Патент на изобретение №2307178

(54) СПОСОБ АГЛОМЕРАЦИИ МАРГАНЦЕВОГО СЫРЬЯ

(57) Реферат:

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к технологии агломерации марганцевого сырья. Шихту, состоящую из известняка, твердого топлива, марганецсодержащего сырья и малокремнистого железосодержащего материала в виде шлама сталеплавильного производства или окалины, дозируют, смешивают, гранулируют и спекают под давлением. Процесс грануляции осуществляют путем последовательного накатывания на частицы известняка крупностью 5-0 мм вначале малокремнистого железосодержащего материала, а затем смеси марганецсодержащих материалов и твердого топлива. За счет предложенных мероприятий и использования способа спекания под давлением увеличивается производительность агрегата в 5-6 раз, создаются условия для получения высокоосновного марганецсодержащего сырья и повышается механическая прочность продукта при снижении расхода твердого топлива на 26,7%. 2 табл.

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к технологии агломерации марганцевых руд крупностью менее 6 мм, колошниковой пыли и шлаков марганцевого ферросплавного производства.

Недостатком известного способа является использование высококачественного сырья, который в настоящее время не позволяет получать агломерат, удовлетворяющий требованиям ферросплавного производства. Изменение за последние годы химического, минералогического и гранулометрического состава марганцевых концентратов привело к снижению качества агломерата и показателей его производства. Опыт производства марганцевых ферросплавов в мощных закрытых или герметичных электропечах свидетельствует, что повышение количества мелких фракций (<5 мм) в шихтовых материалах приводит к нарушению стабильности режима плавки, повышению удельных расходов сырья и электроэнергии. Количество мелочи в шихте в значительной степени определяется прочностными характеристиками агломерата.

Известны способы спекания офлюсованного марганцевого агломерата, обладающего повышенной механической прочностью и высокой влагоустойчивостью.

Наиболее близким аналогом заявляемого способа агломерации марганцевого сырья является известный способ получения марганецсодержащего комплексного флюса, включающий дозирование, смешивание, грануляцию шихты, состоящей из известняка, твердого топлива, марганецсодержащего сырья, и спекание шихты способом вакуумной агломерации. В предлагаемом способе производства высокомарганцевого флюса процесс окомкования осуществляют путем последовательного накатывания на частицы известняка крупностью 0-3 мм вначале смеси топлива с малокремнистым железосодержащим материалом, а затем – марганецсодержащих отходов ферромарганцевого производства, (см. а.с. №1708893, С22В 1/24, 1992). Данный способ принимается за прототип.

Опыт производства согласно предложенной технологии показал, что при совместном накатывании малокремнистых железосодержащих компонентов и твердого топлива на частицы известняка крупностью 0-3 мм не удается избежать образования тугоплавкого двухкальциевого силиката кальция с температурой плавления 2130°С (2CaOSiO₂) за счет тесного контакта золы топлива (SiO₂) и частиц СаО. За счет образования 2CaOSiO₂ снижается количество расплава, ухудшается его вязкость, снижается производительность установки. Кроме того, чтобы избежать дополнительного дробления отходов известняка горнорудных предприятий крупностью 0-5 мм без дополнительного измельчения и грохочения до крупности 0-3 мм, за счет использования известняка без дополнительной операции дробления в шихте повысится количество комкующегося класса крупностью 1-5 мм, что позволит более равномерно распределить комкуемый материал на первом и втором этапе грануляции.

Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является повышение качества продукта, увеличение удельной производительности и снижение расхода твердого топлива на процесс спекания.

Сущность изобретения состоит в том, что в способе агломерации марганцевого сырья, включающем дозирование, смешивание, грануляцию шихты, состоящей из известняка, твердого топлива, марганецсодержащего сырья, и спекание шихты под давлением, особенность состоит в том, что в шихту дополнительно вводят малокремнистый железосодержащий материал, качестве которого используют шлам сталеплавильного производства или окалину, а процесс грануляции осуществляют путем последовательного накатывания на частицы известняка крупностью 5-0 мм вначале малокремнистого железосодержащего материала, а затем смеси марганецсодержащих материалов и твердого топлива.

Согласно предложенному способу подготовка шихты к спеканию под давлением высокомарганцевого флюса осуществляется в два этапа. На первом этапе производится дозирование, смешивание и грануляция смеси флюсов, малокремнистого железосодержащего материала. В качестве малокремнистого железосодержащего компонента шихты используются окалина или шламы сталеплавильного производства. Процесс грануляции осуществляют путем накатывания на частицы известняка или смеси известняка и доломита крупностью 5-0 мм малокремнистых железосодержащих отходов. На втором этапе подготовки шихты на сформированные гранулы шихты накатывают смесь марганецсодержащих отходов или бедных марганцевых руд крупностью менее 5 мм и твердого топлива крупностью 5-0 мм.

В предложенной технологии происходит разделение богатой кремнеземом смеси марганецсодержащей шихты и твердого топлива от гранул шихты, состоящих в основном из частиц флюсовой смеси и малокремнистого железосодержащего материала, которые в зоне спекания образуют легкоплавкие ферритно-кальцевые расплавы и пропитывают накатываемый слой марганецсодержащих материалов с повышенным содержанием кремнезема.

Совокупность приведенных факторов и агломерация под давлением способствуют получению высокомарганцевого флюса с повышенным качеством, высокой производительностью аглоустановки и с меньшим расходом твердого топлива на процесс спекания.

При проведении экспериментов по отработке технологии агломерации высокомарганцевого флюса под давлением использовали шихтовые материалы, приведенные в табл.1.

В табл.2 приведены технологические показатели процесса спекания высокомарганцевого флюса при разных способах агломерации.

Удельная производительность аглоустановки при использовании предложенной технологии спекания высокомарганцевого флюса в 5-6 раз выше, чем по прототипу, механическая прочность продукта повысилась по выходу фракции более 5 мм с 69,0 до 94,1%, расход твердого топлива уменьшился на 26,7%.

В условиях России при отсутствии эксплуатируемых месторождений марганца и предприятий по производству ферромарганцевых сплавов в герметичных электропечах необходимо организовать использование техногенных запасов марганцевых шламов и колошниковой пыли ОАО «Косогорского металлургического завода» и ОАО Алапаевского метзавода, а также отсевов марганцевых руд России и Казахстана. Из марганецсодержащих отходов и бедных марганцевых руд предлагается производить высокоосновной марганецсодержащий флюс для доменных печей, ферросплавных электропечей и сталеплавильного производства.

Литература

Формула изобретения

Способ агломерации высокоосновного марганецсодержащего сырья, включающий дозирование, смешивание, грануляцию шихты, состоящей из известняка, твердого топлива, марганецсодержащего сырья и спекание шихты под давлением, отличающийся тем, что в шихту дополнительно вводят малокремнистый железосодержащий материал, в качестве которого используют шлам сталеплавильного производства или окалину, а процесс грануляции осуществляют путем последовательного накатывания на частицы известняка крупностью 5-0 мм вначале малокремнистого железосодержащего материала, а затем смеси марганецсодержащих материалов и твердого топлива.