Спосіб здобування двошарових грудок

1 Спосіб здобування двошарових грудок, що включає на першій стадії формування ядра із суміші крупно- і дрібнодисперсних матеріалів, необхідних для витоплення даного сплаву, і на другій стадії формування оболонки із шихти з введенням зміцнюючих домішок, прогартування, який відріз няється тим, що ядро формують із ВІДХОДІВ металургійного виробництва з співвідношенням по масі матеріалів ядра і оболонки ВІДПОВІДНО рівним 1 ( 1 0,5), при основності шихти оболонки в межах 2,02,6, при цьому накочування оболонки здійснюють протягом 16-20 хвилин, а отримані грудки прогартовують у середовищі СОг-вмісного газу при температурі до 800°С 2 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що матеріалами для формування ядра грудок вибрані ВІДСІВИ коксу 3 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що огрудковування ядер проводять протягом 2-3 хвилин 4 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що для формування оболонки грудок вибирають матеріали фракцією 0,05-0,1 мм 5 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що для підтримки основності шихти, що формує оболонку в межах 2,0-2,6, використовують свіжообпалене вапно 6 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що гасіння вапна проводять у змішувачі разом з іншими шихтовими матеріалами, що використовуються для формування оболонки грудок 7 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що прогартування проводять при підвищенні температури до 90-110°С з витримкою при цій температурі протягом 10-15 хвилин, з наступним нагрівом до температури 800°С зі швидкістю нагріву 8-10°С/хвил та одночасною дією СС^-вмісного газу О (О о (О 00 ю Винахід відноситься до галузі чорної металурги, зокрема, до технології огрудковування руд та концентратів, а також металургійної вторинної сировини ях процесу, складається з тих самих складових і відрізняється тільки їх співвідношенням Недоліком таких грудок є порівняно низька МІ ВІДОМІ способи здобування двошарових грудок добавок, що збільшує загальні витрати на їх виробництво Найбільш близьким по технічній суті, прототипом винаходу, є спосіб здобування двошарових грудок на двох послідовно розташованих грануляторах, що включає на першій стадії формування ядра на першому грануляторі і оболонки на другому грануляторі (Патент США №3319949, Нкл 266 з основністью 0,8 1,3 на двох послідовно розташованих грануляторах, що включають на першій стадії формування ядра із залізорудного концентрату і на другій формування оболонки (Юсуфин Ю С , Базилевич Т Н Обжиг железорудных окатышей М, «Металлургия», 1973г) За вказаними способами шихта, яка обкочується на різних стаді ЦНІСТЬ, велика витрата зміцнюючих і флюсуючих 58606 21,1964) Недоліком такого способу є порівняно низька МІЦНІСТЬ грудок, вузька сировинна база виробництва В основу винаходу поставлено завдання розширення сировинної бази виробництва грудок, підвищення їх МІЦНОСТІ та зниження витрат на їх виробництво Поставлене завдання досягається способом здобування двошарових грудок, що включає на першій стадії формування ядра із суміші крупно і дрібнодисперсних матеріалів, які необхідні для витоплення даного сплаву, і на другій стадії формування оболонки із шихти з введенням зміцнюючих ДОМІШКІВ, прогартування, причому, ядро формується із ВІДХОДІВ металургійного виробництва, співвідношення за масою матеріалів ядра і оболонки ВІДПОВІДНО дорівнює 1 (1 0,5), основність шихти оболонки знаходиться в межах 2,0 2,6 і її накочування здійснюється протягом 16 20 хвилин, отримані грудки прогартовують у середовищі СО2вміщуючого газу при температурі до 800°С Крім того, матеріалами для формування ядра грудок вибрані ВІДСІВИ коксу, час обкочування ядра - 2 3 хвилини Оболонку грудок формують із матеріалів фракцією (0,05 0,1)мм і для підтримання основності їх суміші в межах 2,0 2,6 використовують свіжоопалене вапно, а гасіння вапна проводиться у змішувачі вкупі з другими шихтовими матеріалами, що використовуються для формування оболонки Прогартування грудок проводять при підвищенні температури до 90 110°С з витримкою при цій температурі протягом 10 15 хвилин з наступним нагрівом до температури 800°С зі швидкістю нагріву 8 10°С/хвилин та одночасною дією СО2вміщуючого газу Співвідношення матеріалів ядра і оболонки, яке дорівнює 1 (1 0,5), вибирається з урахуванням МІЦНОСТІ всієї грудки і використанням в ній максимальної КІЛЬКОСТІ основних шихтових матеріалів, які використовуються для топлення даного сплаву При співвідношенні більш, ніж 1 0,5 зменшується товщина оболонки, що приводить до витрати и МІЦНОСТІ, а при співвідношенні менш, ніж 1 1 знижується часткова доля в грудках матеріалів, якібезпосередньо необхідні для витоплення даного сплаву Ядро формується з ВІДХОДІВ металургійного виробництва - з таких матеріалів, які із-за дрібної фракції самі не можуть бути використані в печах через зниження газопроникності шихти або других причин Обрана основність шихти оболонки CaO + MgO, ^ „ „ ( ) обґрунтовується тим, що СаО почиІО нає працювати як зміцнюючий фактор тільки вище основності 1,1 1,2 Коли основність меш 2,0 зміцнення грудок незначне і не задовольняє потреби виробництва Якщо основність вище 2,6 зміцнення не збільшується Час обкочування оболонки пояснюється тим, що при часі менш 16 хвилин МІЦНІСТЬ грудок ще незначна, а при часі обкочування більш 20 хвилин МІЦНІСТЬ не збільшується Прогартування здійснюють в середовищі СО2вміщуючого газу для зміцнення оболонки грудок за схемою СаО+СО2=СаСО3 (1) Через ланцюжок СО2 зв'язуються і другі частки шихтових матеріалів Для формування ядра використовуються ВІДСІВИ коксу Час формування ядра грудок 2 3 хвилини визначається отриманням первісних зародків для їх обкочування міцною оболонкою Фракція матеріалів для формування оболонки в (0,05 0,1)мм пояснюється тим, що при фракції менш 0,05мм пористість оболонки знижується до недопустимих меж, що є недостатнім для виділення газоподібних продуктів (ВПП) При крупності матеріала більш 0,1мм погіршуються умови зчеплення окремих шматочків в єдине ціле, що приводить до зниження МІЦНОСТІ грудок Свіжоопалене вапно перемішується з іншими компонентами суміші для формування оболонки з метою досягнення кращого контакту між ними Прогартування грудок проводять з нагрівом до 90 110°С і витримкой 10 15 хвилин для виведення зовнішньої вологи При витримці менш 10 хвилин в грудках з'являються мікротріщини і знижується механічна МІЦНІСТЬ Нагрів до 800°С утечи СО2 проводиться з метою найбільш повного карбонізаційного зміцнення грудок Приклад здійснення способу виробництва двошарових грудок для витоплення сплавів і лігатур Для підтримки основності шихти, з якої витопляється оболонка, рівною 2,6, до існуючої шихти додається додаткова порція негашеного вапна і уся шихта разом перемішується у барабанному змішувачі Для ДОСЛІДІВ був обран тарілчастий гранулятор з діаметром тарілки 1м і кутом нахилу 43 градуси до горизонту По кожному варіанту було проведено 2 3 досліда Усереднені дані наведені в таблиці Для формування ядра грудок використовувалися ВІДСІВИ коксу крупністю 5 10мм-15%, 2 5мм-35%, 0 2мм - 50% ВІДСІВИ коксу зволожувалися до утворення стійких ядер крупністю 10 15мм при обертанні тарілки гранулятора зі швидкістю 20об/хвил протягом 2 3 хвилин Після ЦЬОГО В тарілку гранулятора порціями завантажувався дрібнодисперсна шихта для утворення оболонки з періодичним зволоженням водою нових порцій матеріалу та накочуванням їх на ядра Утворення міцної оболонки здійснювалося обкочуванням протягом 14 22 хвилин Після цього грудки крупністю 25 30мм завантажувалися у герметичну трубчату піч з можливістю циркуляції СОг-вміщуючого газу Спочатку проводилася сушка грудок при температурі 90 110°С протягом 12 хвилин, а потім проводився нагрів до 500, 700, 800°С зі швидкістю нагріву 10°С/хвил з одночасним впливом СОг-вміщуючого газу Під час ІСПИТІВ І після ДОСЛІДІВ проводили роздавлювання грудок на пресі 58606 Таблиця Використання в шихті оболонки шихти процесу, % Найменування операцій 20°С, кг/грудка 77 67 60 50 45 19 40 51 52 54 60 60 60 60 60 39 43 51 52 52 60 60 60 60 60 38 44 47 51 51 60 60 60 102 109 110 Співвідношення по масі матеріалів ядра і оболонки *' 1 0,3 1 0,5 1 0,75 11 1 1,2 Основність матеріалів оболонки МІЦНІСТЬ при „2 CaO + MgO SiO 2 1,8 2,0 2,3 2,6 2,8 Накочування оболонки протягом, хвилин * J 14 16 18 20 22 Прогартування грудок утечи ССЬ при температурі, °С * 4 500 600 700 *1 - при основності суміші матеріалів оболонки - 2,3, накочування м на ядро протягом 20 хвилин *2 - при співвідношенні по масі матеріалів ядра і оболонки 1 0,75, накочування оболонки протягом 20 хвилин *3 - при співвідношенні по масі матеріала ядра і оболонки, рівним ВІДПОВІДНО 1 0,75, при основності суміші матеріалів оболонки рівним 2,3 * 4 - швидкість нагріву 10°С/хвилину Що видно з даних таблиці, порівняно висока МІЦНІСТЬ грудок при високому відсотку введення до них матеріалів, що використовуються у шихті для витоплення даного сплаву, виходить при співвідношенні матеріалів ядра і оболонки по масі рівним 1 0,75 ВІДПОВІДНО, при основності шихти для формування оболонки рівної 2,3 2,6, при накочуванні оболонки протягом 20 хвилин і прогартуванні у атмосфері СОг при температурі 700 800°С Таким чином, при використанні даної техноло Комп'ютерна верстка Е Гапоненко ги досягається поставлене завдання - збільшується МІЦНІСТЬ грудок, розширюється сировинна база їх виробництва за рахунок використання ВІДСІВІВ коксу, дешевшає продукція, бо використовуємий в поточний час кокс має вартість 360грн л", а ВІДСІВИ коксу ТІЛЬКИ 100грн л" Дана технологія може бути застосована при витопленні будь-яких сплавів і лігатур з використанням нефракцюнованої частини шихти як для формування ядра так і для формування оболонки Підписано до друку 05 09 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна