Спосіб виготовлення брикетів з металовмісного дрібнозернистого матеріалу

Реферат: Спосіб виготовлення брикетів з металовмісного дрібнозернистого матеріалу, у якому готують суміш, що включає твердий дрібнозернистий матеріал, перше зв'язувальне, що містить вологу і здатне забезпечити нормовану міцність на скидання, і друге зв'язувальне у вигляді негашеного вапна, і під тиском з вказаної суміші формують брикети, причому як перше зв'язувальне використовують мелясу або мінерально-полімерні, або інтерполімерні поверхнево-активні речовини, такі як поліалкіленоксидні похідні поліметиленнафталінсульфокислот і похідні глікозидів, наприклад типу «Термопласт СВ», або термостійкі інтерполімери, наприклад типу «ІТС», UA 94591 U (54) СПОСІБ ВИГОТОВЛЕННЯ БРИКЕТІВ З МЕТАЛОВМІСНОГО ДРІБНОЗЕРНИСТОГО МАТЕРІАЛУ UA 94591 U UA 94591 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель стосується технології огрудкування дрібнозернистих матеріалів зі зв'язувальним, зокрема огрудкування руд, металургійних шламів, коксових дрібків, окалини, відсіву окатишів, концентратів, феросплавів тощо, що можуть бути використані в доменному або сталеплавильному виробництві, на агломераційних фабриках, а також для інших цілей. Взагалі огрудкування - це процес перетворення дрібнозернистих матеріалів, наприклад корисних копалин та відходів виробництва, в кусковий продукт за рахунок механічних та/або термічних впливів, з використанням зв'язувального чи без нього. Процеси огрудкування прийнято поділяти на агломерацію, обкатування та брикетування. Ця заявка стосується брикетування металовмісних дрібнозернистих матеріалів, тобто процесу механічного переробляння, який дозволяє одержати механічно і термічно міцний кусковий продукт - брикети, що мають однакові правильну геометричну форму, розміри й масу. Такі брикети можуть використовуватися безпосередньо у доменному або сталеплавильному виробництві. Існують численні способи виготовлення брикетів згаданого вище типу. Усі вони направлені на те, щоб одержані брикети мали, крім необхідного складу, такі механічні характеристики, як міцність на скидання і міцність на стискання. Ці характеристики обумовлені необхідністю завантаження брикетів у тару і транспортування їх до місця призначення без їхнього руйнування. Відомий спосіб виготовлення брикетів шляхом змішування вугілля з вуглеводневим зв'язувальним та наступним брикетуванням (а. с. СРСР №1701733). Недоліками способу є недостатня міцність брикетів та шкідливий вплив зв'язувального на навколишнє середовище. Відомій брикет для металургійного виробництва і спосіб виготовлення брикетів за патентом РФ № 2197544. У відповідності з цим патентом для брикетування використовують суміш дрібнозернистої маси з цементом. Недоліками є вкрай мала міцність брикетів у сирому стані («зелена міцність»), необхідність пропарювання брикетів або витримка впродовж кількох тижнів для досягнення необхідної міцності та високий рівень використання цементу, що сягає 10 - 15 % від дрібнозернистої маси. Крім цього великий вміст цементу знижує якість брикетів, оскільки знижується вміст корисних складових та збільшується вміст інертних наповнювачів, що підвищує вихід шлаків. Міцність брикетів у сирому (непрогрітому, одразу після пресування) стані має важливе значення тому, що механічні навантаження на недостатньо міцні брикети в технологічному процесі призводять до їх руйнування і значного зниження виходу кондиційної продукції. Вважається, що якщо сирий брикет після пресування витримує 8-10 падінь з висоти 1,5 м на цементну підлогу без руйнування, це забезпечує достатньо високий процент виходу продукції. Крім цього, оскільки виготовлені брикети звичайно доставляються споживачу не раніше, ніж через добу, а протягом цього часу вони знаходяться навалом, тобто принаймні частина з них під тиском, важливо, щоб міцність на стискання через добу після виготовлення становила не менше 1,0 кН/брикет. Це забезпечує можливість транспортування готової продукції без помітних втрат. Отже бажано, щоб брикети набували своїх механічних властивостей одразу або принаймні протягом невеликого часу після виготовлення з тим, щоб, за можливості, виключити процеси складування і зберігання протягом часу набуття ними наперед заданих параметрів міцності. Останнім часом як зв'язувальне почали використовувати речовини, які вже в процесі виготовлення брикетів забезпечують нормовані характеристики міцності на скидання при значно меншому вмісті цього зв'язувального у шихті. Такими зв'язувальними можуть бути меляса, яка є відходом цукрового виробництва, або мінерально-полімерні, або інтерполімерні поверхнево-активні речовини, такі як поліалкіленоксидні похідні поліметиленнафталінсульфокислот і похідні глікозидів, наприклад типу «Термопласт СВ» (згідно із ТУ 5746-062-58042865-2011), або термостійкі інтерполімери, наприклад типу «ІТС» (згідно із ТУ У 20.5-36077921-001:2013), які забезпечують підвищену міцність брикетів при їх порівняно невеликому вмісті (Внедрение полимерных связующих в производство металлургических брикетов / А.А. КИЙК, С.В. МАРКОВА, И.В. КОРМИНА // Вісник НТУ «ХПІ», 2013. - № 57 (1030) - Серія: Хімія, хімічна технологія та екологія. - С. 31 - 37). Проте, застосування цього зв'язувального не дозволяє одержати необхідні характеристики міцності одразу після закінчення процесу виготовлення брикетів. Отже брикети необхідно деякий час витримувати на складах. В основу заявленого тут технічного рішення поставлена задача вдосконалити спосіб виготовлення брикетів зі зв'язувальним з тим, щоб підвищити параметри міцності брикетів саме в процесі їх виготовлення і тим самим підвищити економічну ефективність їх виготовлення. 1 UA 94591 U 5 10 15 20 25 30 35 Поставлена задача вирішується у способі виготовлення брикетів з металовмісного дрібнозернистого матеріалу, згідно корисною моделлю, таким чином: готують суміш, що включає твердий дрібнозернистий матеріал, перше зв'язувальне, що містить вологу і здатне забезпечити наперед задані характеристики міцності матеріалу протягом процесу огрудкування, і друге зв'язувальне у вигляді негашеного вапна, і під тиском з вказаної суміші формують брикети, причому як перше зв'язувальне використовують мелясу або мінерально-полімерні, або інтерполімерні поверхнево-активні речовини, такі як поліалкіленоксидні похідні поліметиленнафталінсульфокислот і похідні глікозидів, наприклад типу «Термопласт СВ», або термостійкі інтерполімери, наприклад типу «ІТС». Введення другого зв'язувального, а саме негашеного вапна, забезпечує додаткову міцність брикетів за рахунок того, що негашене вапно взаємодіє з водою, що міститься як волога у першому зв'язувальному з перетворенням на гашене вапно, яке, взаємодіючи з вуглекислим газом повітря, випадає на частки дрібнозернистого матеріалу і першого зв'язувального у вигляді нерозчинного у воді осаду карбонату кальцію, який додатково зміцнює зв'язки між частками. Крім цього використання наприклад зв'язувального типу «Термопласт СВ» дозволяє досягти достатнього рівня водо- та жаростійкості брикетів. Використання запропонованої корисної моделі дозволяє одержані після пресування брикети одразу відвантажувати споживачу. Однією з переваг використання у конкретному варіанті втілення заявленої корисної моделі вказаних вище вуглеводневих зв'язувальних є порівняно малий вміст першого і другого зв'язувальних. Кращі результати спостерігаються, коли при виготовленні вказаної суміші до 100 м.ч. дрібнозернистого матеріалу додають від 2,5 до 4 м.ч. першого зв'язувального і від 2 до 5 м.