Шихта для виробництва марганцевого агломерату

Реферат: Винахід належить до металургії і стосується складу шихти для виробництва марганцевого агломерату. Шихта містить, мас. %: марганцевмісну руду фракції 8-10 мм 10-15, зворот агломерату 13-20, коксик фракції 2-3 мм 7-8, дрібнодисперсний концентрат другого сорту фракції 0-1 мм 50-70, реагент торф гідроксидний 3-5. Винахід забезпечує підвищення міцності на удар марганцевого агломерату та збільшення виходу придатного. UA 113367 C2 (12) UA 113367 C2 UA 113367 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 Винахід належить до чорної металургії і може бути використаний при виробництві марганцевого агломерату, що слугує для отримання феросплавів. Відома шихта для виробництва марганцевого агломерату, що складається з марганцевмісної сировини, звороту агломерату, вуглецевого відновника, марганцевмісних шламів і пилу та додатково зі шлакометалевої суміші [Авт. св. СРСР № 998555, С 22 В 47/00 опубл. в 1983 р.] при наступному співвідношенні компонентів, ваг. %: марганцевмісні шлами і пил 0,1-20 зворот агломерату 10-35 вуглецевий відновник 5-12 шлакометалева суміш 0,02-15 марганцевмісна сировина решта. Технічний результат цього способу не досягається з-за недостатньо високого виходу придатного агломерату, що обумовлено наявністю в рудній частині великої кількості матеріалів, яка містить пил, що знижує міцність сирої огрудкованої шихти, і, відповідно, знижує умови спікання за рахунок зниження газопроникності шару шихти. Найбільш близьким за технічною суттю і досягуваному результату є шихта, до складу якої поряд з марганцевою сировиною, зворотом агломерату, і твердим паливом для поліпшення умов огрудкування і збільшення міцності сирої шихти, в як зв'язуюче уводиться нафтобітумінозна порода і додаткове паливо [Авт. св. Казахстану № 27498, С 22 В 1/16, опубл. в 2013 р.] при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: марганцева сировина 63-73 тверде паливо 3-7 зворот агломерату 7-12 нафтобітумінозна порода 13-22. Технічний результат цього способу не досягається через зниження металургійної цінності готового агломерату за рахунок зниження вмісту провідного компонента (марганцю) при введенні нафтобітумінозної породи, до складу якої входять наступні компоненти мас. %: SiO281 %, Аl2О3-7,4 %, Fe2O3-5,7 %, СаО - 1,3 %, Na2O + К2О - 3,5 %. При реалізації цього способу збільшення загальної кількості палива за рахунок введення до складу вихідної шихти нафтобітумінозної породи призводить до зниження відновлюваності агломерату при виробництві феросплавів. В основу винаходу, що заявляється, поставлена задача знизити собівартість агломерату без зміни якості та міцності. Технічний результат винаходу, що заявляється, полягає в залученні в процес агломерації дрібнодисперсних важкоутилізованих марганцевих концентратів другого сорту, які є відходами збагачення марганцевої руди першого сорту та підвищити вихід придатного. Поставлена задача винаходу вирішується тим, що шихта для виробництва марганцевого агломерату, яка містить марганцевмісну сировину фракції 8-10 мм, зворот агломерату і тверде паливо, згідно з винаходом, що заявляється, додатково містить дрібнодисперсний концентрат другого сорту фракції 0-1 мм і Реагент торф гідроксидний при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: марганцева руда фракції 8-10 мм 10-15 дрібнодисперсний марганцевий концентрат другого сорту фракції 50-70 0-1 мм коксик фракції 2-3 мм 7-8 зворот агломерату 13-20 реагент торф гідроксидний 3-5. При зниженні у вихідній шихті вмісту марганцевої руди фракції 8-10 мм нижче 10 %, навколо якої грудкуються дрібнодисперсні компоненти, збільшується їх кількість, що призводить до зростання опору шару шихти, що спікається і, відповідно до зниження продуктивності агрегату. Збільшення у вихідній шихті вмісту марганцевої руди фракції 8-10 мм більше 15 мас. % недоцільно тому, що суперечить вирішенню поставленої задачі винаходу, що заявляється залучення в процес агломерації дрібнодисперсних важкоутилізованих марганцевих концентратів другого сорту. Залучення до процесу агломерації дрібнодисперсного важкоутилізованого марганцевого концентрату другого сорту приведе до поліпшення екології довкілля за рахунок зменшення площ для його зберігання. Зниження у вихідній шихті вмісту дрібнодисперсного марганцевого концентрату другого сорту фракції 0-1 мм нижче 50 %, не призводить до отримання суттєвого позитивного ефекту при досягненні поставленої задачі. Збільшення у вихідній шихті вмісту 1 UA 113367 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 дрібнодисперсного марганцевого концентрату другого сорту фракції 0-1 мм понад 70 мас. % призведе до зниження міцності огрудкованої шихти, збільшення опору шару спікливої шихти і викличе порушення ходу спікання та знизить міцнісні характеристики готового агломерату. Основність агломерату, згідно з заявлюваним винаходом, буде визначатися модулем природної основності марганцнемісних компонентів аглошихти. Підвищення основності агломерату до величин, що значно перевищують природну основність марганцевих руд, не дає позитивних результатів при виплавці феромарганцю. Агломерат з основністю більше 1,4 самочинно розсипається на повітрі протягом декількох діб, а свіжий агломерат повністю руйнується вже в завантажувальних лійках електропечі. Кількість палива в шихті в діапазоні 7-8 мас. % вибрано у відповідності з існуючими технологіями отримання марганцевого агломерату і не вимагає його підвищення, що обґрунтовано результатами проведених лабораторних спікань з використанням дрібнодисперсного марганцевого концентрату другого сорту фракції 0-1 мм в зазначеному вище діапазоні його вмісту у вихідній шихті. Діапазон вмісту звороту агломерату в аглошихті (13-20 мас. %) обраний відповідно з існуючими технологіями отримання марганцевого агломерату, що забезпечує використання некондиційного агломерату. Кількість реагенту торф гідроксидний в діапазоні 3-5 мас. % обґрунтовується тим, що зниження його вмісту у вихідній шихті нижче 3 мас. % призведе, при збільшеній кількості дрібної фракції, до зниження міцності огрудкованої шихти, тому цей вміст не забезпечить оптимальні умови огрудкування, так як головне його призначення - поліпшити грудкованість дрібнодисперсної шихти; збільшення ж його вмісту у вихідній шихті понад 5 мас. % призведе до значного збільшення рідкої оксидної фази, яка погіршить газопроникність шару шихти і знизить показники якості і міцності готового агломерату. Наявний практичний досвід застосування дрібнодисперсних марганцевих концентратів другого сорту в агломераційному процесі свідчить про те, що підвищення ступеня їх залучення обмежено зниженням міцності сирих окатишів. Це призводить до зменшення пористості шару огрудкованої аглошихти, яка визначає енерговитрати для створення заданих швидкостей фільтрації газів, питомої поверхні теплообміну в шарі і у більшому - успішне протікання агломераційного процесу. Ці параметри визначаються спільним впливом наступних характеристик аглошихти: вологість, співвідношення кількості фракції, що грудкується до фракції, що грудкується, виду та кількості сполучного і т.і. Використання дрібнодисперсного марганцевого концентрату другого сорту, у зв'язку з практично нульовою змочуваністю водою призводить до значного руйнування сирих окатишів з утворенням дріб'язку, яка знижує газопроникність шару, що спікається, продуктивність агломашини, а в деяких випадках може привести до загасання процесу. Підвищення міцності сирих окатишів досягається шляхом введення у вихідну шихту ефективного сполучного - реагент торф гідроксидний. Максимальна частка дрібнодисперсного марганцевого концентрату другого сорту, що вводиться в шихту, визначається за умов отримання досить міцного, добре відновлюваного агломерату, оптимізованого по кількісному та якісному складу. Введення реагенту торф гідроксидний, для якого характерний мінімальний вміст шкідливих домішок, призводить до збільшення міцності сирих окатишів, дозволяє без збільшення витрати коксику, успішно провести спікання, додатково використовуючи енергетичний потенціал зв'язуючого (вуглецю і летких газів). Крім того, торф гідрооксидний має високі аутогезіонні властивості, які збільшують міцність зчеплення частинок компонентів вихідної шихти, забезпечуючи при цьому достатню холодну міцність окатишів при вибраних витратах єднальних (3-5 мас. %). Результати дослідження міцності дослідних спеків підтверджують позитивний вплив введення у вихідну, шихту, перед її огрудкуванням, дрібнодисперсного концентрату другого сорту (50-60 мас. %). Підвищення показників процесу та металургійної цінності агломерату обумовлено зміною механізму спікання, яке пов'язане з різною реакційною здатністю вуглецю коксика і паливних складових, теплової деструкції торфу, що приводить до розширення зони високотемпературного спікання і до утворення оптимальної кількості рідкої оксидної фази, що бере участь у створенні досить міцного спека. Таким чином шихта, що заявляється, дозволяє додатково включити в вихідну шихту до 70 мас. % дрібнодисперсного концентрату другого сорту при отриманні готового агломерату зі збереженням його властивостей. Випробування шихті, що заявляється, проведено в умовах лабораторії каф. ТМП и ОХ на стендовій установці і ілюструється наступний прикладом. Приклад. 2 UA 113367 C2 5 Проведено випробування в лабораторних умовах на агломераційному стенді з площею 2 спікання 0,005 м . При цьому змінювали склад шихти і визначали якість агломерату. У процесі підготовки шихти ретельно дозували шихтові матеріали з точністю ±0,1 % від заданого складу. На тарілчастому лабораторному грануляторі проводили огрудкування вихідної аглошихти наступного складу: концентрат (-1 мм), зворот агломерату (5-10 мм), марганцева руда (0-10 мм), паливо, флюс і торфгідрооксидний. Аглошихта після її огрудкування засипалася в лабораторну аглочашу. Проводилось запалювання за допомогою газового пальника протягом 1 хвилини. Розрядження необхідне для проведення спікання становило близько 1000 мм вод. стовпа. Отримані результати дослідного спікання наведені в таблиці 10 Таблиця Склад шихти і властивості агломерату марганцева руда фракції 0-10 мм марганцевий концентрат II сорту фракції 0-1 мм зворот агломерату фракції 0-5 мм коксик фракції 0-3 мм реагент торф гідроксидний вихід придатного (фракція+10 мм) міцність на удар (фракція+5 мм) 15 20 25 Вміст компонентів, мас. % в складі 12 62 15 7,8 3,2 91,3 93 Таким чином, за результатами дослідного спікання встановлено можливість використання марганцевого концентрату II сорту, як компоненту вихідної аглошихти, з отриманням достатньо високих властивостей агломерату. Винахід, що заявляється, може бути багаторазове відтвореній у виробництві з метою залучення дрібнодисперсного концентрату другого сорту. Випробування проведені на стендовій аглоустановці, дозволяють зробити висновок про можливість широкого вживання шихти, що заявляється, в промислових умовах. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ Шихта для виробництва марганцевого агломерату, що містить марганцевмісну сировину фракції 8-10 мм, зворот агломерату і тверде паливо, яка відрізняється тим, що вона додатково містить 50-70 мас. % дрібнодисперсного концентрату другого сорту фракції 0-1 мм і 3-5 мас. %, реагенту торф гідроксидний, при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: марганцева руда фракції 8-10 мм 10-15 дрібнодисперсний марганцевий концентрат фракції 0-1 мм другого сорту 50-70 коксик фракції 2-3 мм 7-8 зворот агломерату 13-20 реагент торф гідроксидний 3-5. Комп’ютерна верстка Л. Бурлак 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