Патент на изобретение №2356952

(54) БРИКЕТ ДЛЯ ВЫПЛАВКИ ЧУГУНА

(57) Реферат:

Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к составу брикета для выплавки чугуна. Получаемый путем прессования шихты брикет включает, мас.%, окалину прокатного производства 7-69, трифолин 8-70, окисленную железную руда 15-24, цемент 5-12. Изобретение позволит 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, в котором для его получения в качестве железосодержащего материала используют пыли газоочисток металлургических печей, и/или шламы газоочисток металлургических печей, и/или прокатную окалину, и/или стружку черных металлов, и/или металлоконцентрат переработки сталеплавильных и доменных шлаков [1] – прототип.

Существенными недостатками данного брикета является следующее.

Введение в состав брикета пыли газоочисток металлургических печей и/или шламов газоочисток металлургических печей приводит к дополнительному увеличению концентрации цинка и невозможности использования данного брикета в процессе выплавки чугуна в течение длительного периода вследствие накопления цинка в печи; увеличению расхода кокса, необходимого для проведения мероприятий по выводу цинка из доменной печи, и увеличению в связи с этим себестоимости чугуна;

Введение в состав брикета окалины и/или стружки черных металлов приводит к увеличению себестоимости чугуна.

Введение в состав брикета металлоконцентрата переработки сталеплавильных и доменных шлаков приводит к существенному снижению производительности доменных печей вследствие недостаточного содержания железа в данных материалах, а также к дополнительным затратам на извлечение и производство данного вида материала.

Известен также брикет для производства чугуна и стали, включающий стальную окалину, углеродсодержащий материал и связующее, который в качестве углеродсодержащего материала 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;

– снижение себестоимости выплавляемого чугуна;

– эффективная утилизация отходов производства.

Для этого предлагается брикет для выплавки чугуна, получаемый путем прессования шихты, включающий углеродсодержащие материалы, железосодержащие материалы и связующее, в котором в качестве железосодержащего, углеродсодержащего материала и флюсующего используют трифолин при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Заявляемые пределы подобраны экспериментальным путем. Окалина черных металлов, взаимодействующая с сажистым углеродом и графитом, образующимися в горне и нижней части шахты доменной печи, обеспечивает, вследствие высокого содержания оксида железа, промывку горна доменной печи. При концентрации менее 7% снижается степень взаимодействия оксида железа с сажистым углеродом и графитом, образующимися в горне и нижней части щахты доменной печи, а при концентрации более 69% возникает необходимость введения дополнительного количества кокса для поддержания теплового баланса доменной печи.

Трифолин, представляющий собой железосодержащие отходы анилинокрасочных производств, и 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 (содержащего оксиды магния, кальция и кремния) и углеродсодержащего компонента. При концентрации менее 8% трифолина содержание оксидов железа недостаточно для эффективного повышения концентрации железа в брикете, а при концентрации более 70% возникает необходимость снижения процентного содержания других железосодержащих компонентов, в результате чего снижается механическая прочность брикета и увеличивается себестоимость.

При содержании в брикете менее 15% окисленной железной руды не удается добиться необходимой прочности брикета, а при содержании более 24% снижается общее содержание железа в брикете.

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% P, 3-5% С, 0,45% MnO.

Окисленная железная руда: 43-53% Fe_об.; 0,53-2,63% CaO; 0,5-2,05% MgO; 16-23% SiO_2.

Окалина прокатного производства: 32-38% Fe₂O₃; 60-67% FeO; 0,20-0,70% CaO; 0,30-0,80% MgO; 0,70-1,1% SiO₂; 0,07-0,2% S; 0,10-0,20% P.

Цемент (М – 500): 5,0-6,6% Al₂О₃; 3,0-3,08% Fe₂О₃; 0,20-0,39% FeO; 54,0-57,8% CaO; 15-22% SiO₂; 2,0-3,4% MgO; до 0,05% Р₂O₅.

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 1,8%;

– снизить себестоимость выплавляемого чугуна на 6,8%;

– утилизировать ранее не используемые отходы производства (трифолин).

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, отличающийся тем, что он содержит окалину прокатного производства, окисленную железную руду, цемент в качестве связующего и в качестве железосодержащего, углеродсодержащего и флюсующего материала – трифолин при следующем соотношении компонентов, мас.%: