Спосіб переробки залізовмісних матеріалів

Реферат: Спосіб переробки залізовмісних відходів включає їх змішування з вуглецевим відновником, брикетування з додаванням зв'язуючого, сушіння брикетів, завантаження С-брикетів спільно з іншими залізовмісними побічними продуктами, коксом і флюсом в шахтну піч, їх розплавлення, відновлення заліза, випуск одержаних металевого і шлакових розплавів. Як вуглецевий відновник використовують торф, активований лужноземельним активатором. UA 68485 U (12) UA 68485 U UA 68485 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до металургії і може бути використана для переробки відходів металургійного виробництва, таких як пил, шлами, прокатна окалина, губчасте залізо і рудний дрібняк, що містять оксиди заліза, з отриманням ливарного чавуну. Найближчим до способу, що заявляється, по технічній суті і досягуваному результату є спосіб переробки залізовмісних матеріалів, названий OXYCUP, фірми Kuttner GmbH & Co. KG (Німеччина), що включає виготовлення С-брикетів шляхом змішування залізовмісних матеріалів з вуглецевим відновником, брикетування з додаванням зв'язуючого і сушіння брикетів, завантаження С-брикетів спільно з іншими залізовмісними побічними продуктами, коксом і флюсом в шахтну піч, їх розплавлення, відновлення заліза, випуск одержаних металевого і шлакового розплавів [http://www.kuetoer.de/Files/Filer/Downloads/en/Kuettnershaft-fumace.pdf]. У вказаному способі С-брикети окрім залізовмісних матеріалів містять цемент як зв'язуюче і воду, а як вуглецевий відновник - 15 % коксового пилу або антрациту, або нафтового коксу. Сбрикети формують на вібропресі і вистоюють 5 днів перед тим, як використовувати як великогабаритний матеріал. Вміст заліза в них - близько 50 %. У матеріалах, що створюють С-брикет, послідовне відновлення FeOx і окислення вуглецю відбуваються за допомогою проміжних продуктів реакції CO і СО2. Гранична швидкість відновлення оксиду заліза регулюється перш за все швидкістю окислення вуглецю в суміші СО2/СО, яка переважно заповнює пори між частинками брикету. Швидкість окислення вуглецю до CO досягає помітної величини при температурах вище 1000 °C, але істотно зростає лише при температурі 1400 °C. Висока температура і велика площа поверхні дрібнодисперсних відходів робить швидкість реакції дуже високою. Цементація рідкого чавуну особливо інтенсивно відбувається в горні шахтної печі. Рідкий чавун і шлак постійно викачують і пропускають через роздільник рідкого чавуну і шлаку, потім рідкий чавун направляють на подальшу обробку, а шлак - в систему грануляції. Цинковий компонент відходів випаровується і виходить разом з доменним газом, як і сильно збагачений пил печі. Вадою С-брикетів є використання як відновника коксу. При цьому відновлення оксидів заліза відходів практично починається при температурах вище 1000 °C, що знижує продуктивність процесу і зростають втрати заліза з шлаком. Крім того, при цьому знижується якість виплавленого металу через високий вміст сірки в коксі. Використовування цементу як зв'язуючого приводить до підвищення температури утворення первинної рідкої фази, що несприятливо позначається на газодинаміці процесу в шахтній печі. Задачею, на рішення якої направлена корисна модель, що заявляється, є розробка високопродуктивного способу переробки залізовмісних відходів, який дозволяє одержувати рідкий залізовуглецевий сплав, "чистий" по шкідливих домішках, з уловлюванням і переробкою цинковмісного пилу. Одержаний залізовуглецевий сплав може бути використаний в ливарному і сталеплавильному виробництвах. Поставлена задача вирішується тим, що в способі переробки залізовмісних відходів, що включає їх змішування з вуглецевим відновником, брикетування з додаванням зв'язуючого, сушіння брикетів, завантаження С-брикетів спільно з іншими залізовмісними побічними продуктами, коксом і флюсом в шахтну піч, їх розплавлення, відновлення заліза, випуск одержаних металевого і шлакових розплавів, згідно з корисною моделлю, як вуглецевий відновник використовують торф, активований лужноземельним активатором. Витрата торфу активованого задається співвідношенням його вмісту в суміші для виробництва брикетів до загального вмісту заліза рівним 1,0÷(0,25÷0,30) ваг. % відповідно. При цьому як лужноземельний активатор використовують матеріали, що містять оксиди і/або карбонати лужноземельних металів. Для використовування дрібнодисперсних відходів металургійного виробництва в шахтних печах (вагранках) необхідна їх попередня підготовка за хімічним і гранулометричним складах. Підготовка шламів і пилу металургійного виробництва за пропонованим способом полягає в отриманні матеріалу з мінімальним коливанням за вмістом корисних елементів, транспортабельного по технологічних трактах. Для отримання такого матеріалу шлами і пил заздалегідь змішують, усереднюють за допомогою формування штабелю з торфом, активованим лужноземельним активатором. При цьому відношення вмісту торфу активованого в суміші до вмісту заліза в залізовмісних відходах повинне відповідати співвідношенню 1,0÷(0,25÷0,30) ваг. % відповідно. Використовування торфу активованого вибране на підставі його фізичних, фізико-хімічних властивостей і хімічного складу. 1 UA 68485 U 5 10 15 20 25 Завдяки високій вбиральній здатності після витримування його з шламами, вогкістю до 50 %, утворюється сипка суміш, що не викликає труднощів при її транспортуванні по технологічних трактах. При брикетуванні суміші торф активований забезпечує її пластичні властивості, що сприятливо позначається на роботі пресового обладнання. Торф активований сильний відновник. Маючи високу реакційну здатність (80 %) торф активований починає відновлювати оксиди заліза при 400÷500 °C, що забезпечує підвищення продуктивності шахтних печей. Вибране співвідношення між вмістом торфу активованого в брикетах до вмісту заліза у відходах ґрунтується на тому, що при зниженні співвідношення менше 1,0÷0,25 вмісту торфу активованого недостатньо для повного відновлення заліза, частина якого при цьому втрачається з шлаковим розплавом. Крім того, знижуються пластичні властивості суміші при брикетуванні. Збільшення вмісту торфу активованого вище 1,0÷0,3 приводить до збільшення витрати зв'язуючого для отримання брикетів необхідної міцності і зниженню вмісту заліза в Сбрикетах. Спосіб переробки залізовмісних матеріалів, що заявляється, реалізується наступним чином. Залізовмісні відходи металургійного виробництва змішують грейферним краном з торфом активованим в заданому співвідношенні. Одержану суміш усереднюють на рудному дворі за допомогою формування штабеля. З сформованого штабеля суміш транспортують в приймальні бункери. З бункерів суміш надходить в змішувач. Одночасно в змішувач подають зв'язуюче силікат натрію. Після змішування із зв'язуючим матеріал подають на брикетування. Брикетування здійснюють в екструдерах. Готові брикети після сушіння завантажують разом з коксом і флюсом в шахтну піч, наприклад вагранку. Після термообробки рідкі продукти плавки зливають в ківш. Техніко-економічні показники способу, що заявляється, і якісні характеристики металу приведені в таблиці: Таблиця Співвідношення між відновником заліза Міцність заг. у брикетах брикетів, кг/бр Кокс 0,23 120 0,24 125 0,25 150 Торф активований 0,27 175 0,30 160 0,31 124 Матеріалвідновник 30 Показники Кількість Вміст заліза Вміст S в шлаку, % в шлаці, % металі, % 30,0 25,0 3,0 29,0 23,7 1,9 25,0 20,3 0,8 25,0 17,3 0,5 27,0 18,8 0,7 29,0 22,7 0,9 З таблиці виходить, що зниження і збільшення співвідношення вмісту торфу активованого до вмісту заліза в С-брикетах приводить до зниження техніко-економічних показників і якості металу. Таким чином, спосіб переробки залізовмісних відходів, що заявляється, є продуктивнішим, одержуваний рідкий залізовуглецевий сплав має низькі показники по шкідливих домішках і одержаний залізовуглецевий сплав може бути використаний в ливарному і сталеплавильному виробництвах. 35 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 40 45 1. Спосіб переробки залізовмісних відходів, що включає їх змішування з вуглецевим відновником, брикетування з додаванням зв'язуючого, сушіння брикетів, завантаження Сбрикетів спільно з іншими залізовмісними побічними продуктами, коксом і флюсом в шахтну піч, їх розплавлення, відновлення заліза, випуск одержаних металевого і шлакових розплавів, який відрізняється тим, що як вуглецевий відновник використовують торф, активований лужноземельним активатором, при співвідношенні його вмісту в суміші для виробництва брикетів до загального вмісту заліза 1,0÷(0,25÷0,30) ваг. % відповідно. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що як лужноземельний активатор використовують матеріали, що містять оксиди і/або карбонати лужноземельних металів. 2 UA 68485 U Комп’ютерна верстка Н. Лисенко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3