Залізорудний біагломерат

Винахід відноситься до підготовки металургійної сировини в металургії, зокрема, до окускування металургійної сировини методом агломерації. Відомий залізорудний офлюсований агломерат [Звіт ДМетТІ по НДР, № державної реєстрації 01350005561, Дніпропетровськ, 1986], який вміщує склад, мас.%: Основним недоліком цього агломерату є невелика міцність при відновленні при досить значних показниках решти металургійних властивостей агломерату, таких як відновність та міцність в холодному стані. Найбільш близьким по технічній сутності І досягаемому результату до запропонованого агломерату є "Залізорудний офлюсований агломерат", [Авт.св. № 1600340, кл С 22 В При цьому кількість вищеперелікованих оксидів задовольняє співвідношенню причому макроструктура вміщує 20-30% феритвміщуючих мінеральних агрегатів з максимальним розміром 0,1-0,15 середнього розміру куска агломерату, розміщених у виді окремих елементів в неперервній матриці. Порівняно з аналогом цей агломерат має трохи вищі показники міцності при відновленні (дивись таблицю). Але цього недостатньо, тому що металургійний процес вимагає підвищення цього показника і надалі. Композиційне рішення, основність, та структурність даного агломерату задані з умови оптимального поєднання міцності у холодному стані, при відновленні І відновності. При цьому неможливо підвищити показник "міцність при відновленні" з збереженням на достатньо високому рівні решти металургійних властивостей. Задачею запропонованого винаходу є підвищення міцності агломерату при відновленні з збереженням на високому рівні міцності в холодному стані та відновності за рахунок оптимального поєднання властивостей макроструктурних складових їх розмірів та просторового розміщення. Поставлена задача вирішується тим, що залізорудний біагломерат, включаючий FeO, CaO, SiO2, AI 2O3, MgO, МnО і Fе2О3, вміщує мас.%: причому значення вмісту вищеперелікованих оксидів задовольняє співвідношенню а макроструктура складається не менш, як на 95% з двох мінеральних агрегатів (біагломерат) - магнетитсилікатних І феритвміщуючих, при цьому він вміщує окремо або сумісно з магнетит-силікатними мінеральними агрегатами 20-50% феритвміщуючих агрегатів розміром 0,15— 1,0 середнього розміру куска агломерату. Підтримання вищевказаного співвідношення оксидів у заданих межах (1.5-2,0) забезпечує формування необхідного мінералогічного складу залізорудного біагломерату, маючого високу міцність при відновленні. Слід мати на увазі, що основні металургійні властивості агломерату є структурночутливими факторами. Внаслідок цього, при значеннях вищевказаного співвідношення менших за 1,5, в структурі біагломерату різко зменшується кількість феритів, надмірною фазою стає СаО, що спричиняє зниження міцності матеріалу у холодному стані (аж до саморуйнування) та певне погіршення відновності. При значеннях співвідношення, більш за 2,0 у структурі матеріалу з'являється, значна кількість гематиту, який викликає руйнування біагломерату при відновленні. Крім того, спостерігається певна кількість (більш 5%) інших мінеральних агрегатів і матеріал перестає бути біагломератом, тобто знижуються його показники на міцність. Міцність у холодному стані та підвищену відновність забезпечує макроструктура, яка містить два мінеральних агрегата - магнетит-силікатний І феритвміщуючий, які мають високі показники міцності. Згідно проведених досліджень кожний процент третього мінерального агрегату знижує міцність біагломерату у холодному стані (міцність на удар, X + 5%), на 1 %, тобто при наявності його більш ніж 5%, наприклад, ще на 5%, значення цього показника якості буде дорівнювати (дивись таблицю): 73,2-5-68,2%, що відповідає верхній межі міцності агломерату звичайної якості. Подальше збільшення частки третього мінерального агрегату спричиняє перехід агломерату у групу матеріалів звичайної якості. Зміст окремо або сумісно з магнетит-силікатними мінеральними агрегатами 20-50% феритвміщуючих мінеральних агрегатів забезпечує високі показники міцності при відновленні та відновності запропонованого залізорудного біагломерату. При зменшенні кількості феритвміщуючих мінеральних агрегатів - менш ніж 20% знижується показник відновності біагломерату до верхньої межі агломерату звичайної якості 32,39% (дивись таблицю). Це пов'язано з тим, що відновність має властивість адитивності, тобто є сумою добутків розрахункових відновностей фаз на їх об'ємні частки. При збільшенні кількості феритвміщуючих мінеральних агрегатів - більш ніж 50% матеріал виходить за межі запропонованого складу біагломерату. Варіанти утворювання макроструктури агломерату з максимальними розмірами феритвміщуючого мінерального агрегату менш ніж 0,15 і більш ніж 1,0 середнього куска агломерату визначають матеріал, який складається з практично мономінеральних зерен магнетита, силікатів та феритів. У середині інтервалу (0,15-1,0) знаходиться оптимальний розмір феритвміщуючого мінерального агрегату, забезпечуючий необхідну макроструктуру. Таким чином сукупність ознак запропонованого залізорудного біагломерату забезпечує високі показники міцності при відновленні з збереженням на високому рівні показників міцності у холодному стані та відновності порівняно з прототипом. Внаслідок розширеного пошуку по патентній і науково-технічній літературі, по відповідним рубрикам МКВ І УДК сукупність суттєвих ознак повністю або частково збіжних запропонованим технічним рішенням, яка б дозволяла вирішувати поставлену задачу, не виявлена ні в одному технічному рішенні. Отже, запропонований винахід відповідає критерію "новизна". З відомого рівня техніки сукупність суттєвих ознак запропонованого рішення з очевидністю не витікає. Отже запропонований винахід відповідає критерію "винахідницький рівень". Винахід передбачається використовувати при виготуванні агломерату на аглофабриці Камиш-Бурунського залізорудного комбінату. Отже запропонований винахід відповідає критерію "промислова застосовність". Ця обставина підтверджується прикладом конкретного використання. В однакових умовах на агломераційній установці в лабораторії КБЗРК були проведені пробні спікання запропонованого біагломерату, аналогу та прототипу. Технологічна схема процесу включає усереднення початкових шихтових матеріалів та дозування з додатком промматеріалу, змішування, огрудкування та спікання. При цьому був відібраний великий масив зразків агломератів, що виробляються на Україні та в державах СНД, а показники їх металургійних властивостей були оброблені методом статистичного аналізу. В результаті цього одержані показники металургійних властивостей агломерату звичайної якості. Основні показники металургійних властивостей запропонованого біагломерзту, аналогу, прототипу та агломерату звичайно? якості надані в таблиці. Згідно даних, поданих у таблиці, можна зробити висновок, що запропонований біагломерат значно перевершує усі відомі агломерати по показнику "міцність при відновленні" при збереженні на достатньо високому рівні решти металургійних властивостей. Другим наочним підтвердженням цього висновку може бути зображення на фіг.1 зірково-символічного подання образу агломерату та його якостей, де кожний промінь визначає один з основних показників металургійних властивостей агломерату: 1. міцність при відновленні - величина показника, яка прагне до максимального, значення; 2. міцність на удар - величина показника, яка прагне до максимального значення та характеризує міцність матеріалу у холодному стані; 3. міра відновності - величина показника, яка прагне до максимального значення; 4. стирання при відновності - величина показника, яка прагне до мінімального значення в ідеалі до 0. На фіг.2 зображено зірково-символьне подання образів агломератів, виготовлених та відомих на Україні та в державах СНД №№ 1-26, № 29 - аналог, Ns28- прототип, № 27 - запропонований залізорудний біагломерат. Таким чином, очевидно, що запропонований біагломерат порівняно з аналогами та прототипом, а також з загальним масивом відомих агломератів має самий високий показник міцності при відновленні при достатньо високих показниках "міцність на удар" та "міра відновності" та мінімальному значенні "стирання при відновленні", то в цілому є чинником високої якості запропонованого залізорудного біагломерату.