1 пр.