Патент на изобретение №2315084

(54) СОСТАВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ БРИКЕТИРОВАННОГО ТОПЛИВА

(57) Реферат:

Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к составу для получения брикетированного топлива. Состав для получения брикетированного топлива, включает, мас.%: измельченный антрацит – 45-80, уголь марки ГЖ – 15-50, связующее – каменноугольная смола и/или накопленные отходы коксохимического производства – 3-7. Техническим результатом изобретения является снижение расхода кокса и эффективная утилизация отходов производства. 1 табл.

Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к составу для получения брикетированного топлива.

Известны способы получения брикетированного топлива с применением традиционных компонентов доменной шихты – агломерат, окатыши, руда, кокс. При этом способе не достигается максимально эффективное производство чугуна в доменных печах с наименьшей его себестоимостью (в связи с высокой стоимостью кокса), поэтому в настоящее время часто используются способы добавления в шихту (в качестве заменителя кокса) различных компонентов – уголь, антрацит, электродный бой и т.д. [1]

Существенными недостатками данного способа являются:

– значительное снижение производства чугуна вследствие накопления в нижней части горна сажистого углерода.

– увеличение простоев доменных печей вследствие учащения прогара воздушных фурм;

– невозможность использования данных заменителей длительное время вследствие необходимости ввода в шихту компонентов для промывки горна доменной печи.

Известен также состав топливного брикета [2] на основе термообработанной смеси измельченного углеродного топлива и связующего

– лигносульфоната или мелассы и остатка нефтепереработки, отличающийся тем, что в качестве остатка нефтепереработки он содержит нефтяную спекающуюся добавку с температурой размягчения 140-170 или более 250°С при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Существенными недостатками данного состава для получения брикетированного топлива являются:

– пониженная механическая прочность брикета в результате низкой температурной устойчивости нефтяной спекающейся добавки;

– агрессивное воздействие на верхние горизонты строения доменной печи паров натрия, калия и аммония, выделяемых из лигносульфоната.

Известен также состав для получения брикетированного топлива [3], включающий угольную мелочь и связующую смесь углеводородной нефтяной фракции, выкипающей в интервале 260-360°С, и каменноугольного пека, отличающийся тем, что он дополнительно содержит раствор алюмината натрия, жидкую и твердую фазы продукта гидротермальной обработки перлитовой породы щелочью при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Существенными недостатками данного состава для получения брикетированного топлива являются:

– увеличение себестоимости брикета вследствие введения в брикет дорогостоящего каменноугольного пека;

– уменьшение длительности эксплуатации доменной печи вследствие разъедания щелочными материалами футеровки доменной печи при введении в состав брикета жидкой и твердой фаз продукта гидротермальной обработки перлитовой породы щелочью.

Известен способ выплавки чугуна с применением в качестве углеродсоставляющей части шихты кокса.

Существенным недостатком данного способа являются:

– увеличенная себестоимость чугуна вследствие высокого расхода кокса;

Желаемыми техническими результатами изобретения являются:

– снижение расхода кокса;

– эффективная утилизация отходов производства.

Для этого предлагается состав для получения брикетированного топлива, включающий углеродистый наполнитель и связующее, отличающийся тем, что в качестве углеродистого наполнителя используют смесь измельченного антрацита и угля марки ГЖ, а в качестве связующего каменноугольную смолу и/или накопленные отходы коксохимического производства при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Заявляемые пределы подобраны экспериментальным путем.

Антрацит, представляющий собой главную углеродсоставляющую часть брикета введен в состав брикета в целях сокращения расхода кокса, и снижения себестоимости чугуна. При концентрации менее 45% возникает необходимость увеличения процентного содержания в составе брикета угля марки ГЖ, что приводит к снижению производительности доменной печи и вследствие увеличения образования сажистого углерода, приводящего к ухудшению жидкоподвижности шлака, ухудшение дренажной способности горна, а при концентрации более 80% заметно снижается эффективность использования брикета вследствие низкого содержания восстановительных газов в брикете, содержащихся в угле марки ГЖ.

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 50% происходит снижение производительности печи и вследствие увеличения образования сажистого углерода, приводящего к ухудшению жидкоподвижности шлака, ухудшение дренажной способности горна.

Каменноугольная смола и/или накопленные отходы коксохимического производства (представляющие собой смесь фусов, полимеров, кислой смолки и т.д., где фусы это – тяжелые остатки каменноугольной смолы, содержащие 40-50% угольной и коксовой пыли, выносимой газом из коксовых печей; полимеры это – смесь углеводородов, получаемых при регенерации поглотительного масла; кислая смолка это – остатки конденсации легкой смолы из коксового газа и продукты полимеризации непредельных соединений, присутствующих в коксовом газе, под действием серной кислоты в процессе очистки газа от аммиака) используется в качестве связки, причем при использовании менее 3% не удается получить требуемую механическую прочность брикета, а при увеличении более 7% прочность остается на требуемом уровне, а производительность печи снижается в связи с сокращением содержания топливной составляющей в брикете.

Заявляемые брикеты изготавливались из материалов со следующим химическим составом:

Антрацит: С – 93,5-96,3%; зола – 3,0-3,6%; SiO₂ – 1,18-2,24%, Fe₂O₃ – 0,18-0,20%; Al₂O₃ – 0,008-0,01%; CaO – 0,15-0,20%; Na₂O – 0,05-0,06%; К₂О – 0,05-0,07%.

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

Каменноугольная смола: высококонденсированные ароматические углеводороды с техническим наименованием “пек” – не менее 50%; нафталин и его гомологи – 8,0-14,0%; фенантрен – 4,0-5,0%; антрацен – 1,0-1,5%; сумма 1, 2 и 3, 4 бензопирена – около 2,0%; фенол и его гомологи – не более 2,0%; пиридиновые и хинолиновые основания – не менее 1,2%; аценафтен – не более 2,0%; флуорен – 1,0-1,2%; карбазол – 1,2-1,5%; пирен – около 2,0%; вода – не более 4%; неидентифицированные соединения – остальное.

Накопленные отходы коксохимического производства: углеводороды – 35,24-87,81%; Fe₂O₃ – 0,02-0,08%; SiO₂ – 0,01-0,11%; CaO – 0,01-0,11%; MgO-0,01-0,05%.

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

Брикеты использовались на доменной печи полезным объемом 1719 м³ в качестве заменителя кокса в количестве 3% от его общего количества. Массовое соотношение компонентов и достигнутые результаты при использовании брикетов приведено в таблице.

Заявляемый состав для получения брикетированного топлива позволил:

– снизить расход кокса в среднем на 3,2%;

– эффективно утилизировать накопленные отходы коксохимического производства.

Источники информации

1. Равич Б.М. Брикетирование руд – М.: Недра, 1982 – 183 с.

2. Патент РФ №2181752, кл. С 10 L 5/10, 5/14, 5/20, 5/28.

3. Патент РФ №2024593, кл. 5 С 10 L 5/16.

Формула изобретения

Состав для получения брикетированного топлива, включающий углеродистый наполнитель и связующее, отличающийся тем, что в качестве углеродистого наполнителя используют смесь измельченного антрацита и угля марки ГЖ, а в качестве связующего каменноугольную смолу и/или накопленные отходы коксохимического производства при следующем соотношении компонентов, мас.%: