Спосіб виготовлення брикетів для виробництва хромистих феросплавів

1 Спосіб виготовлення брикетів для виробництва хромистих феросплавів, що включає підготовку шляхом зволоження, старанного перемішування дрібнофракційної і порошкоподібної хромовмісної сировини, вуглецевого відновника неорганічного зв'язуючого, пресування і сушіння брикетів, який відрізняється тим, що як неорганічне зв'язуюче використовують рідке скло в КІЛЬКОСТІ 819,5% від маси шихти і концентрат алюмінієвого шлаку в КІЛЬКОСТІ 55-60% від маси вуглецевого відновника, а сушіння проводять в дві стадії з інтервалом температур 80-350°С в атмосфері з присутністю СОг 2 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що використовують хромовмісну сировину, вуглецевий відновник і концентрат алюмінієвого шлаку фракції < 3 мм, суміш зволожують водою в КІЛЬКОСТІ 2,5% від маси шихти, після чого уводять рідке скло 3 Спосіб за пп 1-2, який відрізняється тим, що використовують рідке скло Y=1,32-1,48 г/см3 з модулем m = (SiO2/Na2) х О -1,8-2,2 4 Спосіб за пп 1-3, який відрізняється тим, що використовують концентрат алюмінієвого шлаку, який має такий склад, % АІ мет 25-35 3,0-3,5 SiO2 Mg+MgO 5,3-5,7 Fe 0,5-0,99 хлориди і фториди лужних металів 7-8 решта АІ2О3 5 Спосіб за пп 1-4, який відрізняється тим, що перемішування шихти після зволоження і уведення в змішувач розчину рідкого скла здійснюють протягом 10-12 хвилин 6 Спосіб за пп 1-5, який відрізняється тим, що пресування здійснюють тиском 25-35 МПа 7 Спосіб за пп 1-6, який відрізняється тим, що першу стадію сушіння здійснюють протягом 15-20 хвилин при 80-90°С, а другу стадію ведуть при 280-350°С протягом 50-70 хвилин 8 Спосіб за пп 1-7, який відрізняється тим, що сушіння брикетів проводять на сушильному конвеєрі шляхом нагрівання брикетів колошниковим феросплавним газом з утворенням газової фази, насиченої СО2, коли вміст СО2 складає 85-95% (О 00 ю Винахід відноситься до чорної металурги, а саме до процесу окускування дрібно-фракційних і порошкоподібних ВІДХОДІВ, їх утилізації і одержання багатокомпонентних брикетів для виробництва феросплавів та використання їх в інших співгалузях металургійної промисловості Відомий спосіб одержання брикетів для виплавки феросплавів з використанням різних зв'язуючих органічного і неорганічного походження Так в рудовупльних брикетах використовувались кам'яновугільний і нафтові пеки, розчин омиленого толового пеку, карбомідні смоли (Дивись, наприклад, "Известия АН СССР, Металлы" М 1983 стр 5 - 9)-аналоги Використання цих речовин дуже обмежене за їх канцерогенні властивості і шкідливий вплив для обслуговуючого персоналу Використовують сульфоскпадаючі речовини і зв'язуючі суміші на їх основі, а також рідке скло і кальційскпадаючі матеріали КІЛЬКІСТЬ сульфідного зв'язуючого знаходиться в межах 4 - 8%, рідкого скла 3 - 10%, вапна 1 - 2% Питомий тиск при пресуванні ВІДПОВІДНО ВІД 19 до ЮОМПа Зміцнення і затвердіння брикетів здійснюють висушуванням на повітрі або нагріванням до 150 - 500°С Продовження термообробки 15 180 хвилин Недоліками цих способів брикетування є недостатня термостійкість і ВОЛОГОСТІЙКІСТЬ брикетів 51869 Найближчим до винаходу по технічній суті і досягаемому результату є спосіб брикетування руд з використанням автоклавів (Дивись, наприклад, "Комплексное использование сырья и отходов", М "Химия", 1988г)- прототип При лабораторному виготовленні хроморудних брикетів шихта складалася із проб, що включали 79 - 80% хромової руди і 5 - 15% коксика В якості зв'язуючого використовувалась суміш із 2% вапна і 4% трепелу Брикети зміцнювались в автоклавах Середня МІЦНІСТЬ брикетів з включенням 5% коксика складала на зжимання 23,7МПа, а із включенням 15% Корсика - 11,2МПа Суттєвим недоліком способу автоклавного зміцнення брикетів є дуже складне апаратне обладнання Потрібні значні капітальні затрати, пов'язані з додатковими виробничими площадками для установки автоклавів довжиною ЗО - 40м і забезпечення їх парою з тиском 1,2-1,6МПа Крім того, виготовляємі три типи автоклавів, призначені в основному для виробництва силікатних виробів В СВІТОВІЙ практиці, при розробці технологічних процесів брикетування руд , автоклави використовуються дуже і дуже рідко Серйозними недоліками характеризуються автоклавиі брикети виготовлені без вуглецевого відновника (94% хромової руди, 2% вапна, 4% трепелу), з середньою СТІЙКІСТЮ, на зжимання 0,9МПа Відсутність у брикетах твердого вуглецю знижує їх металургійну ЦІННІСТЬ у 2 - 3 рази, оскільки використання таких брикетів не тільки здовжує час їх відновлення і час плавки сплаву, а і знижує ступінь корисного використання ведучого елементу - хрому Все це призводить до зниження продуктивності плавильної установки при виплавці в и со ко вуглецевого (граничного) ферохрому Заданою винаходу є розробка способу виробництва брикетів для виплавки хромистих феросплавів із дрібнофракційної і порошкоподібної металургійної сировини, включаючого підготовку шляхом зволоження, старанного перемішування рудної сировини, вуглецевого відновника і зв'язуючого , пресування шихти і, сушіння брикетів з метою покращення екологічних і санітарних умов праці, покращення технологічних показників печі, виключення розрухи брикетів на колошнику, використання нетехнічної дрібної сировини, металургійних ВІДХОДІВ фракції меньше 3мм, до якої входять коксова і вугільна дрібна фракція, вугільний пил, штиби, шлами, пил газоочисток, хромової, вапняної дрібних фракцій та включаюче рідке скло і концентрат алюмінієвого шлаку, який виконує одночасно роль відновника (АІ мет = 25 - 35%) і роль шлакоутворюючого флюсу (АЬОз = 46 - 52%), що сприяє утворенню шлакової фази у відношенні МпО/АІ2Оз = 1 , 5 - 2,2 і врешті виконує роль каталізатора, забезпечує взаємодію хлоридів лужних металів (7 - 8%) з розчином рідкого скла з утворенням гелю кремнієвої кислоти Si (OH) , що забезпечує прискорену цементацію шихти і одержання сирих брикетів МІЦНІСТЮ 0,9 - 1,2МПа, які витримують 4-х кратне скидання з висоти 0,5м Спосіб виготовлення брикетів для виробництва хромистих феросплавів, включаючий підготовку шляхом зволоження, старанного перемішування дрібнофракційної і порошкоподібної хромовмісткої сировини, вуглецевого відновника неорганічного зв'язуючого, пресування і сушіння брикетів, відрізняється тим, що в якості неорганічного зв'язуючого використовують рідке скло в КІЛЬКОСТІ 8 - 12% від маси шихти і концентрат алюмінієвого шлаку в КІЛЬКОСТІ 55 - 60% від маси вуглецевого відновника, а сушіння проводять в дві стадії з інтервалом температур 80 - 350°С в атмосфері з присутністю СО 2 Спосіб відрізняється тим, що використовують хромомістку сировину, вуглецевий відновник і концентрат алюмінієвого шлаку фракції < Змм, суміш зволожують водою в КІЛЬКОСТІ 2,5% від маси шихти, після чого уводять рідке скло Спосіб відрізняється тим, що використовують рідке скло Y = 1,32 - 1,48г/см з модулем m = (SiO2/Na2) х О - 1 , 8 - 2 , 2 Спосіб - відрізняється тим, що концентрат алюмінієвого шлаку має слідуючий склад, % АІ мет 25 - 35, SiO 2 3,0-3,5, Mg + MgO 5,3-5,7, Fe 0,5-0,99, хлориди і фториди лужних металів 7-8, АІ2Оз решта Спосіб відрізняється тим, що перемішування шихти після зволоження і уведення в змішувач розчину рідкого скла здійснюється на протязі 10 12 хвилин Спосіб відрізняється тим, що пресування здійснюють тиском 25 - 35МПа Спосіб відрізняється