Шихта для агломерації залізняку і концентратів

Шихта для агломерації залізняку і концентратів, яка містить флюси, тверде паливо, відсів агломерату, залізовмісні та марганцевмісні відходи, яка відрізняється тим, що як марганцевмісні відходи узято суміш, котра містить 20-30% шламу, 3540% шлаку фракційного і 25-40% шлаку гранульованого при наступному співвідношенні компонентів агломераційної шихти, мас.%: флюси 12,0±2,0 тверде паливо 4,5±0,5 залізовмісні відходи та відсів агломерату 20,5±5,0 марганцевмісна суміш 3,0±1,0 залізняк і концентрат решта. (19) (21) u200701973 (22) 26.02.2007 (24) 10.09.2007 (46) 10.09.2007, Бюл. № 14, 2007 р. (72) Бойко Володимир Семенович, Меркулов Валерій Григорович, Климанчук Владислав Владиславович, Сирота Володимир Ілліч, Білоног Валерій Олексійович, Райхель Володимир Вікторович, Покотилов Олександр Олександрович, Білоног Артем Валерійович, Пудак Валерій Анатолійович, Зайка Володимир Якович (73) ВІДКРИТЕ АКЦІОНЕРНЕ ТОВАРИСТВО "МАРІУПОЛЬСЬКИЙ МЕТАЛУРГІЙНИЙ КОМБІНАТ ІМ. ІЛЛІЧА" 3 26122 2,0% шлаку відвального крупністю 0-10 мм, що утворюється при виробництві феросплавів [3]. Шлам і шлак, уведені в шихту як самостійні компоненти, не усувають проблем, що виникають при окремому використанні в шихті кожного з них. Крім того, значна масова частка лугів в шламах до 8,0%, а в шлаках до 4,0% збільшує вміст лугів в агломераті, що призводить до перевитрати коксу в доменних печах, які працюють на цьому агломераті. Окреме уведення шламу і шлаку в агломераційну шихту не створює умов для сублімації лугів в газову фазу при спіканні агломерату. В основу корисної моделі поставлено завдання створити суміш із марганецьвмісних відходів, кількісний вміст і структура композиції якої в агломераційній шихті дозволить при спіканні агломерату усунути вище означені недоліки, зменшивши кількість лугів у агломераті мінімум у 2 рази, тобто поліпшити якість агломерату. 4 Поставлене завдання вирішується так, що в шихті для агломерації залізняку і концентратів, котра містить флюси, тверде паливо, відсів агломерату, залізовмісні та марганецьвмісні відходи, й котра відрізняється тим, що як марганецьвмісні відходи узято попередньо підготовлену суміш, що містить 20-30% шламу, 35-40% шлаку фракційного і 25-40% шлаку гранульованого, утворюваних при виробництві феросплавів, у наступному співвідношенні компонентів агломераційної шихти, мас.,%: флюси 12,0±2,0 тверде паливо 4,5±0,5 залізовмісні відходи та відсів агломерату 20,5±5,0 марганецьвмісна суміш 3,0±1,0 залізняк і концентрат решта Хімічний склад компонентів марганецьвмісної суміші представлено в таблиці 1. Таблиця 1 Матеріал Шлам Шлак фракційний Шлак гранульований Шлам марганцевих руд (збагачений) Хімічний склад компонентів суміші Хімічний склад, % Мn SiO2 З Na2O +K2O 18,0 12,5-18,0 15,0-18,0 19,0 до 45,0 до 45,0 15,8 1,0 1,0 7,8 2,6 2,6 Масова частка вологи, до 28,0 до 6,0 до 18,0 26,0 12,0 до 0,8 до 23,0 Досягнення максимально можливої металургійної цінності марганецьвмісної суміші при спіканні агломерату потребує: 1. Ретельного дотримання вимог технологічної інструкції виробництва агломерату за наявністю марганцю в суміші - 18%. 2. Забезпечення робочої сипучості суміші, яка зумовить її здатність до змішування та огрудкування у складі агломераційної шихти. 3. Створення умов для ефективного видалення лугів з марганецьвмісної суміші при спіканні агломераційної шихти. Відомі спроби підготувати відходи до вторинного використання, як правило, полягали в усуненні одного з названих недоліків, що не дозволяло ефективно їх використовувати для агломерації залізняку і концентратів. Запропонована комплексна технологія підготовки суміші марганецьвмісних відходів до використання в агломераційній шихті полягає в гнучкій технологічній схемі попередньої підготовки суміші у декілька етапів, яка може бути мобільно змінена залежно від конкретного стану того або іншого компоненту в певний момент часу. Так, наприклад, зміна вологості шламу негайно потребує відповідної зміни частки шлаку, що уводиться в суміш; зниження вмісту марганцю в шлаках компенсується додатковим уведенням багатшого за наявністю марганцю шламу. Для забезпечення потрібної якості суміші щодо наявності марганцю кількісний склад компонентів суміші марганецьвмісних відходів визначається, виходячи з умов: X1 х Мnшлм + Х2 x Мnшлк.фрак.+ (1) + Х3 x Mnшлк.гр. = Мnзад., % де Х1, Х2 і Х3 - витратні коефіцієнти компонентів суміші, %; Мnшлм, Мnпшлк.фрак, і Мnшлк.гр. - вміст Мn в шламі, шлаку фракційному і шлаку гранульованому відповідно; Мnзад. - заданий рівень наявності марганцю в суміші. Перевірка за формулою (1) показала, що всі варіанти суміші містять заданий рівень наявності марганцю, тобто 18%. З наведених у табл. 1 даних видно, що марганецьвмісні шлами містять значну кількість лугів. Тому використання марганецьвмісних шламів при виробництві залізорудного агломерату призводить до збільшення лугів в агломераті, а потім і в шихті доменних печей, що зрештою негативно позначається на показниках доменного процесу. Це обумовлено тим, що окреме використання марганецьвмісних шламів і шлаків в аглошихті супроводжується видаленням усього 22% (див. табл. 2) лугів у газову фазу при спіканні агломерату. Значно підвищити ступінь видалення лугів у газову фазу можливо через зміни структури грудок суміші, одержаних при попередньому змішуванні і огрудкуванні компонентів суміші: шлак гран., шлак фракц., та шлам. Технологічно цей процес здійснюють у барабані-огрудкувачі. В барабан-огрудкувач завантажують шлак гран. і шлак фракц. На 1/3 шляху відбува 5 26122 ється усереднювання шлаків за хімічним складом, після чого уводять шлам. Відбувається процес накатування дрібнодисперсних та вологих частинок шламу на зерна шлаку, які виконують роль центрів огрудкування. Товщина накатаного шару залежить від кількісного співвідношення компонентів суміші і тривалості огрудкування. Даний спосіб підготовки суміші шлаків і шламу забезпечує найліпше усереднювання матеріалів та отримання нової структури - грудок із зовнішнім шаром шламу на зернах шлаку, що дозволяє підвищити кількість видалених лугів при спіканні агломерату до 55,5% (див. табл. 2). Наведені результати підтверджуються лабораторним спіканням агломераційної шихти з вико 6 ристанням огрудкованої суміші марганецьвмісних шлаків і шламів. На лабораторній агломераційній чаші діаметром 300мм були проведені спікання аглошихти меткомбінату ім. Ілліча з використанням огрудкуваної суміші марганецьвмісних шламів і шлаків НЗФ. Висота шару шихти дорівнювала 290мм з витратою твердого палива 4%. Відношення товщини накатаного шару шламу до діаметру зерен шлаку в грудках - 0,15-0,50. Масова частка вуглецю в шламах коливалася від 14,8 до 16,2%. Результати лабораторних спікань аглошихти наведено в табл. 2. Таблиця 2 Показники видалення лугів з аглошихти в газову фазу Відношення товщини накатаного шару Масова частка лугів, % шламу до діаметру зерен шлаку,частки од. аглошихта агломерат 0,15 0,18 0,16 0,25 0,18 0,12 0,30 0,18 0,10 0,40 0,18 0,08 0,50 0,18 0,15 З одержаних даних виходить, що зменшення відношення товщини накатаного шару шламу до діаметру зерен шлаку менш 0,25 (дрібні грудки) і збільшення відношення більш 0,40 (крупні грудки) забезпечують підвищення температурного рівня процесу агломерації, через що й відбувається видалення лугів у газову фазу. Найраціональнішим значенням між відношенням товщини накатаного шару шламу до діаметру зерен шлаку є 0,25 - 0,40, при якому відбувається видалення до 55% лугів у газову фазу через підвищення температурного рівня процесу. При використовуванні марганецьвмісого відвального шлаку і шламу без попереднього огруд Кількість видалення лугів, % відн. 11,1 33,3 44,4 55,5 16,7 кування видалення лугів у газову фазу не перевищувало 22% відн. Отже, застосування попередньо змішаного та огрудкованого шламу зі шлаками в 2,5 рази збільшує кількість видалених лугів при спіканні агломерату і підвищує ефективність використання запропонованої суміші при агломерації залізняку і концентратів. Результати лабораторних спікань аглошихти при застосуванні марганецьвмісної суміші (варіант 2), яка містить збагачений шлам марганцевих руд, шлак фракційний і шлак гранульований при тому ж кількісному складі наведено в табл. 3. Таблиця 3 Показники видалення лугів з аглошихти в газову фазу при марганецьвмісній суміші варіанту 2 Відношення товщини накатаного шару шламу до діаметру зерен шлаку, частки од. 0,15 0,25 0,30 0,40 0,50 Масова частка лугів, % аглошихта агломерат 0,10 0,09 0,10 0,06 0,10 0,05 0,10 0,04 0,10 0,08 Застосування марганецьвмісної суміші (варіант 2), що містить шлак фракційний, шлак гранульований і збагачений шлам марганцевих руд, та при аналогічному кількісному співвідношенні, підвищує технологічну цінність суміші, при якій відбувається видалення 56,6% лугів у газову фазу. Наявність луги в агломераті не перевищує 0,028%, тобто якість агломерату поліпшується. Таким чином, сукупний склад запропонованої суміші, кількісне співвідношення її компонентів та Кількість видалення лугів, % відн. 11,5 33,8 44,8 56,5 20,0 структурна зміна композиції (зовнішній шар шламу на зернах шлаку) забезпечують отримання позитивного ефекту при спіканні агломераційної шихти. Очікувана економія Э0 від використання в агломерації 1т попередньо підготовленої суміші марганецьвмісних відходів замість марганцевого концентрату складає: Э0 - 300 - 50 х 1,5 = 225грн. на 1т замінюваного марганцевого концентрату або 225:1,5 = 7 26122 150грн. на 1т попередньо підготовленої марганецьвмісної суміші, де 300 - ціна 1т марганецьвмісного концентрату, грн.; 50 - ціна 1т заздалегідь підготовленої суміші з марганецьвмісних відходів, грн. 1,5 - коефіцієнт заміни марганцевого концентрату заздалегідь підготовленою сумішшю. Перелік посилань: 1. Вторинні матеріальні ресурси чорної металургії: В 2-х т. Т2: шлаки, шлами, відходи, збага Комп’ютерна верстка Л. Купенко 8 чення залізних і марганцевих руд, відходи коксохімічної промисловості, залізний купорос; (освіта і використовування): Довідник / В.Г. Баришників, A.M. Горелов, Г.И. Попков і ін. - М.: Економіка, 1986. - 344с. 2. Переробка шлаків і безвідходна технологія в металургії. Панфилов М.И., Школьник Я.Ш., Орининский Н.В., Коломиец В.А., Сорокин Ю.В., Гребеклис А.А.: Металургія, 1987.-238с. 3. Шлами і шлаки марганецьвмісні для металургії. Технічні умови ТУ У 14-16-145-98. 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