Залізорудний триагломерат

МІЖ 6 С 22В 1/16 ЗАЛІЗОРУДНИЙ ТРИАГЛОМЕРАТ Винахід належить до галузі підготовки металургійної сировини, зокрема, до окускування металургійної сировини методом агломераци. ВІДОМИЙ «Залізорудний офлюсований агломерат» згідно АС № 1600340 від 02.06.88р., МПК 5 С 22В 1/16, який вміщує такий склад компонентів мас. % : FeO 9,8-20,00 CaO 10,00-19,90 SiO, 8,90-12,00 0,20-3,80 MgO 0,40-3,20 MnO 0,01-0,40 решта При цьому кількість вищеперелікуваних оксидів задовольняє співвідношенню 2.6СаО+МаОЛ- 2 (FeO + МпО) SiO2 +Al2O3 причому макроструктура містить 20-30 % феритвміщуючих мінеральних агрегатів з максимальним розміром 0,1-0,15 середнього розміру куска агломерату, розміщених у виді окремих елементів в неперервній матриці. Основним недоліком відомого агломерату є невеликі показники міцності при відновленні. 2 Ко м п о з и ц ій н е р іш е н н я , о с н о в н іс ть , та с тр у к ту р н іс ть ц ь ог о а г л о м е р а ту за д а н і з у м ов и оп ти ма л ьн ог о п оєднан ня йо г о міцн ос ті у х о л о дн о м у стан і , міц н ос ті пр и відн ов ле нн і та відн овн ості . При ць ом у не м ож ли в о підви щ и ти показни к « міцн іс ть при відн ов лен ні » із збе ре же ння м на дос та тнь о вис ок ому рів ні ре ш ти ме та лургій ни х в лас тив ос те й . Н ай б іль ш б л изь к и м за с у к уп ніс тю о з на к та о ч ік у ва н о м у те х ніч н о м у р е з у ль та ту д о за п р о п о н ов ан о г о а г л о м е ра ту є « З а л із о р у д н и й б іаг л о м е р а т» зг і дн о П а те н ту У к р а їни М іг 2 25 38 А в ід 1 7.0 3. 9 8 р. М Ш С С 2 2 В 1/1 6, я к ий міс ти ть та кий с к ла д к о мп оне н тів , мас . %; Fe O 9, 8- 2 0, 0 0 Са О 1 0, 0 0- 2 3, 00 4, 0 0- 1 0, 0 0 0, 2 0 - 3, 8 0 MgO 0, 4 0- 3, 2 0 МпО 0, 0 1 - 0, 4 0 K 2 O+ Na 2 O+ P+ S та інш. до 1 % Fe2O3 ре шта , пр и чо м у зна че ння в міс ту ви ще пе рел ік о ван и х окс и дів за д ов о ль ня є сп ів відн о ш енн ю : ________ Fe O + Fe X K + M n O _______ = 1, 5-2, 0 ( Fe O + M n O ) ( 1 + 0 . 7 3 7 C a O + M gO ) а м а к рос тру к ту ра с к ла да єть с я не м е н ш , я к на 90 % з дв ох м іне ра ль н и х а г ре г а тів (біагла ме ра т ) - магне ти т-с и ліка тни х і фе ритв міщ уючи х , при цьом у він в міщ ує окре м о або сум іс н о з ма гн е ти т-с и лік а тн и м и м ін е ра ль н и м и аг ре га та м и 20- 50 % фе р и тв міщ у ючи х а гре га ті в ро з мі р о м 0, 1 5- 1, 0 с е ре д нь о го р о з мі р у к ус ка а г л о ме ра т у . з Цей агломерат, порівняно з аналогом, має значно вищі показники міцності при відновленні і у холодному стані - відповідно: 60,80 проти 47,03 і 73,2 проти 69,40. Такий результат досягнуто за рахунок макроструктури, яка містить два мінеральних агрегати - магнетит-силікатний і феритвмццуючий, які мають високі показники міцності. Але розвиток металургійного виробнитства в напрямку підвищення якості металургійної продукції диктує необхідність збільшення показників мшності агломерату у холодному стані і при відновленні. В основу винаходу поставлено задачу підвищення міцності агломерату у холодному стані та при відновленні, при збереженні показників відновності на високому досягнутому рівні шляхом макроструктурної побудови агломерату і оптимального поєднання властивостей макроструктурних складових і їх розмірів. Поставлена задача вирішується тим, що залізорудний триагломерат, включаючий FeO, CaO, SiOb А12Оз, MgO, МпО, FdQi» макроструктура якого складається з мінеральних агрегатів, 20-50% яких містять окремо або сумісно з магнетит-силікатними мынеральними агрегатами феритвміщуючі агрегати розміром 0,15-1,0 середнього розміру куска агломерату, вміщує мас. %: FeO 7,5-9,8 CaO 20,0-25,0 SiO 10,1-12,0 MA, 0,20-3,80 MgO 0,40-3,20 Mnoe 1,50-10,0 a2 O+P+S таінш. ДОІ% решта причому значення вмісту вищеперелікованих оксидів задовольняє співвідношенню: (0,5 + 0,368 CaO+MgO ) (FeO+MnO) _________SiO,+ АЬОз____________ . 0,13 - 0,24 (FeO + FeaCb + MnO + Мп2 Оз) а макроструктура складається не менш, як на 95 % з трьох мінеральних агрегатів (триагломерат) - магнетит-силікатних, феритвміщуючи х і марганецьвміщуючіх агрегатів розміром 0,15-1,0 середнього розміру куска агломерату. Вміст оксидів у триагламераті та підтримання вищевказанного співвідношення оксидів у заданих межах (0,13-0,24) забезпечує формування необхідного мінералогічного складу залізорудного триагламерату. Порівнянно з прототипом макроструктура залізорудного триагламерату складається з трьох мінеральних агрегатів магнетит-силікатних, феритвмшгуючих і марганецьвмшгуючих. Формування марганецьвміщуючого мінерального агрегату сприяє більш повному засвоєнню СаО та зниженню частки незасвоєного вапна в агломераті. Сполуки Мп спричиняють підвищення міцності магнетит-силікатного агрегату за рахунок хімічної стабілізації поліморфного перетворення двокальпієвого силікату і зниження напруги на межі між фазами «магнетит- зв'язка», що сприяє підвищенню міцності триагломерату в цілому. Таким чином три мінеральні агрегати, які входять до складу триагломерату, мають високі показники міцності у холодному стані та при відновленні. Внаслідок того, що характеристики міцності окускованого матеріалу мають властивість адитивності, сумарна міцність триагламерату у холодному стані та при відновленні є сумою добутків міцності мінеральних агрегатів на їх об'ємні частки і міцність запропонованого 5 триагломерату має більш високі показники у порівнянні з прототипом: 76-85 % проти 73,2 % у холодному стані та 65-75 % проти 60,8 % при відновленні. Вміст Мпов визначений з досліду впливу параметра вмісту МПоб на міцність триагломерату в холодному етані ріг .1) Таким чином обрано оптимальний вміст МПоб = 1,5 - 10,0 з умов максимального впливу на міцність запропонованого триагломерату. Слід мати на увазі, що основні металургійні властивості агломерату є структурночутливими факторами. Внаслідок цього при значенні співвідношення менш, ніж 0,13 міцьність агломерату у холодному стані зменьшуеться до 73,4 % і погіршуються інші показники процесу: виробність та вихід гідного. При значенні співвідношення більш, ніж 0,25 міцність агломерату у холодному стані залишається незмінною, але практично у 2 рази падає виробність процесу підвищуються витрати висококоштовного палива і збільшуються сумарні витрати на процес. Вміст о кремо або сушено з магнетит- силікатними і феритвміщуючи ми мінеральними агретатами 10-20 % марганецьвміщуючих агрегатів забезпечує високі показники міцності у холодному стані та при відновленні запропонованого залізорудного триагламерату. При зменшенні кількості марганецьвміїцуючи х мінеральних агрегатів менш ніж 10% знижиються показники відновності і міцності триагломерату до верхньої межі біагломерату. При збільшенні кількості марганецьвміщуючи х агрегатів більш, ніж 20 % матеріал виходить іа межи запропонованого триагломерату. 6 Варіанти утворювання макроструктури агломерату з максимальними розмірами марганецьвмішуючих мінеральних агрегатів менш, ніж 0,15 і більш, ніж 1,0 середнього куска агломерату визначають матеріал у якому марганецьвміїцуючии мінеральний агрегат практично є мономінеральним. У середині інтервалу (0,15- 1,0) знаходиться оптимальний розмір марганецьвміщуючого мінерального агрегату, забезпечуючий необхідну макроструктуру. Таким чином сукупність ознак запропонованого триагломерату вирішує поставлену задачу - забезпечує підвищення міцності агломерату у холодному стані та при відновленні порівняно з прототипом при збереженні показників відновності на високому досягнутому рівні. Внаслідок розширеного пошуку по патентній та науково-технічній літературі, відповідним рубрикам МГГК і УДК сукупність суттєвих ознак повністю або частково збіжних запропонованому технічному рішенню, яка б дозволяла вирішувати поставлену задачу, не виявлена ні в одному технічному рішенні. Отже, запропонований винахід відповідає критерію «новизна». З відомого рівня техніки сукупність суттєвих ознак запропонованого технічного рішення з очевидністю не витікає. Отже, запропонований винахід відповідає критерію «винахіднецький рівень». Винахід мають намір використовувати при виготуванні агломерату на аглофабриці Орджонікідзевського гірничо-збагачувального комбінату. Отже, запропонований винахід відповідає критерію «промислова застосованість». Ця обставина підтверджується прикладом конкретного використання. 