тим, що здійснюється грохочення брикетів сирих - після пресування і зміцненнях після сушіння Повільний нагрів сирих брикетів при наявності рідкого скла і концентрату алюмінієвого шлаку запобігає сколюванню брикетів при температурі вище 1000°С на колошникові і в ванні феросплавної печі Застосування комплексного зв'язуючого забезпечує протікання гідролізу силікату натрію і утворення газової фази, насиченої СО2, сприяє протіканню процесу карбонізації ВІДПОВІДНО реакції Na 2 SiO 2 O 5 + 2Н 2 О H 2 Si 2 0 5 + 2NaOH, 2NaOH + 2СО 2 NaCO3 При самозміцненні брикетів за рахунок їх подальшого нагріву в них протікають процеси металоутворення в твердому стані шихти При цьому первиний сплав, одержаний при 1400 - 1500°С, складається із карбіду (Cr2 g Oo і) С2 , який вмішує 12 - 13% вуглецю, а підвищення температури до 1600 - 1800°С сприяє утворенню карбіду (Сг5 9 Fei 1) Сз із складом вуглецю 7,3 8,5%, що відповідає ТУ 4757-82 на високовуглецевий ферохром Спосіб брикетування виконують слідуючим чином Основні компоненти шихти - дрібно-фракційна хромітова сировина ( фракція < Змм ) пил і шлами від газоочисток і аспіраційних установок при виробництві феросплавів, вуглецевий відновник 51869 дрібний коксик (фракції < Змм) і концентрат алюмінієвого шлаку (КАШ) у відношенні, мас % хромітова рудна сировина 75 - 80, вуглецевий відновник 15 -17, концентрат КАШ 4-9 Компоненти старанно перемішують з добавкою вологи 2,5% від маси шихти Після одержання однорідної шихтової суміші, до неї додають 8 - 12мас% рідкого скла ЩІЛЬНІСТЮ 1,4 3 1,45г/см Для збереження адгезійних властивостей рідкого скла, час перемішування повністю здозованої шихти обмежено 10-12 хвилинами Пресування підготовленої шихти здійснюється валковими пресами при тиску 25 - 35МПа Для стабілізації МІЦНІСНИХ властивостей хромито-алюмококсових брикетів (ХАК) їх піддають сушінню в сушильному агрегаті при 80 350°С Тривалість сушіння 65 - 90 хвилин» Спочатку при низькій температурі 80 - 90°С, а потім при підвищеній 280 - 350°С Після термічного зміцнення брикети використовують для виплавки в и со ко вуглецевого ферохрому (товарного і переробного) Приклад По запропонованому способу проведено експериментальне брикетування на промисловій установці 1-ої технологічної нитки шихтової ділянки ЕТЦ Запорізького алюмінійового комбінату (ЗАлК) Брикетуванню підлягали три проби слідуючого складу (дивись таблицю № 1) Брикетування проводилось при тиску 28 - ЗОМПа Таблиця 1 номер проби Компоненти шихти 1 Хромітова рудна пиляка марки ПХ-45 (СГ2О3 = 50,2%), кг Відновник вуглецевий, кг Концентрат алюмінієвого шлаку, кг Рідке скло (Y= 1,36), кг Загальна вага проби, кг Одержано сирих брикетів, кг Сирі брикети піддавались сушінню при 90 С на протязі 15 хвилин, а потім при 300°С на протязі 1-і години 2 3 100 16 9 14 50 10 9 9 100 16 0 7 139 78 123 138,6 77,6 122,5 Результати випробувань брикетів наведені у таблиці № 2 виготовлених Таблиця 2 номер проби Показники ВОЛГОСТІЙКІСТЬ у воді без розрушень, діб Зміст вуглецю, % За результатами промислового-експериментального брикетування рекомендовані шихти проб № 1 і№ 2 Запропоновані варіанти шихтових проб дозволяють вдосконалити технологію виготовлен 2 72 113,5 6 10 5 10 2 5 23 28 21 25 10 11 24 3 22 3 18 1 12,4 Одержано сухих брикетів, кг Результати скидань брикетів, раз сирі з висоти 0,5м сухі з висоти 2,0м МІЦНІСТЬ на зжимання сухих брикетів при температурі сушіння, МПа 240°С 640°С Пористість, % 1 127 3 15,4 13,6 ня брикетів для виробництва хромистих феросплавів, повисити техніко-економічні показники, покращити умови праці і значно поліпшити екологічно-санітарний стан ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71