Шихта для виробництва чавуну

Корисна модель належить до металургії, зокрема, до комплексної утилізації дрібних відходів металургійного виробництва і може бути використана при виплавці чавуну у доменній печі. В процесі виплавки чавуну, сталі, прокату утворюються відходи, що містять окисли заліза та інших металів (прокатна окалина, металургійний шлам, коксовий дріб'язок, пил газоочисток і т.п.). Часто вони мають вигляд пилу і важко піддаються утилізації, тому що пил має тонкодисперсний розмір частинок і просте повернення його у виробничий цикл, як правило, призводить до того, що він знову потрапляє у відходящі газові потоки. Таким чином, тонкодисперсні відходи зі значним вмістом заліза використати проблематично. Для вирішення даного питання застосовують декілька процесів з різним ступенем успіху. Одним з поширених є комплексна утилізація залізовмісних тонкодисперсних відходів металургійного виробництва шляхом їх брикетування з метою повернення до металургійного переділу у вигляді товарної продукції з оптимальним складом. Існуючий спосіб виробництва чавуну полягає у відновленні заліза з його окислів [див. Справочник по элементарной химии. Под ред. А.Т. Пилипенко, Киев, „Наукова думка", 1977. стр.328-331]. В якості сировини цей процес передбачає використання шихти: суміші червоного залізняка - руди з вмістом окислу заліза Fе2О3 або продукту їх збагачення - окатишів, агломерата, коксу та флюсу - суміші вапна та піску. Процес відновлення заліза проходить в три етапи за схемою: 3Fе2О3+СО=СO2+2Fе3O4 Fe3O4+CO=CO2+3FeO FeO+CO=CO2+Fe Таким чином, суттєвим недоліком існуючого способу виробництва чавуну є багатостадійність процесу та потреба у використанні великої кількості допоміжних матеріалів, а, отже, незадовільні економічні показники. Відомий спосіб виробництва чавуну [див. п.№57656, Україна, МПК7 С21B5/00, публ.16.06.2003, Бюл. №6, 2003р.] із використанням шихти, до складу якої входить червоний залізняк (Fе2О3), кокс, флюс та брикети з вмістом заліза в кількості 40% у вигляді FeO. Наведений винахід за своєю технічною сутністю є найбільш близьким до рішення, що заявляється, і прийнятий автором за прототип. У прототипі процес відновлення заліза проходить за спрощеною схемою, тобто не з Fе2О3, а з FeO. Це дає можливість зменшити витрати вапна та коксу і підвищити економічні показники доменного процесу. Проте, використання в доменному процесі саме FeO є проблематичним, що пов'язано з його обмеженою кількістю, якої не вистачає для постійного використання при виплавці чавуну. В свою чергу це призводить до заміни FeO на інші залізовмісні компоненти, до складу яких входить Fе2О3, що вимагає додаткових витрат коксу та флюсу на відновлення заліза. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення складу шихти для виробництва чавуну. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що шихта для виробництва чавуну, до складу якої входять залізорудні матеріали, кокс, флюс, відповідно до корисної моделі, додатково містить залізорудні брикети з вмістом, мас.% : заліза (загальне) 45-65, вуглецю 1-18, вапняку 2-18. І міцністю, щонайменше, 150кг/см2, при наступному співвідношенні компонентів, кг/т чавуну: залізорудні матеріали 1600-2200, кокс 450-580, флюс 50-100, залізорудні брикети 1,0. Створення нового шихтового матеріалу для виробництва чавуну з відходів металургійного виробництва, а саме: колошникового пилу, металургійного шламу, пилу газоочисток і т.п., дає можливість здешевити одержання готового продукту за рахунок зменшення витрат тепла і шлаку. Саме наявність у складі брикетів вапняку та вуглецю сприяє економії коксу. Заявлені межі компонентів брикету підібрані дослідним шляхом і є оптимальними. Важливою характеристикою брикетів є їх механічна міцність. Для збільшення продуктивності доменної печі і зниження питомої витрати коксу необхідно збільшувати газопроникність стовпа шихти. Це досягається зниженням вмісту в шихті дрібної фракції. Зменшення вмісту дрібної фракції на 1% призводить до збільшення продуктивності доменної печі на 1% і зниження питомої витрати коксу на 0,5% (див. Товаровский И.Г. Совершенствование и оптимизация параметров доменного процесса. - М.: Металургія, 1987. - 193стр). Міцність залізорудного брикету не менше 150кг/см2 забезпечує обумовлену якість шихти. Таким чином, застосування шихти, до складу якої входять залізорудні брикети, дає можливість підвищити якість і конкурентоспроможність готового продукту, а також поліпшити екологічний стан навколишнього середовища, перетворити відходи виробництва в продукцію.