Спосіб отримання неофлюсованих обпалених залізорудних котунів

Реферат: Спосіб отримання неофлюсованих обпалених залізорудних котунів включає дозування в шихту концентратів із руд з різним мінеральним складом пустої породи, флюсу, сполучної добавки та твердого палива в заданому співвідношенні, їх змішування, отримання з шихти сирих котунів і їх термозміцнення,. Шихту складають із концентрату або суміші концентратів, що містять в пустій породі легкоплавкі мінерали: егірин, рибекіт, родусит, зелену слюду, які мають температуру початку плавлення 980-1050 °C, і тугоплавкі мінерали: біотит, кумінгтоніт, хлорит, кремнезем, що мають температуру початку плавлення 1300-1700 °C. При цьому пуста порода концентрату або суміші концентратів у шихті повинна містити легкоплавких мінералів у кількості 30-100 %, а тугоплавких - 70-0 %. UA 105373 U (12) UA 105373 U UA 105373 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі підготовки залізорудної сировини до металургійного переділу, зокрема до оґрудкування тонкоподрібнених залізорудних концентратів, і може бути використана в чорній і кольоровій металургії. Відомий спосіб отримання обпалених залізорудних котунів з концентратів різних родовищ з різним генезисом і мінеральним складом пустої породи [Малышева Т.Я. Железорудное сырьё: упрочнение при термообработке. - Μ.: Наука. - 1988. - 199 с.]. Недоліком способу є те, що він не дозволяє отримувати обпалені котуни з концентратів різного ступеня збагачення і мінерального складу пустої породи з необхідними для доменної плавки металургійними характеристиками при основностях (CaO/SiO2) в діапазоні 0-1,5 д. од. Найбільш близьким за технічною суттю і результатом, що досягається, є спосіб отримання неофлюсованих і офлюсованих обпалених залізорудних котунів, що включає дозування в шихту концентратів із руд з різним мінеральним складом пустої породи, флюсу, сполучної добавки та твердого палива в заданому співвідношенні, їх змішування, отримання з шихти сирих котунів і їх термозміцнення [Влияние минерального состава пустой породы концентрата на показатели качества окатышей / Ф.М. Журавлев, А.В. Мерлин, Л.А. Дрожилов и др. // Сталь. - 1977. - № 3. С. 197-200]. Основним недоліком відомого способу є те, що в ньому не визначається необхідна кількість у складі пустої породи концентратів легкоплавких і тугоплавких мінералів, що дозволяють отримувати неофлюсовані й офлюсовані обпалені котуни з необхідними для доменної плавки металургійними характеристиками. В основу корисної моделі, що заявляється, ставиться задача підвищення металургійних характеристик неофлюсованих обпалених залізорудних котунів, одержуваних з суміші концентратів, що містять у пустій породі різний склад і кількість легкоплавких і тугоплавких мінералів. Поставлена задача вирішується тим, що спосіб отримання неофлюсованих обпалених залізорудних котунів, що включає дозування в шихту концентратів із руд з різним мінеральним складом пустої породи, флюсу, сполучної добавки та твердого палива в заданому співвідношенні, їх змішування, отримання з шихти сирих котунів і їх термозміцнення, має суттєві відмінності, які полягають у тому, що шихту складають з концентрату або суміші концентратів, що містять легкоплавкі мінерали в пустій породі: егірин, рибекіт, родусит, зелену слюду, які мають температуру початку плавлення 980-1050 °C і тугоплавкі мінерали: біотит, кумінгтоніт, хлорит, кремнезем, що мають температуру початку плавлення 1300-1700 °C, при цьому пуста порода концентрату або суміші концентратів у шихті повинна містити легкоплавких мінералів в кількості 30-100 %, а тугоплавких - 70-0 %. Спосіб здійснюється наступним чином. Обпалені залізорудні котуни, використовувані для виплавки чавуну в доменних печах, виготовляються з концентратів, одержуваних при збагаченні різних генетичних типів залізних руд, які мають у своєму складі різні за фізико-хімічними властивостями залізовмісні мінерали: гематити, магнетити, сидеріти і бурі залізняки та кремнійвмісні мінерали, що називаються пустою породою: легкоплавкі, температура початку плавлення яких 980-1050 °C, і тугоплавкі, температура початку плавлення яких 1300-1700 °C, відповідно, егірин, рибекіт, родусит, зелена слюда і біотит, кумингтоніт, хлорит, кремнезем, що переходять в шлак при виплавці чавуну в доменних печах. Необхідні для відповідності вимогам доменної плавки металургійні характеристики котунів забезпечує утворюваний при високотемпературному їх випалюванні розплав, фізико-хімічні характеристики якого і його кількість в котунах різного складу (основності) має бути оптимальною, - в діапазоні 3,5-27 %. При меншій кількості розплаву в котунах погіршуються їхні металургійні характеристики, особливо в процесі відновлення в доменній печі, при більшому - порушується технологічний процес їх обпалення. Мінімальна кількість розплаву (3,5-7,5 %) може забезпечуватися в неофлюсованих котунах при їх обпаленні тільки за рахунок розплавлення легкоплавких (егірин, рибекіт, родусит, зелена слюда) мінералів пустої породи концентратів, що мають температуру плавлення 980-1050 °C, тобто нижче максимальної температури обпалення котунів. Більша кількість розплаву в котунах утворюється при збільшенні їх основності (CaO/SiO2) за рахунок утворення твердофазних евтектичних сполук, температура плавлення яких 1180-1220 °C, і чим вище основність, тим більше утворюється розплаву. Для отримання неофлюсованих котунів основністю (CaO/SiO2), рівною від 0,05 до 0,3 д. од., складають шихту з концентрату або суміші концентратів, що містять легкоплавкі мінерали: егірин, рибекіт, родусит, зелена слюда в пустій породі, які мають температуру початку плавлення 980-1050 °C, і тугоплавкі мінерали: біотит, кумінгтоніт, хлорит, кремнезем у пустій породі, що мають температуру початку плавлення 1300-1700 °C, при цьому пуста порода 1 UA 105373 U 5 10 15 20 25 30 35 концентрату або суміші концентратів у шихті повинна містити легкоплавкі мінерали у кількості 30-100 %, а тугоплавких - 70-0 %. Приклад реалізації способу. З руд різних родовищ виділяється необхідна кількість кожної з мономінеральних фракцій нерудних легкоплавких (егірин, рибекіт, родусит, зелена слюда) і тугоплавких (біотит, кумінгтоніт, хлорит, кремнезем) з'єднань. Методом глибокого збагачення з руди отримують концентрат з мінімальним (менше 0,5 %) вмістом пустої породи, щоб вона мінімально впливала на металургійні властивості котунів. Потім до концентрату додають легкоплавкі і тугоплавкі мономінеральні фракції в заданих кількостях і співвідношеннях, після чого ретельно перемішують з вихідним концентратом. До кожної отриманої таким чином суміші концентратів додають сполучну добавку, потім їх змішують і одержують сирі неофлюсовані котуни, які піддають термозміцненню і охолодженню. Для виключення впливу режиму термозміцнення на металургійні характеристики котунів з різним складом пустої породи в усіх випробуваннях режим був однаковим. Випробування показали (див. таблицю), що при мінімальній (до 30 %) кількості легкоплавких мінералів у пустій породі концентрату міцнісні характеристики неофлюсованих котунів в початковому стані і в процесі відновлення істотно гірші, ніж при більш високих (32-100 %) кількостях. Однак, ступінь відновлення при цьому у них трохи вищий. Виходячи з результатів випробувань, визначені оптимальні кількості складів пустої породи концентратів, що заявляються та забезпечують кращі металургійні характеристики неофлюсованих котунів для доменної плавки. Спосіб, що заявляється, може бути здійснений у промислових умовах у цехах з виробництва котунів наступним чином. У разі необхідності виробництва партій певної маси неофлюсованих котунів у кар'єрі ГЗК селективно видобувається руда, з максимальним вмістом кількості легкоплавких мінералів у пустій породі і піддається збагаченню на виділених для цієї мети збагачувальних секціях. Отриманий концентрат усереднюється і складується у визначений штабель, після чого направляється на фабрику оґрудкування. Можливий і варіант завезення з іншого ГЗК концентрату, що має в пустій породі необхідну кількість легкоплавких мінералів. Подальший технологічний процес здійснюється за традиційною для цеху схемою виробництва котунів. У підготовлений таким чином концентрат дозується зв'язуюча добавка (наприклад, бентонітова глина), потім компоненти шихти змішуються в змішувачі, зі змішаної шихти отримують сирі котуни, які після термозміцнення в випалювальному агрегаті складують і направляють до доменного цеху. Таким чином, спосіб, що заявляється, дозволяє отримати неофлюсовані обпалені залізорудні котуни з найкращими металургійними характеристиками, що задовольняють вимогам доменної плавки. Таблиця Результати отримання неофлюсованих обпалених котунів, виготовлених з концентратів з різним мінеральним складом пустої породи Найменування показників Кількість мінералів в пустій породі концентратів, %* Природна основність котунів, д. од. Міцність на стиск обпалених котунів, кг/ок Міцність на удар (+5 мм) обпалених котунів, % Стиранність (-0,5 мм) обпалених котунів, % Міцність (+5 мм) при відновленні, % Стиранність (-0,5 мм) при відновленні, % Ступінь відновлення котунів, % Варіанти випробувань 3 4 Відомий спосіб 1 2 10/90 25/75 32/68 45/55 0,18 0,2 0,23 236 241 91,7 5 6 64/36 83/17 100/0 0,16 0,28 0,1 0,05 250 268 274 279 282 92,9 94,2 94,9 95,6 96,4 97,3 7,3 6,2 4,9 4,1 3,5 2,8 1,9 78,5 81,3 86,7 87,2 88,3 88,9 91,4 9,4 8,7 7,2 6,8 5,4 4,9 4,1 87,3 86,5 85,3 85,1 84,8 84,6 84,2 2 UA 105373 U Продовження таблиці Найменування показників Тривалість сушки при 300 °C, хв. Швидкість нагріву, °C/хв. Максимальна температура обпалення, °C/хв. Тривалість обпалення, хв. Швидкість охолодження, °C/хв. Варіанти випробувань Відомий спосіб 1 2 3 4 Режим термозміцнення сирих котунів 5 6 5 5 5 5 5 5 5 100 100 100 100 100 100 100 1300 1300 1300 1300 1300 1300 1300 6 6 6 6 6 6 6 100 100 100 100 100 100 100 *у чисельнику - кількість легкоплавких мінералів; в знаменнику - тугоплавких ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 Спосіб отримання неофлюсованих обпалених залізорудних котунів, що включає дозування в шихту концентратів із руд з різним мінеральним складом пустої породи, флюсу, сполучної добавки та твердого палива в заданому співвідношенні, їх змішування, отримання з шихти сирих котунів і їх термозміцнення, який відрізняється тим, що шихту складають із концентрату або суміші концентратів, що містять в пустій породі легкоплавкі мінерали: егірин, рибекіт, родусит, зелену слюду, які мають температуру початку плавлення 980-1050 °C, і тугоплавкі мінерали: біотит, кумінгтоніт, хлорит, кремнезем, що мають температуру початку плавлення 1300-1700 °C, при цьому пуста порода концентрату або суміші концентратів у шихті повинна містити легкоплавких мінералів у кількості 30-100 %, а тугоплавких - 70-0 %. Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3