Залізовмісний брикет для металургійного виробництва

Залізовмісний брикет для металургійного виробництва, що містить залізовмісний матеріал, вапняний флюс, відновник і рідке скло, який відрізняється тим, що як відновник та додаткове сполучне застосований гідролізний лігнін при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: вапняний флюс до 5,0 гідролізний лігнін 16,0-20,0 рідке скло до 4,0 залізовмісний матеріал решта. (19) (21) a200610274 (22) 26.09.2006 (24) 27.08.2007 (46) 27.08.2007, Бюл. №13, 2007р. (72) Ожогін Володимир Володимирович, Ковалевський Ігор Абрамович, Жерліцина Ольга Вікторівна, Євдокимова Галина Михайлівна, Ісаєва Вікторія Вікторівна, Адарюкова Марина Олексійовна, Романов Ігор Олегович, Чернова Світлана Геннадіївна (73) ПРИАЗОВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ (56) UA 5550 U, 15.03.2005 SU 28485 A1, 31.12.1932 3 80234 до 1250°С і включає розповсюджені компоненти. Однак він не дозволяє цілком вирішити задачу, що постає перед винаходом, оскільки наявність у брикеті коксику або антрацитового штибу, розповсюджені види яких мають підвищений зміст сірки (1,01,5%), сприяє переходові значної її частини в метал. Зміст у відновлювачі великих фракцій 3-1 мм знижує швидкість і ступінь металізації. Крім того, кокс і вугілля мають невисокі адгезійні і когезійні властивості, що знижують міцність брикетів. Дефіцит і висока вартість коксу, а також витрати на його здрібнювання істотно підвищують вартість брикетів. В основу винаходу поставлена задача створення такого залізовуглецевого брикету для металургійного виробництва, що за рахунок уведення нового компонента дозволяв би одержати більш високий ступінь металізації заліза, кращу механічну міцність і знижену кількість сірки. При цьому витрати на відновлювач були б мінімальними. Поставлена задача вирішується тим, що в залізовуглецевий брикет для металургійного виробництва, що включає залізовмісний матеріал, відновлювач, флюс і сполучне, відповідно до винаходу в якості відновлювача і матеріалу, що підвищує механічну міцність брикету, застосований гідролізний лігнін при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: вапняний флюс до 5,0 гідролізний лігнін 16,0-20,0 сполучне (рідке скло) до 4,0 залізовмісний матеріал інше. Вибір такого матеріалу викликаний наступним. 4 Гідролізний лігнін є відходом гідролізної промисловості, досить розповсюджений, має невисоку вартість і знаходить обмежене застосування в інших галузях промисловості. Він володіє: - гарним зчіплюванням з іншими матеріалами і кращою брикету ємностю в порівнянні з відновлювачами на основі вугілля; - тонким фракційним складом (95% фракції 0,5мм), що забезпечує тісний контакт часток і поліпшують хід відновлення в порівнянні з більш великим матеріалом; - наявністю значної кількості летучих речовин (Vг = 40-66%) у складі яких маються вуглеводні, що дозволяють звістки непряме відновлення заліза, що істотно збільшує ступінь металізації останнього; - високою теплотворністю (23,4МДж/кг) і меншою зольністю в порівнянні з коксом і вугіллям. [Равич Б.М. Комплексное использование сырья и отходов / Б.М. Равич, В.П Окладников, В.Н. Лыгач, М.А. Менковский. -М.: Химия, 1988. - 288с.]. У якості відновлюваного залізовмісного матеріалу можуть бути використані концентрат, аглодоменні і сталеплавильні шлами або колошниковий пил, як флюс - вапно, а в якості сполучного рідке скло. Для визначення брикетуючих, міцністних і відбудовних властивостей гідролізного лігніну і їхніх зіставлень з відповідними показниками прототипу виготовлені лабораторні брикети і проведені експерименти по їхній металізації. Брикети із сумішей компонентів, представлених у табл. 1, виготовляли на механічному пресі під тиском пресування 50МПа, що забезпечує задану міцність і щільність. Таблиця 1 Склад і зміст компонентів брикетів, мас. % Компонент Вапняний флюс Гідролізний лігнін Коксик фракції £ 3мм Сполучне (рідке скло) Залізовмісні матеріали - концентрат - аглодоменний шлам - сталеплавильний шлам 1 5,0 17,0 4,0 2 5,0 17,0 4,0 3 5,0 16,0 4,0 70,0 4,0 50,0 24,0 75,0 Брикети циліндричної форми з плоскопаралельними підставами мали діаметр 30мм, висоту 1618мм. Маса брикетів у сухому виді 32-38p. Відновлення проводили в термічній печі при температурі 1250°С у закритих металевих стаканах, що запобігають вторинне окислювання. Тривалість перебування брикетів у печі (20хв.) визначали по припиненню горіння газоподібних продуктів, що виділяються, відновлення, що виходять з-під кришок стаканів. Після витягу й охолодження склянок брикети виймали, визначали сту Номер досліду 4 5 5,0 5,0 20,0 16,0 4,0 4,0 71,0 75,0 6 5,0 20,0 4,0 7 5,0 16,0 4,0 8 5,0 20,0 4.0 71,0 75,0 71,0 пінь металізації, зміст сірки й інші характеристики, див. табл. 2. З табл. 1 і 2 випливає, що заміна коксика фракції £ 3мм у кількості 17,0%, що володіє практично близькими відбудовними властивостями з антрацитовим штибом, еквівалентною кількістю лігніну (16,0%) додає брикетам кращі механічні властивості і хімічний склад. Так, ударна міцність s уд брикетів, обумовлена за ДСТ 15137-77, для сумішей, що відповідають прототипові (досліди №1 і №2), складає 20,0 5 80234 25,2%, міцність на роздавлювання s р - 7,88,5МПа. Для брикетів пропонованих складів -21,829,1% і 8,4-10,7МПа відповідно. Ступінь металіза 6 ції також збільшується: з 0,794-0,891 д. од. до 0,832-0,984 д. од. У той же час зміст сірки знижується з 0,245-0,628% до 0,196-0,617%. Таблиця 2 Залежність властивостей брикетів від виду і кількості відновлювача Номер досліду 1 2 3 4 5 6 7 8 Компонентний склад брикету 70К17ВК4ШС5В4РС 50К17ВК24ШС5В4РС 75К 16ЛГ 5В 4РС 71К 20ЛГ 5В 4РС 75АД16ЛГ5В4РС 71АД 20ЛГ 5В 4РС 75ШС 16ЛГ 5В 4РС 71ШС 20ЛГ 5В 4РС До металізації Міцність s уд, % s р, МПа 20,0 7,8 25,2 8,5 21,8 9,5 23,2 8,4 22,2 8,5 24,7 9,0 28,5 10,3 29,1 10,7 Після металізації Feзаг, % Кмет, д. од. 73,9 72,4 74,1 73,5 72,6 72,4 73,8 72,9 0,794 0,891 0,832 0,970 0,865 0,981 0,929 0,984 S, % 0,245 0,628 0,196 0,201 0,259 0,251 0,617 0,594 Скорочення в таблиці: К - концентрат; ВК - відновлювач коксик; ШС - шлам сталеплавильний; В - вапно; PC - рідке скло; ЛГ - лігнін гідролізний; АД - аглодоменний шлам. Цифри перед абревіатурою позначають зміст компонента у відсотках. Отримані дані свідчать про досить високий ступінь металізації при використанні гідролізного лігніну. Особливо високий результат цей відновлювач дає в суміші з тонкодисперсним матеріалом, зокрема, зі сталеплавильним шламом. Таким чином, використання гідролізного лігніну в якості відновлювача в кількості 16-20% дозволяє істотно поліпшити базові значення відновлювача і механічної міцності, а також знижує зміст сірки, що цілком вирішує задачу, що постає перед винаходом. Комп’ютерна верстка В. Клюкін При річній потребі в брикетах 100 тис. т економія на заміні більш дешевого відновлювача кам'яного вугілля гідролізним лігніном, не вважаючи економії від зниження бою брикетів, складе 1,07 млн. грн., тобто (187 - 124) • 0,17 • 100,0 = 1,07млн. грн. де 187 - вартість 1т. антрацитового штибу, грн.; 124 - вартість 1.т гідролізного лігніну, грн.; 0,17 - видатковий коефіцієнт відновлювача на 1 т брикетів, т/т; 100,0 - річна потреба в брикетах, тис. т. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601