Патент на изобретение №2303073

(54) БРИКЕТ ДЛЯ ВЫПЛАВКИ ЧУГУНА

(57) Реферат:

Изобретение относится к черной металлургии. Брикет получен прессованием шихты, включающей углеродсодержащие материалы, железосодержащие материалы, флюсующие добавки и связующее. В качестве железосодержащего материала используют трифолин. При этом соотношение компонентов в брикете следующее, мас.%: трифолин 60-75; уголь ГЖ 15-30; цемент 5-12. Изобретение позволит повысить производительность доменных печей вследствие улучшения дренажной способности горна, снизить расход кокса, эффективно утилизировать отходы производства.

Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к составу брикета для выплавки чугуна.

Известен брикет для выплавки металла, получаемый путем прессования шихты, включающей углеродсодержащие материалы, железосодержащие материалы, флюсующие добавки и связующее, содержащей углерод, оксиды железа, кальция, магния, алюминия, кремния, отличающийся тем, что в шихте для его получения в качестве железосодержащего материала используют пыли газоочисток металлургических печей и/или шламы газоочисток металлургических печей, и/или прокатная окалина, и/или стружка черных металлов, и/или металлоконцентрат переработки сталеплавильных и доменных шлаков. [1] – прототип.

Существенными недостатками данного брикета являются:

При введении в состав брикета пыли газоочисток металлургических печей и/или шламов газоочисток металлургических печей:

– дополнительное введение цинка в доменную печь, содержащегося в данных материалах;

– дополнительный расход кокса, требуемый для проведения мероприятий по выводу цинка из доменной печи и связанное с этим увеличение себестоимости чугуна;

– невозможность использования данного брикета в процессе выплавки чугуна в течение длительного периода вследствие накопления цинка в печи.

При введении в состав брикета окалины, и/или стружки черных металлов:

– увеличение себестоимости чугуна при использовании брикета вследствие дополнительных затрат на производство брикета в связи с возможностью непосредственного использования данного вида материала в металлургическом производстве.

При введении в состав брикета металлоконцентрата переработки сталеплавильных и доменных шлаков:

– существенное снижение производительности доменных печей вследствие недостаточного содержания железа в данных материалах;

– дополнительные затраты на извлечение и производство данного вида материала.

Известен также брикет для производства чугуна и стали, включающий стальную окалину, углеродсодержащий материал и связующее, отличающийся тем, что в качестве углеродсодержащего материала он содержит электродный бой, в качестве связующего вещества – смесь диоксида кремния, оксида кальция, оксида натрия и оксида алюминия при следующем соотношении компонентов, мас.% [2]:

причем в связующем компоненты взяты при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Существенными недостатками данного брикета являются:

– увеличение себестоимости чугуна вследствие необходимости дополнительного введения в шихту доменных печей известняка для поддержания основности шлака, а также в связи с дополнительными затратами на подготовку электродной массы к брикетированию;

– снижение производительности доменных печей вследствие введения в шихту доменных печей известняка на связывание SiO₂.

Желаемыми техническими результатами изобретения являются:

– повышение производительности доменных печей вследствие улучшения дренажной способности горна;

– снижение расхода кокса вследствие введения в шихту углей;

– эффективная утилизация отходов производства.

Для этого предлагается брикет для выплавки чугуна, получаемый путем прессования шихты, включающий углеродсодержащие материалы, железосодержащие материалы, флюсующие добавки и связующее, содержащий углерод, оксиды железа, кальция, магния, алюминия, кремния, отличающийся тем, что в шихте в качестве железосодержащего материала используют трифолин при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Заявляемые пределы подобраны экспериментальным путем.

Трифолин, представляющий собой железосодержащие отходы анилинокрасочных производств, введен в состав брикета как материал, содержащий достаточное количество оксидов железа для поддержания высокой концентрации железа в брикете и возможности использования данного брикета длительное время как заменителя части железорудной шихты, а также флюсующего компонента (содержащего оксиды магния кальция и кремния). При концентрации менее 60% содержание окислов железа недостаточно для эффективного использования трифолина в брикете, а при концентрации более 75% возникает необходимость снижения процентного содержания угля и тем самым снижение эффекта уменьшения расхода кокса.

Уголь марки ГЖ (газовый жирный), являющийся оптимальной углеродсодержащей добавкой связи с дополнительным выделением восстановительных газов, введен в состав брикета в целях дополнительного сокращения расхода кокса и снижения себестоимости чугуна. При концентрации менее 15% дополнительный эффект снижения расхода кокса незначителен, а при концентрации более 30% происходит снижение производительности печи и вследствие увеличения образования сажистого углерода, приводящего к ухудшению жидкоподвижности шлака, ухудшение дренажной способности горна.

Цемент используется в качестве связки, причем при использовании менее 5% не удается получить требуемую механическую прочность брикета, а при увеличении более 12% возрастают непроизводственные затраты на производство брикетов, снижается общее содержание железа.

Заявляемые брикеты изготавливались из материалов со следующим химическим составом:

Трифолин: 68-76% Fe₂О₃; 15-19% FeO; 0,01-0,03% CaO; 0,5-0,9% MgO; 3-5% SiO₂; 0,08-0,2% S; 0,08-0,2% Р.

Уголь ГЖ: 83-88% С; 0,3-0,8% S; 4-6% Н; 3-7% О; 2-4% N.

Цемент (М-500): 6,0-6,6% Al₂O₃; 3,0-3,08% Fe₂О₃; 0,20-0,39% FeO; 56,0-57,8% CaO; 3,0-3,4% MgO; до 0,05% Р205.

Вышеуказанные компоненты смешивались, увлажнялись и проходили сушку в естественных условиях.

Брикеты использовались на доменной печи полезным объемом 1719 м³ в качестве заменителя железорудной части шихты в количестве 5% вместо агломерата.

Заявляемый брикет позволил:

– повысить производительность доменной печи на 2%;

– снизить расход кокса на 0,5%.

– утилизировать отходы производства в количестве 75% от массы брикета;

Источники информации

1. Патент РФ №2244026, кл. С22В 1/24, С21В 5/00.

2. Патент РФ №2083681, кл. С21С 5/06, С22В 1/24, 1/242.

Формула изобретения

Брикет для выплавки чугуна, получаемый путем прессования шихты, включающий углеродсодержащие материалы, железосодержащие материалы, флюсующие добавки и связующее, содержащий углерод, оксиды железа, кальция, магния, алюминия, кремния, отличающийся тем, что в шихте в качестве железосодержащего материала используют трифолин при следующем соотношении компонентов, мас.%: