Спосіб виробництва металургійних брикетів на цементному сполучному

Спосіб виробництва металургійних брикетів на цементному сполучному, який включає змішування матеріалу, що брикетують, із цементним сполучним, пресування суміші та зміцнення одержаних брикетів, який відрізняється тим, що при змішуванні в суміш додатково вводять крохмалевмісну добавку в кількості 1,0-2,5мас. % і воду в кількості 0,5-2,0мас. % на кожний відсоток крохмалевмісної добавки. (19) (21) a200706578 (22) 12.06.2007 (24) 25.11.2008 (46) 25.11.2008, Бюл.№ 22, 2008 р. (72) НОСКОВ ВАЛЕНТИН ОЛЕКСАНДРОВИЧ, UA, МАЙ МУР БОРИС МИКИТОВИЧ, U A, ПЕТРЕНКО ВАЛЕНТИНА ІВАНІВН А, U A (73) ІНСТИТУТ ЧОРНОЇ МЕТАЛУРГІЇ НАН УКРАЇНИ, UA (56) UA, 58053, A, F27B 21/00, C22B 1/00, 15.07.2003 RU, 2222615, C2, C22B 1/244, 27.01.2004 US, 3907554, A, C22C 33/00, 23.09.1975 GB, 21755, B28B 1/52, 10.10.1905 3 84807 призводить до збільшення силових навантажень пресового устаткування, вимагає додаткових енерговитрат, сприяє прискореному зношуванню пресувального інструменту. Сирі брикети мають низьку міцність, що вимагає вживання спеціальних заходів при збереженні їх при ви ході із преса, транспортуванні до місця зміцнення й складування. Введення в шихту значної кількості рідкого скла приводить до наявності в брикетах додаткової кількості лужних з'єднань, що є негативним чинником при металургійному переділі, насамперед, доменному. Велика кількість (17-23%) сполучного компоненту знижує вміст у брикетах брикетуємого матеріалу. Завдання, розв'язуване винаходом, полягає в удосконалюванні способу виробництва брикетів. Вирішення поставленого завдання забезпечується тим, що при виробництві металургійних брикетів на цементному сполучному в процесі змішування брикетуємого матеріалу із цементним сполучним вводять крохмалевмішуючу добавку в кількості 1,0-2,5%мас. і воду в кількості 0,5-2,0% на кожний відсоток крохмалевміщуючо ї добавки. Технічний результат, що досягається при використанні способу, який заявляється, полягає в удосконалюванні технології виробництва й властивостей брикетів за рахунок підвищення пластичності шихти й, о тже, зменшення зношування пресувального інструменту, а також підвищення міцності сирих брикетів, підвищення якості брикетів за рахунок зменшення в них кількості лужних з'єднань і підвищення вмісту брикетуємого матеріалу. Порівняння способу, що заявляється, із прототипом показує, що він відрізняється тим, що при виробництві металургійних брикетів на цементному сполучному в процесі змішування брикетуємого матеріалу із цементним сполучним вводять крохмалевмішуючу добавку в кількості 1,0-2,5%мас. і воду в кількості 0,5-2,0% на кожний відсоток крохмалевміщуючої добавки. Отже, спосіб, що заявляється відповідає критерію «новизна». Порівняння з іншими технічними рішеннями в даній галузі техніки не дозволило виявити в них ознак, які відрізняють рішення, що заявляється, від прототипу. Отже, є відповідність ознаці «винахідницький рівень». Спосіб виробництва металургійних брикетів на цементному сполучному, що заявляється, включає змішування брикетуємого матеріалу із цементним сполучним, пресування суміші й зміцнення отриманих брикетів. У процесі змішування вводять крохмалевміщуючу добавку в кількості 1,0-2,5% мас, і воду в кількості 0,5-2,0% на кожний відсоток крохмалевміщуючої добавки. Сутність запропонованого способу полягає в наступному. Введення в процесі змішування брикетуємого матеріалу із цементним сполучним крохмалевміщуючої добавки забезпечує підвищення пластичності суміші за рахунок клейстеризації крохмалю, наприклад, при короткочасному нагріванні 4 суміші до температури 70-750C. Поліпшення пластичних властивостей сприяє зниженню енергосилових параметрів процесу брикетування, а, отже, зменшенню енерговитрат, поліпшенню умов експлуатації пресового устатк ування, підвищенню його надійності й довговічності. Крім того, в результаті клейстеризації крохмалевміщуючої добавки підвищуються в'яжучі властивості брикетуємої суміші і, як наслідок, збільшується міцність сирих брикетів. Уже 1,0-2,5%мас. крохмалевміщуючої добавки досить для того, щоб міцність сирих брикетів, які виходять із преса, забезпечувала можливість їхні х перевантажень, транспортування й інших операцій, що передують остаточному зміцненню. Брикети без руйнування витримують падіння з висоти 0,8-1,0м. Надалі при сушінні або вилежуванні відбувається остаточне зміцнення брикетів, а також забезпечення їхньої вологостійкості й термостійкості. При цьому для одержання міцних, вологостійких і термостійких брикетів із всіх випробуваних концентратів і металургійних відходів було досить введення сполучного в кількості 6,0-12,5% у порівнянні з 17-23%, передбачуваними в прототипі, що дає можливість значно підвищити в брикетах частку брикетуємого матеріалу. Вміст крохмалевміщуючої добавки, що заявляється, 1,0-2,5%мас. і води 0,5-2,0% на кожний відсоток крохмалевміщуючої добавки визначені експериментально при оцінці міцностних властивостей сирих і зміцнених брикетів, одержуваних запропонованим способом з дрібнофракційних феромарганцю, силікомарганцю, залізорудного концентрату й ряду інши х матеріалів. При введенні крохмалевміщуючої добавки менш 1,0%мас. знижується пластичність шихти, і погіршуються міцностні характеристики сирих брикетів. Введення більше 2,5%мас. крохмалевміщуючої добавки підвищує «липкість» шихти, знижує її сипучість, що може призводити, особливо при брикетуванні дрібнодисперсних матеріалів, до незадовільного заповнення пресувальних калібрів, у результаті чого не буде забезпечено необхідний тиск пресування суміші й щільність брикетів. Зволоження брикетуємого матеріалу в кількості менш 0,5% на кожний відсоток крохмалевміщуючої добавки не забезпечує протікання процесу клейстеризації крохмалю повною мірою. Збільшення витрати води більше 2,0% на кожний відсоток крохмалевміщуючого сполучного підвищує вміст вологи в брикеті, що негативно впливає на міцність сирих брикетів. Крім того, це може обмежувати вологість вихідного брикетуємого матеріалу й, у ряді випадків, призводить до необхідності його попереднього підсушування. Приклад 1. За способом, що заявляється, одержували брикети з відсівів силікомарганцю Нікопольського заводу феросплавів. Розмір відсівів 0-6мм, вологість - 0,15%. Основна маса матеріалу представлена фракцією 0-2мм. Відсіви містили 71,32% Mn і 17,85% Si; кількість лужних з'єднань (Na2O+K2O)-0,38%. Змішували 93,5% SiMn (вологість - 3,5%), 5% цементу марки М400 і 1,5% крохмалевміщуючої добавки, у якості якої використовували низькосор 5 84807 тне борошно. При цьому SiMn змішували із цементом, додавали борошно й потім воду з розрахунку 1,4% на кожний відсоток борошна. Суміш SiMn із цементом і крохмалевміщуючою добавкою після короткочасного нагрівання до 750°C брикетували на експериментальному валковому пресі, оснащеному системою вимірювання зусилля пресування. У пресувальних калібрах формувалися брикети «пельменеподібної» форми розміром 33x36x18мм. Брикети мали щільність 4,46 г/см3. Зусилля пресування становило 240-280кН. Міцність брикетів на скидання за ДСТ 2547182 (вихід фракції +5мм при трикратному скиданні проби масою 15 кг на сталеву плиту), що визначена безпосередньо після виходу їх із пресу, склала 67,4%. Брикети, за даними хімічного аналізу, містили 66,68% Mn, 17,26% Si і 0,39% (Na2OHK2O). Для порівняння одержували брикети за способом, описаним в прототипі. Змішували 80% відсівів SiMn вологістю 3,5%, 10% цементу, 5% меленого гранульованого доменного шлаку MK «Криворіжсталь» і 5% рідкого натрієвого скла густиною 1,4 г/см3. Суміш брикетували на валковому пресі. Брикети мали щільність 4,28г/см 3. Зусилля пресування становило 900-1050кН. Міцність брикетів на скидання безпосередньо після виходу із преса склала 23,7%. Брикети містили 57,06% Mn; 16,90% Si і 0,75 (Na 2(HK2O). Приклад 2. За способом, що заявляється, одержували брикети із залізорудного концентрату із вмістом заліза 67,50%. Розмір часток концентрату 0-0,1мм, при цьому фракція менше 0,05мм становила 66,80%. Вологість концентрату - 9%. Змішували 92% концентрату, 7% цементу марки М400 і 2% крохмалевмішуючої добавки, у якості якої використовували низькосортне борошно. У суміш додавали 1,6% води на кожний відсоток борошна. Після короткочасного нагрівання до температури 750°C отриману суміш брикетували на гідравлічному пресі в закритій пресформі при тиску 100МПа, одержуючи циліндричні пресовки діаметром 30 і висотою 18мм із щільністю 3,7г/см 3. Міцність на стиск пресовок (за ДСТ 24765-86) становила 95-105кг/зразок, вони зберігали цілісність при скиданні з висоти 1,5м. За даними хімічного аналізу, у пресовках містилося 61,57% заліза й 0,12% лужних з'єднань - Na2O+K2O. Комп’ютерна в ерстка В. Клюкін 6 Для порівняння одержували брикети за способом, описаним в прототипі. Змішували 80% залізорудного концентрату, 10% цементу, 5% мелених гранульованих доменних шлаків і 5% рідкого скла. Отриману суміш брикетували на гідравлічному пресі. Отримані при тиску 100МПа пресовки мали щільність 3,4г/см 3. Міцність їх на стиск (за ДСТ 24765-81) становила 20-25кг/зразок, при падінні з висоти 0,5 м пресовки руйнувалися на кілька частин. Вміст заліза в пресовках складав 54%, лужних з'єднань (Na2O+K2O)-0,37%. Аналіз наведених прикладів показує, що одержання брикетів за способом, що заявляється, має ряд переваг у порівнянні зі способом, описаним в прототипі. Так, завдяки підвищенню пластичності шихти за рахунок введення крохмалевміщуючої добавки істотно знижується зусилля пресування при одержанні брикетів на валковому пресі (що полегшує роботу устаткування й знижує зношування калібрів), а при одержанні їх на гідравлічному пресі при рівних тисках пресування досягається більш висока щільність. При одержанні брикетів за способом що заявляється, міцностні властивості їх безпосередньо після виходу з пресувального інструменту значно вищі, ніж при одержанні за способом-прототипом, що дозволить зберегти їх без руйнування до проведення операції зміцнення. У брикетах, отриманих за способом, що заявляється, частка брикетуємого матеріалу вища за рахунок зниження кількості сполучного, в результаті підвищується вміст таких цінних компонентів брикету як марганець (приклад 1) і заліза (приклад 2), а вміст небажаних лужних домішок нижче, ніж при використанні відомого способу - прототипу. Як видно з наведених прикладів, використання способу виробництва металургійних брикетів на цементному сполучному, що заявляється, дозволяє вирішити поставлене завдання й одержати необхідний технічний результат. Джерела інформації, прийняті до уваги при складанні заявки: 1. Б.М. Равич. Брикетирование руд. M.: Недра, 1982. - С.42-46. 2. Патент України №58053А, кл. 7F27B21/00, С2В1/00. Опубл. 15.07.2003г. Бюл. «Промислова власність», №7, 2003р. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601