ч. негашеного вапна. Це є суттєвою властивістю, оскільки при цьому підвищується вміст металовмісних речовин у брикеті. Ще однією і найважливішою перевагою заявленого способу є можливість досягнення параметрами міцності брикетів таких значень: міцність на скидання - не менше 10 одразу після виготовлення, а міцність на стискання - не менше 1,0 кН/брикет через добу після виготовлення. Суть корисної моделі пояснюється прикладами. Приклади. Були приготовлені 12 варіантів сумішей дрібнозернистих залізовмісних матеріалів, водного розчину зв'язувального типу «Термопласт СВ» і негашеного вапна з різним вмістом різних речовин. Кожна суміш була ретельно перемішана впродовж 5 хвилин, і з неї під тиском 20 МПа у формах розмірами діаметром 40 мм і висотою 40 мм пресували брикети (при промисловому виробництві брикети мають форму прямокутної двосторонньої вигнутої лінзи розміром 655130 мм). Дрібнозернисті речовини, вмісти цих речовин, а також першого і другого зв‘язувальних і одержані характеристики міцності виготовлених брикетів наведені в Табл. Таблиця № Дрібнозернистий матеріал, м.ч. 1 2 3 4 5 6 7 Відсів окатишів - 80 Шлам металургійний - 20 Відсів окатишів - 80 Шлам металургійний - 20 Окалина - 70 Шлам металургійний - 30 Окалина - 70 Шлам металургійний - 30 Окалина - 75 Окиснокарбонатна руда - 25 Окалина - 75 Окиснокарбонатна руда - 25 Відсів окатишів - 100 «Термопл аст», м.ч. Вапно негашене, м.ч. Міцність на скидання, разів Міцність на стискання через добу, кН/брикет 4,5 4 15 1,20 2,5 2,0 7 0,07 4,0 3,0 20 1,50 2,0 2,0 10 0,80 4,0 4,0 20 1,50 3,0 2,0 12 0,85 4,5 4,0 15 1,00 2 UA 94591 U Продовження табл. 3,0 Відсів окатишів – 100 Відсів окатишів - 85 9 Шлам металургійний - 15 Коксова дрібка - 5 Відсів окатишів - 85 10 Шлам металургійний - 15 Коксова дрібка - 5 Відсів окатишів - 80 11 Шлам металургійний - 20 12 Відсів окатишів - 100 8 5 10 Вапно негашене, м.ч. 2,0 Міцність на скидання, разів 8 Міцність на стискання через добу, кН/брикет 0,50 5,0 5,0 15 1,00 3,0 3,0 7 0,50 4,5 0,0 1 0,5 4,5 № Дрібнозернистий матеріал, м.ч. 0,0 1 0,5 «Термопл аст», м.ч. Як видно з Табл., з варіантів сумішей 11 і 12, які не містять другого зв'язувального у вигляді вапна, були отримані брикети із значно нижчими показниками міцності ніж у брикетів, отриманих з використанням такого зв'язувального. Для кожного виду металовмісного дрібнозернистого матеріалу можуть бути експериментально підібрані робочі співвідношення між масовими частками інгредієнтів брикетної суміші з вказаних діапазонів, такі, що задовольняють параметрам міцності готових брикетів, причому при менших співвідношеннях міцність брикетів значно погіршується, а більші співвідношення використовувати не має сенсу тому, що при цьому зростає вартість брикетів, а корисні властивості майже не поліпшуються. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 20 25 1. Спосіб виготовлення брикетів з металовмісного дрібнозернистого матеріалу, у якому готують суміш, що включає твердий дрібнозернистий матеріал, перше зв'язувальне, що містить вологу і здатне забезпечити нормовану міцність на скидання, і друге зв'язувальне у вигляді негашеного вапна, і під тиском з вказаної суміші формують брикети, який відрізняється тим, що як перше зв'язувальне використовують мелясу або мінерально-полімерні, або інтерполімерні поверхневоактивні речовини, такі як поліалкіленоксидні похідні поліметиленнафталінсульфокислот і похідні глікозидів, наприклад типу «Термопласт СВ», або термостійкі інтерполімери, наприклад типу «ІТС», 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що при виготовленні вказаної суміші до 100 м. ч. дрібнозернистого матеріалу додають від 2,5 до 4 м. ч. першого зв'язувального і від 2 до 5 м. ч. вапна. 3. Спосіб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що міцність брикетів на скидання складає не менше 10 разів одразу після виготовлення, а їх міцність на стискання - не менше 1,0 кН/брикет через добу після виготовлення. Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 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