Патент на изобретение №2356953

(54) БРИКЕТ

(57) Реферат:

Брикет включает углеродсодержащие, железосодержащие и цинксодержащие материалы и связующее. В качестве углеродсодержащего материала используют шламы доменной газоочистки, в качестве железосодержащего и цинкосодержащего материала используют пыль газоочистки электросталеплавильного производства, а в качестве связующего – жидкое стекло. Соотношение компонентов в брикете следующее, мас.%: шламы доменной газоочистки 5-30, пыль газоочистки электросталеплавильного производства 45-92, жидкое стекло 3-25. Изобретение позволит утилизировать отходы производства.

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

Известен брикет для выплавки металла, получаемый путем прессования шихты, включающей углеродсодержащие материалы, железосодержащие материалы, флюсующие добавки и связующее, содержащее 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 являются:

– низкое содержание цинковых составляющих в брикете для получения полупродукта для цинковой промышленности;

– низкая механическая прочность брикета из-за отсутствия реакции взаимодействия цемента с пылью газоочистки электросталеплавильного производства ввиду более мелкой фракции последней.

Известна также шихта [2] для производства углеродсодержащих железорудных брикетов, включающая шламы из металлургических производств и колошниковую пыль, которая содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%:

Существенными недостатками данной шихты являются:

– низкое содержание цинковых составляющих в брикете для получения полупродукта для цинковой промышленности;

– низкая механическая прочность брикета из-за отсутствия связки.

Известен также способ утилизации шламов доменной газоочистки путем комкования шламов в чашевом грануляторе с использованием 20%-ного раствора жидкого стекла и дальнейшим обжигом гранулированного шлама в печи кипящего слоя [3].

Существенными недостатками данного способа являются:

– повышенные затраты на грануляцию данного вида материала вследствие сложности изготовления продукта данным способом;

– затруднительное ведение процесса переплавки данного материала в необходимом количестве и получения полупродукта для цинковой промышленности.

Известен также способ переработки и получения сырья для производства цинка [4], основным источником для которого являются сульфидные полиметаллические медно-свинцово-цинковые, свинцово-цинковые и медно-цинковые руды.

Существенными недостатками данного способа являются:

– высокие затраты на производство сырья вследствие добычи, сложного обогащения и переработки рудных составляющих;

– дополнительное образование техногенных отходов при переработке и подготовке рудных составляющих для получения сырья для производства цинка.

Желаемыми техническими результатами изобретения являются:

– получение полупродукта для цинковой промышленности в виде уловленной пыли с высоким содержанием цинка;

– снижение себестоимости чугуна за счет уменьшения стоимости шихтовых материалов;

– снижение расхода кокса;

– эффективная утилизация отходов производства.

Для этого предлагается брикет, включающий углеродсодержащие, железосодержащие и цинксодержащие материалы, а также связующее, в котором в качестве углеродсодержащего материала используют шламы доменной газоочистки, в качестве железосодержащего и цинкосодержащего материала используют пыль электросталеплавильного производства, а в качестве связующего – жидкое стекло при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Заявляемые пределы подобраны экспериментальным путем.

Пыль газоочистки электросталеплавильного производства вводится в состав брикета как железосодержащая и цинксодержащая составляющие, причем при использовании менее 45% снижается общее количество цинка в улавливаемой пыли, а при увеличении более 92% невозможно получение брикета с необходимым количеством углеродсодержащих компонентов.

Шламы доменной газоочистки также вводятся в состав брикета как углеродсодержащая составляющая, причем при использовании менее 5% не удается получить эффект снижения расхода кокса, а при увеличении более 30% снижается общее количество цинка в брикете и в связи с этим в улавливаемой пыли, а также снижается производительность агрегата при выплавке чугуна.

Жидкое стекло используется в качестве связки, причем при использовании менее 3% не удается получить требуемую механическую прочность брикета, а при увеличении более 25% возрастают непроизводственные затраты на производство брикетов, снижается общее содержание железо-цинковой составляющей в брикете.

Заявляемые брикеты изготавливались из материалов со следующим химическим составом:

Шламы доменной газоочистки: 10-43% Fe_общ; 10-41% С; 3,0-10,0% CaO; 0,5-3,0% MgO; 2,0-8,0% Al₂О₃; 6,2-8,2% SiO₂; 0,50-5,0% Zn.

Пыль газоочистки электросталеплавильного производства: 8,06-10,1% CaO; 62,4-70,41% Fe₂О₃; 4,98-6,5% SiO₂; 3,57-5,6 MnO %; 1,86-6,0% MgO; 0,81-8,3% Al₂O₃; 0,01-0,05% V; 1,90-6,50% Zn; 0,10-0,50% Cr; 0,1-0,3% Cu; 0,5-2,0% K₂O; 0,5-2,0% Na₂O; 0.30-1,20% SO₃; 0,5-4,0% С; влага – 0,10-2,0

Жидкое стекло: плотность при 15-25°С – 1,30-1,55 г/см³; силикатный модуль

(SiO₂:Na₂O·1,0323) – 2,6-3,0.

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

Брикеты использовались при выплавке передельного чугуна в вагранке с получением полупродукта для цинковой промышленности в виде пыли, уловленной в отходящих газах в рукавных фильтрах газоочистных сооружений.

Химический состав уловленной пыли: 5,0-25% Fe_общ; 5,0-15,5% С; 3,0-10,0% CaO; 0,5-3,0% MgO; 2,0-8,0% Al₂О₃; 6,2-8,2% SiO₂; 31-52% Zn.

Заявляемый брикет позволил эффективно утилизировать отходы производства с получением полупродукта для цинковой промышленности в виде уловленной пыли с содержанием цинка не менее 31% и чугуна с требуемым химическим составом, причем производственная себестоимость получаемого чугуна на 2,3% ниже, чем чугуна получаемого из традиционных материалов, а также добиться снижения расхода кокса на 1,2%.

Источники информации

1. Патент РФ 2244026, кл. С22В 1/24, С21В 5/00.

2. АС СССР 1546506, кл С22В 1/24.

3. Толочко А.И., Славин В.И., Супрун Ю.М., Хайрутдинов P.M. Утилизация пылей и шламов в черной металлургии. – Челябинск: Металлургия, 1990 г. – 152 с.

4. Тарасов А.В., Уткин Н.И. Общая металлургия. – Москва: Металлургия, 1997 г. – 592 с.

Формула изобретения

Брикет, включающий углеродсодержащие, железосодержащие и цинксодержащие материалы, а также связующее, отличающийся тем, что в качестве углеродсодержащего материала используют шламы доменной газоочистки, железосодержащего и цинкосодержащего материала, используют пыль газоочистки электросталеплавильного производства, а в качестве связующего – жидкое стекло при следующем соотношении компонентов, мас.%: