Самовідновлювальний матеріал для виготовлення руднопаливних гранул для металургійного виробництва
Номер патенту: 75860
Опубліковано: 15.05.2006
Автори: Новінскій Вадім Владіславовіч, Нечепоренко Володимир Андрійович, Боровиков Геннадій Федорович, Корохов Костянтин Володимирович, Любєнєц Анатолій Миколаєвич, Максименко Олег Вадимович, Клямко Андрєй Станіславовіч
Формула / Реферат
1. Самовідновлювальний матеріал для виготовлення руднопаливних гранул для металургійного виробництва, який містить окислений залізовмісний матеріал, за який використовують залізорудний концентрат, вуглецевмісний матеріал, флюсуючу добавку і пластифікатор, який відрізняється тим, що як пластифікатор містить 50 % водний розчин органічного матеріалу на основі цукрів, а саме меляси і/або патоки, і/або глюкози при наступному співвідношенні компонентів, мас. %:
залізорудний концентрат
70-75
вуглецевмісний матеріал
10-15
флюсуюча добавка
5-10
50 % водний розчин органічного матеріалу на основі цукрів
5-10.
2. Самовідновлювальний матеріал за п. 1, який відрізняється тим, що як вуглецевмісний матеріал він містить розмел вугільних штибів і/або антрацитів, і/або коксового дрібняку, і/або бій графітизаційних електродів.
3. Самовідновлювальний матеріал за п. 1, який відрізняється тим, що як флюсуючу добавку він містить пилоподібне негашене вапно.
Текст
1. Самовідновлювальний матеріал для виготовлення руднопаливних гранул для металургійного виробництва, який містить окислений залізовмі C2 1 3 75860 4 меласса в кількості 3-5 мас. % від сумарного пластифікатор. вмісту порошкоподібного карбіду заліза і конценНові суттєві ознаки такі: як пластифікатор трату. Меласса вводиться у вигляді водного розвикористовується 50% водний розчин органічного чину на 1 частину меласси 7-8 частин води. матеріалу на основі цукрів, а саме меласси і/або Даний матеріал являє собою механічну суміш, патоки, і/або глюкози при наступному яка містить збалансовані кількості оксидів заліза і співвідношенні компонентів, мас %: вуглецю, що забезпечують її самовідновлення при залізорудний концентрат 70-75% нагріванні. Однак, єдиним джерелом вуглецю й вуглецевмісний матеріал 10-15% основним джерелом заліза в даній шихті служить флюсуюча добавка 5-10% карбід заліза, який може бути отриманий тільки пластифікатор 5-10%. шляхом обробки відновлювальними газами Як було зазначено вище, основною задачею залізорудних матеріалів. Одержання такого винаходу, що заявляється, є створення матеріалу є досить дорогим процесом, що вимагає самовідновлювального матеріалу для виробницстворення спеціальних установок. У природних тва руднопаливних гранул які цілком замінюють умовах карбід заліза зустрічається вкрай рідко. традиційні види підготовленої залізорудної сироВиходячи з усього вищесказаного, використання вини, що використовується в доменній плавці. Откарбіду заліза в промислових масштабах в якості же, загальний вміст заліза в даному матеріалі поосновного компонента для виробництва матеріалу винен бути не менше ніж у сумарній шихті для призначеного бути замінником традиційних видів доменної плавки, включаючи і паливну складову. підготовленої залізорудної сировини для доменноДля застосовуваних на дійсний момент го виробництва неекономічне внаслідок його підготовлених видів залізорудних матеріалів (агдорожнечі. ломерат Південного гірничозбагачувального В основу винаходу поставлено задачу ствокомбінату, окатиші Північного рення самовідновлювального матеріалу, для вигогірничозбагачувального комбінату, агломерат товлення руднопаливних гранул для Маріупольського металургійного комбінату ім. металургійного виробництва шляхом збалансуІлліча), цей показник становить 40-42%. Загальний вання кількості залізорудного концентрату, вміст заліза в наявних на дійсний момент багатих вуглецевмісного матеріалу, флюсуючої добавки і залізорудних концентратах становить 60-64%. Випластифікатора, у якості якого використовується ходячи з зазначених даних, для досягнення за50 % водний розчин органічного матеріалу на гального вмісту заліза в готовому матеріалі на основі цукрів, що забезпечує зменшення витрат рівні не менш ніж в існуючих видах залізорудної при виробництві чавуну зберігаючи, і навіть сировини необхідно використовувати 70-75% поліпшуючи, його якість. Зменшення витрат залізорудного концентрату. Причому більша гравідбувається, головним чином, за рахунок зниженниця відноситься до більш бідних концентратів, а ня витрати коксу, як найбільш дорогого матеріалу. менша - до більш багатих. Рішення поставленої задачі досягається тим, Слід зазначити, що залізо утримується в що компонентами при виробництві залізорудному концентраті у вигляді оксидів (FeO і самовідновлювального матеріалу для виготовленРе2O3) причому FeO утримується близько 29 %, а ня руднопаливних гранул для металургійного виFе2О3 - близько 60%. Виходячи з процентного робництва є окислений залізовмісний матеріал, у вмісту концентрату в готовому матеріалі на рівні якості якого використовується залізорудний кон70-75%, зміст FeO становить 20,3-21,8%, а Fе2О3 центрат, вуглецевмісний матеріал, флюсуюча довідповідно - 42-45%. Для відновлення зазначених бавка і пластифікатор при наступному процентнооксидів до металевого заліза необхідний вуглець. му відношенні мас, %: При цьому варто враховувати, що оксид двовазалізорудний концентрат 70-75% лентного заліза FeO відновлюється прямим шлявуглецевмісний матеріал 10-15% хом по реакції: флюсуюча добавка 5-10% FeO+C => Fe + CO пластифікатор 5-10%, А оксид тривалентного заліза Fе2О3 як пластифікатор він містить 50% водний розвідновлюється по реакції: чин органічного матеріалу на основі цукрів, а саме Fе2O3+С => 2FeO + CO меласси і/або патоки і/або глюкози. Fe+C => Fe + CO В одному з варіантів виконання в якості Або інакше цю реакцію можна виразити у виді: вуглецевмісного матеріалу він містить розмел Fе2O3 + ЗС => 2Fe + 3СО вугільних штибов, і/або антрацитів, і/або коксового Виходячи з приведених рівнянь реакцій і умодріб'язку, і/або бою графітизованих електродів. ви самовідновлення заліза з наявних оксидів на У кращому варіанті виконання в якості 100кг матеріалу необхідно: для відновлення заліза флюсуючої добавки він містить пилоподібне негаз FeO буде потрібно 4,67кг вуглецю відповідно до шене вапно - оксид кальцію (СаО). хімічних розрахунків; для відновлення заліза з Самовідновлювальний материал для виготовFе2О3 буде потрібно 7,23кг вуглецю. У такий спосіб лення руднопаливних гранул для металургійного для повного відновлення заліза буде потрібно виробництва, що заявляється, має наступні суттєві 14,8кг вуглецю. Однак на практиці згідно ознаки, які збігаються з суттєвими ознаками найбстехіометричним розрахункам вуглецю потрібно в лижчого аналога: він містить окислений інтервалі від 10 до 15кг або інакше в 100% залізовмісний матеріал у якості якого матеріалу - 10-15% вуглецевмісного матеріалу. застосовується залізорудний концентрат, Для достатньої десульфурації чавуну (вміст сірки вуглецевмісний матеріал, флюсуюча добавка і в чавуні менш 0,1%) основність матеріалу, тобто 5 75860 6 співвідношення оксиду кальцію до оксиду кремнію, меласси в кількості 5-10% забезпечує досягнення повинна бути не нижче 1,1. Оптимальна механічної міцності гранул на стиск на рівні не основність сировини для доменної плавки, менш 90кг/см2 в умовах сушіння при температурі відповідно до аналізу статистичних даних 80 °С протягом 8 годин. металургійних заводів ДМЗ, Макіївського МЗ і У цеху по виробництву будівельних виробів Макіївського металургійного заводу на інших заводів становить 1,22 1,3. Виходячи зі експериментальній установці по виробництву рудвмісту оксиду кремнію в залізорудному нопаливних гранул із залізорудного концентрату концентраті 5 9%, на 100кг матеріалу необхідно Інгулецького гірничозбагачувального комбінату, додати 4,2 8кг оксиду кальцію. При загальному вуглецевмісного пилу, негашеного вапна - пушонки вмісті оксиду кальцію в негашеному вапні на рівні і водного розчину меласси були виготовлені 80% це становить 5-10% флюсуючої добавки у руднопаливні гранули в кількості 12 тонн. самовідновлювальному матеріалі. Хімічний склад вихідної сировини (концентрат і Використання в якості флюсуючої добавки невугільний пил) приведений у таблиці 1. гашеного вапна, а як пластифікатора органічного Для готування гранул було використано 74% матеріалу на основі цукрів, наприклад меласси, концентрату, 10% вуглецевмісного матеріалу, 10% обумовлене тим, що основою для хімічного процевапна і 6% водного розчину меласси. Після гранусу зміцнення матеріалу, який самовідновлюється, лювання були отримані руднопаливні гранули з для виробництва руднопаливних гранул є процес хімічним складом наведеним у таблиці 2. карбонізації вапна за схемою Міцність на роздавлювання гранул, отриманих Са Са(ОН)2 СаСО3 із сомовідновлювального матеріалу, що Каталізатором даної реакції є органічний заявляється становила 65кг/см2. При цьому грануматеріал на основі цукрів. При цьому реакція ли без руйнування витримували 10 скидань на утворення карбонату протікає за рівненням: бетонну плиту з висоти 3м. Са(ОН)2 + 2С6Н12O6 Са(С6Н12O6)2 + 2Н2O; Дані гранули були проплавлені в електропечі Са(С6Н12O6)2 + СO2 +Н2O {(цукру)х * (Сабез додаткової подачі відновника (коксу). Після СО3)у * (СаО)x} нагрівання до температури 1450°С відбулося розПроміжний колоїдний комплекс плавлювання і самовідновлення гранул. У {(цукру)х * (СаСО3)у * (CaO)z} + СO2 + Н2O результаті був отриманий метал, що містить 96,7% СаСО3 + С6Н12О6 Fe, 2,51% С. Традиційний доменний чавун містить У такий спосіб у процесі формування гранул близько 94% Fe і 4-4,5% С. Отже, хімічний склад при реакції негашеного вапна і вуглекислоти (або отриманого металу відповідає низьковуглецевим повітря, або атмосфери сушильних камер) чавунам і може бути використаний у подальших відбувається утворення карбонатних ґратків, що є переділах. Відповідно до теоретичного розрахунку, основою для забезпечення міцності гранул саме в проведеному фахівцями Макіївського інтервалі температур 400-700°С, після чого оксиди металургійного заводу, при застосуванні гранул заліза відновлюються до FeO і утворюють отриманих з матеріалу, що заявляється, витрата кристалічні ґратки вже заліза, тим самим забезпекоксу в умовах доменної плавки становить не чуючи міцність гранул до їхнього відновлення при більш 380кг/т. При цьому відпадає необхідність у температурах 1200-1400°С в нижніх зонах печі. будівництві установки для вдування вугільного Крім того, реакція карбонізації відбувається з пилу. При застосуванні традиційних видів виділенням тепла, що дозволяє забезпечити дозалізорудної сировини (агломерат, окатиші) найкдаткове сушіння матеріалу для виробництва граращим досягненням по витраті коксу в доменній нул. плавці вважається рівень 400кг коксу на 1 тонну Процес прискорення природної карбонізації чавуну. При цьому вартість гранул, одержуваних з був описаний у роботі Д. И. Менделєєва (Основы матеріалу, що заявляється, становить 85% від Химии Дополнение к главе 14 Издание 13 М.: Госвартості традиційних видів підготовленої химиздат, 1947). Згідно даним цієї роботи добавка залізорудної сировини. меласси в кількості 3-6 % від маси інших Таким чином, самовідновлювальний матеріал, компонентів шихти забезпечує прискорення що заявляється, для виготовлення руднопаливних реакції карбонізації в десятки разів. гранул для металургійного виробництва, Дослідничим шляхом на експериментальній забезпечує зниження собівартості чавуна при установці в цеху по виробництву будівельних збереженні його якості. виробів Макіївського металургійного заводу було встановлено, що додавання 50 % водного розчину Таблиця 1 Матеріал Залізорудний корнцетрат Вуглецевмісний пил Fe (у тому числі оксиди) FeO Fе2О3 CaO SiO2 64,1 29,03 59,43 0,34 9,02 С S 0,187 90 0,95 7 75860 8 Таблиця 2. Матеріал Руднопаливна гранула Fe (у тому числі оксиди) 50,6 Комп’ютерна верстка М. Клюкін FeO Fе2О3 CaO SiO2 С S 34 34,7 7,92 6,24 8,96 0,33 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
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюA self-reducing material for making ore-fuel granules for the metallurgical production
Автори англійськоюNovinskii Vadim Vladislavovich, Kliamko Andriei Stanislavovich, Necheporenko Volodymyr Andriiovych, Korokhov Kostiantyn Volodymyrovych, Borovikov Hennadii Fedorovych, Maksymenko Oleh Vadymovych
Назва патенту російськоюСамовосстанавливающий материал для изготовления рудотопливных гранул для металлургического производства
Автори російськоюНовинский Вадим Владиславович, Клямко Андрей Станиславович, Нечепоренко Владимир Андреевич, Корохов Константин Владимирович, Боровиков Геннадий Федорович, Максименко Олег Вадимович
МПК / Мітки
МПК: C22B 1/14
Мітки: гранул, самовідновлювальний, виготовлення, матеріал, руднопаливних, металургійного, виробництва
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/4-75860-samovidnovlyuvalnijj-material-dlya-vigotovlennya-rudnopalivnikh-granul-dlya-metalurgijjnogo-virobnictva.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Самовідновлювальний матеріал для виготовлення руднопаливних гранул для металургійного виробництва</a>
Попередній патент: Спосіб ремонту дефектної ділянки діючого трубопроводу
Наступний патент: Комбайн
Випадковий патент: Кільцева камера згорання газотурбінного двигуна