Комплексний вуглецевистий залізофлюс з відходів металургійного виробництва

Изобретение относится к области черной металлургии, а именно, к составам железофлюса для агломерационного производства и производства окатышей, полученного из отходов металлургического производства. Известен железофлюс, состоящий из пыли и окалины, который с целью повышения качества готового продукта и сокращения затрат на утилизацию железосодержащих отходов дополнительно содержит сталеплавильный и доменные шламы, сталеплавильный шлак и известь при следующем соотношении компонентов (в % на сухую массу) [Авт.св. СССР № 630301, кл. С 22 В 1/14, опублик. 15.09.78 (аналог)]: Сталеплавильный шлам 10-30 Доменный шлам 20 - 40 Пыль 20-40 Окалина 5-15 Сталеплавильный шлак 5-15 Известь 5-20 Преимуществом указанной смеси (железофлюса) является использование отходов металлургического производства в качестве компонентов железофлюса, позволяющее не только снизить затраты на его получение, но и улучши ть экологическую обстановку на металлургическом предприятии. К недостаткам указанного технического решения следует отнести высокую колеблимость химического состава железофлюса, что приводит к ухудшению качества железорудного окускованного сырья. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является комплексный углеродистый железофлюс, включающий оксид железа, закись железа, оксиды кремния и кальция, ингредиенты взяты в следующем соотношении: Окись кремния 0,5 - 1,5 Закись железа 6,2 - 46,8 Окись кальция 3,9-22,1 Углерод 4.1-34,5 Оксид железа (Fе2O3) Остальное [Патент СССР № 1804723, кл. С 22 В 1/100, заявл. 19.03.91, № 4919905, опублик. 09.10.92 (прототип)]. Преимуществом данного технического решения по сравнению С аналогом является регламентирование химического состава железофлюса, обеспечивающее минимальную колеблимость основных компонентов: оксидов железа, кальция, а также твердого топлива, что позволяет при его использовании обеспечить постоянство качественных характеристик. К недостаткам указанного технического решения следует отнести высокое содержание углерода и закиси железа в железофлюсе, что приводит при его использовании при производстве железорудных окатышей на конвейерных обжиговых машинах к оплавлению слоя и снижению вследствие этого те хнико-экономических показателей процесса. В основу изобретения поставлена задача повышения качества агломерата и окатышей при использовании в составе шихт комплексного углеродистого железофлюса. Технический результат достигается тем, что в комплексном углеродистом железофлюсе для производства агломерата и окатышей, включающем оксид железа, закись железа, углерод, оксиды кремния и кальция, ингредиенты взяты в следующем соотношении, мас. %: Оксид кремния 5,0 - 12,0 Оксид кальция 5,0 - 30,0 Закись железа 5,0 - 20,0 Углерод 0,5 - 4,0 Оксид железа (Fе2О3) Остальное Наличие вышеупомянутых от прототипа признаков, а именно, увеличение содержащий в железофлюсе оксидов кремния и кальция, снижение закиси железа и углерода позволяет повысить качество агломерата и окатышей. Суть явлений, протекающих при использовании углеродистого железофлюса в производстве агломерата, заключается в том, что при зажигании аглошихты, содержащей железофлюс, в начальном процессе агломерации образуется жидкая фаза, которая обеспечивает упрочнение верхней части пирога агломерата за счет осуществления процесса жидкофазного спекания. В результате чего повышается прочность агломерата и снижается содержание мелочи фракции 0 -5 мм в конечном продукте. Ввод железофлюса предлагаемого состава в ши хту для производства окатышей позволяет повысить прочность сырых окатышей. Кроме того, в процессе обжига при температуре 1100 - 1140 град С на основе железофлюса образуется жидкая оксидная фаза, благодаря которой, с одной стороны, снижается степень окисленности окатышей, что влечет за собой повышение содержания железа в конечном продукте, с другой, интенсифицируется процесс жидкофазного спекания, в результате чего повышается как "холодная" прочность окатышей, так и прочность их при восстановительно-тепловой обработке. Регламентирование содержания в железофлюсе оксида кремния в пределах 5,0 -12,0 определяется тем, что при снижении содержания оксида кремния ниже 5,0% приводит к снижению жидкоподвижности расплава, образующегося на основе железофлюса, что ухудшает процесс жидкофазного спекания и следовательно снижается прочность как агломерата так и окатышей. Увеличение содержания окиси кремния выше 12,0% приводит к снижению содержания железа в агломерате и окатышах и следовательно снижается качество железорудного сырья. Снижение содержания оксида кальция в железофлюсе ниже 5% требует дополнительного ввода сырого известняка в агло-шихту или в шихту для производства окатышей, что влечет за собой повышение расхода твердого и газообразного топлива на процесс и, следовательно, снижение технико-экономических показателей процессов спекания и обжига. Увеличение содержания оксида кальция в железофлюсе выше 30,0% приводит к сужению температурного интервала процесса обжига окатышей и, следовательно, к снижению производительности процесса обжига. Увеличение содержания закиси железа в железофлюсе выше 20% приводит к снижению прочностных характеристик агломерата из-за распада FeO на Fe мет и Fе2О3 при его охлаждении и к образованию чрезмерного количества расплава при обжиге окатышей, что приводит к оплавлению слоя материала и, следовательно, снижается производительность процесса. Снижение содержания закиси железа в железофлюсе ниже 8% при использовании его в аглопроцессе приводит к торможению процесса спекания в начальной стадии процесса и следовательно снижается прочность агломерата. При использовании железофлюса при производстве окатышей уменьшение содержания закиси железа ниже 8% приводит к повышению степени окисленности окатышей В результате чего снижается содержание железа в доменном сырье. Кроме того, из-за уменьшения доли жидкофазного спекания, вызванного снижением количества жидкой фазы, снижаются прочностные свойства окатышей. Увеличение содержания углерода в же-лезофлюсе выше 4,0% приводит, при его использовании в аглопроцессе, к снижению производительности процесса спекания из-за увеличения времени его протекания. При производстве окатышей увеличение содержания углерода выше 4,0% в железофлюсе приводит к падению газопроницаемости слоя из-за его оплавления. В результате чего снижается производительность процесса обжига и качество окатышей. Снижение содержания углерода в железофлюсе ниже 0,5% приводит к падению прочности агломерата и окатышей из-за недостаточного температурно-теплового уровня процесса спекания. В примере конкретного выполнения использовался комплексный углеродистый железофлюс, в котором ингредиенты взяты в следующем соотношении, мас.%: Окись кремния 5,0-12,0 Окись кальция 5,0 - 30,0 Закись железа 8,0 - 20,0 Углерод 0,5 - 4,0 Оксид железа (Fе2О3) Остальное Для получения этого железофлюса использовались колошниковая пыль, доменный, сталеплавильный шламы, прокатная окалина, отсев агломерата и окатышей и другие отходы металлургического производства. Каждый компонент железофлюса раздельного падают на рудный двор доменного цеха. Затем каждый компонент в заданном соотношении автономно падают в приемную траншею раздельными штабелями для усреднения. Перед усреднением производят очистку всех компонентов от посторонних предметов. После усреднения осуществляется отбор проб и проводится химический анализ каждого компонента. После определения химического состава из компонентов осуществляют получение железофлюса путем формирования общего штабеля. Формирование штабеля железофлюса производят путем послойной укладки строго определенного количества каждого компонента рудогрейферным краном или другой грузоподьемной машиной. Усредненную и предварительно смешанную смесь подают в шихтовые отделения аглофабрики дозируют, смешивают с другими компонентами шихты, окомковывают, а затем подают на агломерационную машину для спекания или обжига. В опытно-промышленных условиях Камыш-Бурунского железорудного комбината и Северного горнообогатительного комбината был проведен сопоставительный анализ технико-экономических показателей процесса спекания агломерата из шихт, содержащих железофлюс, по прототипу и предлагаемому изобретению. Железофлюс приготавливали в промышленных условиях Макеевского металлургического комбината из материалов, химический состав которых приведен в табл. 1. Компоненты железофлюса поступали на рудный двор доменного цеха. Каждый компонент предварительно усредняли и определяли его химический состав. Перед усреднением материала проводилась очистка его от посторонних предметов. Заданные соотношения оксидов железа углерода оксидов кальция и кремния по прототипу и предлагаемому изобретению контролировались путем учета массы каждого вида вторичного сырья и его химического состава в отдельности, закладываемого в штабель. Формирование штабеля осуществляли путем послойной укладки строго определенного количества каждого материала, которая осуществлялась рудногрейферным краном. Усредненный и предварительно смешанный железофлюс по прототипу и предлагаемому изобретению с полностью сформированного штабеля загружались в вагоны МПС и отправляли на Камыш-Бурунский железорудный комбинат и Северный горно-обогатительный комбинат, где выгр ужали в отдельные штабели. Процесс спекания аглошихты, содержащий железофлюс в количестве 220 кг/тн агломерата осуществляли в опытно-промышленных условия х КБЖРК. Железофлюс из штабеля подавали в приемные бункера шихтового отделения, оттуда в заданном количестве на смешивание с другими компонентами аглошихты и далее на окомкование. Окомкованная шихта подавалась на конвейерную агломерационную машину для спекания. На Северном горно-обогатительном комбинате железофлюс смешивали с известняком в соответствии 1:4, в полученную смесь вводили бентонит, дробили, измельчали и вводили полученную смесь в шихту для производства окатышей. Затем шихту смешивали в барабанном смесителе и окомковывали на тарельчатом грануляторе. Полученные сырые окатыши d 8 - 15 мм загружали на конвейерную обжиговую машину для обжига. Содержание железофлюса в шихте составляло 50 кг/тн окатышей. Исследование влияния параметров заявляемого состава железофлюса и прототипа проводились в два этапа. В табл. 2 и 3 приведены полученные на первом и втором этапа* значения контролируемых параметров при варьировании значений содержания в железофлюсе как указанных в формуле изобретения так и вне их. Из табл. 2 и 3 следует, что отклонения величин граничных значений заявляемых параметров как в сторону увеличения так и в сторону уменьшения приводит к ухудшению показателей аглопроцесса и процесса получения окатышей.