7 В ідентичних умовах на укрупненій агломераційній установці ПНДЛ п ідготовки металургійної сировини були проведені лабораторні спікання запропонованого триагломерату, аналогу та прототипу. Технологічна схема процесу включає усереднення дозованих вихідних шихтових матеріалів та дозування додатку промматеріалу, змішування, огрудкування суміші та спікання одержаної шихти. При цьому був відібраний великий масив зразків агломератів, що виробляються на Україні та в державах СНД, а показники іх металургійних властивостей були оброблені методом статистичного аналізу. В результаті цього були одержані статистичні характеристики ряду показників металургійних властивостей агломерату звичайної якості. Основні показники металуріійних властивостей запропонованого триагломерату, прототипу, аналогу та агломерату звичайної якості надані в таблиці 1. Згідно даних наведених у таблиці 1 можна зробити висновок, що запропонований триагломерат значно перевершує усі відомі агломерати по показникам «міцність у холодному стані» та «міцність при відновлені» при збереженні надостатньо високому рівні решти металургійних властивостей. Другим наочним підтвердженням цього висновку може бути зображення на фіг.2 зірково-символічного подання образу агломерату та його якостей, де кожний промінь визначає один з основних показників металургійних властивостей агломерату: 1 - міцність при відновленні - величина показника, яка прагне до максимального значення; 2 - міцність на удар - величина показника, яка прагне до максимального значення та характеризує міцність матеріалу у холодному стані; 8 3 - міра відновності - величина показника, яка прагне до максимального значення; 4 - стирання при відновності - величина показника, яка прагне до мінімального значення, в ідеалі до 0. На фіг.З зображено зірково-символьне подання образів агломератів, виготовлених та відомих на Україні та в державах СНД №№ 1-27, № 28 - аналог, № 29 прототип, № 30 запропонований залізорудний триагломерат. Ця інформація дає можливість порівнювати якість запропонованого триагламерату з якістю 27 зразків агломератів, відомих на Україні та в державах СНД. Таким чином, очевидно, що запропонований залізорудний триагломерат порівняно з аналогами та прототипом, а також з загальним масивом відомих агломератів мас самий високий показник міцності у холодному стані та при відновленні при достатньо високих показниках «міра відновності» та мінімальному значенні «стирання при відновленні», що в цілому є чинником високої якості запропонованого залізорудного триагломерату. Таблиця 1 Тип агломерату ГОСТ ._ — ., __ ,,_ . ,_ 19575-84 Показники Міцність при Стирання якості відновленні, при відновленні, X + 5мм X - 0,5мм Середє 24,00 7,10 18,20 Аналог Стандартне відхилення Верхня межа Нижня межа Середнє Прототип Запропонований триагломерат Ступень відновлення, Агломерат звичайної якості -"п 15137-77 Міцність Міцність на удар, на стирання, Х + 5мм X - 0,5мм 28,10 63,70 5,20 4,60 8,20 7,80 1,30 30,41 3,89 32,39 67,88 3,49 17,59 10,31 23,81 59,50 6,91 47,03 4,8 40,11 69,40 5,11 Середнє 60,80 3,0 38,6 73,2 5,4 Середнє 62-75 2,5-3,0 35-38 74-85 5,2-5,0 fo. Залізорудний триагломерат 70 p 68 Щ 66 • ( • • • >• ' • •( О 1Л о * ---- , ---------U 03 Л СЧ ^ inі ся Вміст Mn, % ФІГ.1 Коломойский Ігор Валерійович Флякс Олександр Валентинович Дшплевіч Ігор Йосиповіч Стольберг Євсей Яковлевіч СмІрнов Сергій Володимирович Ігнатов Микола Володимирович Залізорудний триагломерат А Фіг. 2 Коломойский Ігор Валерійович Флякс Олександр Валентинович Дишлевіч Ігор Йосиповіч Стольберг Євсей Яковлевіч Смірнов Сергій Володимирович Ігнатов Микола Володимирович Залізорудний триагломерат V 25 28 21 14 22 23 15 18 18 II 12 Фіг. З Коломойский Ігор Валерійович Флякс Олександр Валентинович Дишлевіч Ігор Йосиповіч Стольберг Євсей Яковлевіч Смірнов Сергій Володимирович Ігнатов Микола Володимирович