Залізорудні котуни для металургійного виробництва

Реферат: Винахід належить до галузі чорна металургія. Залізорудні котуни для металургійного виробництва містять залізовмісний матеріал і зв'язувальну речовину, причому як зв'язувальну речовину використовують гашене вапно, а як залізовмісний матеріал котуни містять шлам і/або пил газоочисток доменного, або мартенівського, або конвертерного, або електросталеплавильного виробництв, або їхню суміш і додатково містять відсів коксу, при цьому кількість відсіву коксу в 1,2-1,4 рази перевищує сумарну кількість заліза і цинку в залізовмісному матеріалі, а кількість гашеного вапна складає 0,14-0,20 від сумарної кількості відсіву коксу та залізовмісного матеріалу. Технічний результат полягає в підвищенні ефективності утилізації відходів металургійного виробництва, при цьому забезпечується уловлювання такого цінного продукту як цинковий концентрат, що містить оксид цинку. UA 115869 C2 (12) UA 115869 C2 UA 115869 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Об'єкт, що заявляється, належить до галузі підготовки сировини до металургійної переробки й може бути використаний при виробництві залізорудних котунів з використанням шламу і/або пилу газоочисток доменного або мартенівського, або конвертерного, або електросталеплавильного виробництв, або їхньої суміші. Найбільш близьким за сукупністю ознак до об'єкта, що заявляється, є вибрані як найближчий аналог котуни для металургійного виробництва, що містять залізовмісний матеріал, зв'язувальну речовину й воду. Як залізовмісний матеріал використовують дисперсні відходи виробництва, що містять залізо як в окисленій, так і у відновленій формі. Як зв'язувальну речовину використовують відходи травильника мідних плат на основі хлорного заліза при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: залізовмісний матеріал 73-80 зв'язувальна речовина 8-12 вода 12-15 (патент РФ № 2225889, опубл. 20.03.2004). У об'єкта, що заявляється, і найближчого аналога співпадають такі суттєві ознаки. Обидва об'єкти містять залізовмісний матеріал і зв'язувальну речовину. Аналіз технічних властивостей найближчого аналога, обумовлених його ознаками, показує, що отриманню очікуваного технічного результату при використанні найближчого аналога перешкоджають такі причини. При виробництві залізорудних котунів не використовуються такі відходи металургійного виробництва як шлам і пил газоочисток доменного або мартенівського, або конвертерного, або електросталеплавильного виробництв, або їхня суміш. Крім того, при виробництві залізорудних котунів не уловлюють такий цінний продукт як цинковий концентрат, що містить оксид цинку. В основу об'єкта, що заявляється, поставлено задачу розробити такий склад залізорудних котунів, в якому вдосконалення шляхом введення нових компонентів дозволило б при використанні об'єкта забезпечити досягнення технічного результату, що полягає в підвищенні ефективності утилізації відходів металургійного виробництва шляхом використання при виробництві залізорудних котунів таких відходів як шлам і пил газоочисток доменного або мартенівського, або конвертерного, або електросталеплавильного виробництв, або їхня суміш. Крім того, при виробництві залізорудних котунів необхідно забезпечити уловлення такого цінного продукту як цинковий концентрат, що містить оксид цинку. Залізорудні котуни для металургійного виробництва, що заявляються, містять залізовмісний матеріал і зв'язувальну речовину. Відмітною особливістю є те, що як зв'язувальну речовину використовують гашене ванно, а як залізовмісний матеріал котуни містять шлам і/або пил газоочисток доменного або мартенівського, або конвертерного, або електросталеплавильного виробництв, або їхню суміш і додатково містять відсів коксу. При цьому кількість відсіву коксу в 1,2-1,4 рази перевищує сумарну кількість заліза й цинку в залізовмісному матеріалі, а кількість гашеного вапна дорівнює 0,14-0,20 від загальної кількості відсіву коксу й залізовмісноїό матеріалу. В окремих випадках виготовлення, залізорудні котуни для металургійного виробництва відрізняються тим, що: - розмір часток відсіву коксу й гашеного вапна не перевищує 300 мкм; - при вмісту цинку 15 залізовмісному матеріалі більш 1-го мас. % розмір котунів дорівнює 310 мм. При використанні об'єкта, що заявляється, досягається технічний результат, що полягає в підвищенні ефективності утилізації відходів металургійного виробництва шляхом використання при виробництві залізорудних котунів таких відходів як шлам і пил газоочисток доменного або мартенівського, або конвертерного, або електросталеплавильного виробництв, або їхня суміші. Крім того, при виробництві залізорудних котунів забезпечується уловлювання такого цінного продукту як цинковий концентрат, що містить оксид цинку. Між сукупністю суттєвих ознак об'єкта, що заявляється, і технічним результатом, що досягається, існує такий причинно-наслідковий зв'язок. Змішування при підготовці шихти для сирих котунів відсіву коксу, гашеного вапна й залізовмісного матеріалу, в якості якого використовують шлам і/або пил газоочисток доменного або мартенівського, або конвертерного, або електросталеплавильного виробництв, або їх суміш, при цьому кількість відсіву коксу в 1,21,4 разу перевищує сумарну кількість заліза й цинку в залізовмісному матеріалі, а кількість гашеного вапна дорівнює 0,14-0,20 від загальної кількості відсіву коксу й залізовмісного матеріалу; подальший випал котунів та направлення запилених газів, що відходять від випалювальної печі, на газоочистку, забезпечує виробництво якісних залізорудних котунів з використанням таких відходів металургійного виробництва як шлам і пил газоочисток доменного 1 UA 115869 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 або мартенівського, або конвертерного, або електросталеплавильного виробництв, або їхня суміші. Вказані залізовмісні відходи металургійного виробництва завжди містять сполуки цинку. При виробництві котунів з цих залізовмісних відходів цинк інтенсивно сублімується та відновлюється у процесі випалу котунів, що здійснюється при 950-1050 °C. У процесі сублімації відновлений цинк легко взаємодіє з киснем, утворюючи цінний продукт - оксид цинку. Здійснення, при вмісту цинку в залізовмісному матеріалі більше 1-го мас. %, розсівання сухих котунів перед випалом до розміру 3-10 мм і направлення запилених газів, що відходять від випалювальної печі й містять оксид цинку, на охолодження та на газоочистку для уловлювання в рукавних фільтрах, забезпечує відновлення й сублімацію цинку із всього, порівняно, невеликого об'єму кожного котуна, уловлювання й збір такого цінного продукту як цинковий концентрат, що містить оксид цинку. Крім того, поліпшується якість залізорудних котунів, виготовлених із шихти, що містить відсів коксу, гашене вапно й залізовмісний матеріал, в якості якого використовують шлам і/або пил газоочисток доменного або мартенівського, або конвертерного, або електросталеплавильного виробництв, або їхню суміш. Поліпшення якості залізорудних котунів обумовлене таким. Якщо не видаляти цинку з котунів до їхнього завантаження в пічні агрегати основного виробництва для отримання чавуну й сталі, то металевий цинк, що сублімується із шихти, може викликати руйнування футерування плавильного агрегату - доменної печі, мартенівської печі, конвертера або електропечі. Крім того, на поверхнях газовідвідних трактів можуть утворюватися настили оксиду цинку, що ускладнює експлуатацію газовідвідних трактів і їх ремонт, скорочує міжремонтний період і збільшує трудовитрати й вартість ремонтних робіт. Вибір граничних значень суттєвих параметрів обумовлений наступним. Перевищення кількості відсіву коксу над сумарною кількістю заліза й цинку в залізовмісному матеріалі менш ніж в 1,2 разу недоцільно, тому що при цьому збільшуються втрати цинку, що залишається в котунах, із-за браку коксу на відновлення цинку. Це у свою чергу погіршує якість котунів після випалу. Перевищення кількості відсіву коксу над сумарною кількістю заліза й цинку в залізовмісному матеріалі більш ніж в 1,4 разу недоцільно, тому що при цьому погіршуються умови гранулювання шихти й збільшується вихід некондиційних гранул. Використання гашеного вапна в кількості менше 0,14 від загальної кількості відсіву коксу й залізовмісного матеріалу недоцільно тому, що при цьому знижується вихід кондиційних котунів через зниження міцності сирих котунів перед сушінням. Використання гашеного вапна в кількості більше 0,20 від загальної кількості відсіву коксу й залізовмісного матеріалу недоцільно тому, що при цьому знижується вихід кондиційних котунів у результаті зниження їх міцності. Уловлювання в рукавних фільтрах газоочистки оксиду цинку при використанні в шихті для сирих котунів шламів і пилу газоочисток металургійного виробництва зі змістом цинку в залізовмісному матеріалі менше 1-го мас. % нераціонально тому, що відносно малий обсяг уловлюваного цинкового концентрату не виправдовує значні капітальні та експлуатаційні витрати на створення систем газоочищення з рукавними фільтрами. При вмісті цинку в залізовмісному матеріалі більше 1-го мас. % виготовлення котунів розміром менш ніж 3 мм нераціонально, тому що при цьому погіршуються технологічні якості котунів. При вмісті цинку в залізовмісному матеріалі більше 1-го мас. % виготовлення котунів розміром більше 10 мм нераціонально тому, що ступінь видалення цинку з глибинних шарів котунів більшого розміру скорочується й при цьому збільшуються втрати дорогого оксиду цинку. Використання у котунах відсіву коксу й гашеного вапна з розміром часток, що перевищує 300 мкм нераціонально тому, що знижується вихід кондиційних котунів у результаті зниження їх міцності. У конкретному прикладі виробництво залізорудних котунів, здійснюється таким чином. Для шихти використовують компоненти, зокрема, відсів металургійного коксу й гашеного вапна, з розміром часток, що не перевищує 300 мкм. Як залізовмісний матеріал доцільно використовувати шлам і/або пил газоочисток доменного або мартенівського, або конвертерного, або електросталеплавильного виробництв, або їхню суміш. Шлами бажано використовувати з вологістю не більше 16 мас. %. У нижчеподаній таблиці 1 у конкретних прикладах № 1-№ 5 наведено дані про вміст компонентів у шихті для залізорудних котунів, коли кількість відсіву металургійного коксу перевищує сумарну кількість заліза й цинку в залізовмісному матеріалі, наприклад, у 1,3 разу, а кількість гашеного ванна дорівнює, наприклад, 0,16 від загальної кількості відсіву 2 UA 115869 C2 5 металургійного коксу й залізовмісного матеріалу. У прикладі № 1 як залізовмісний матеріал використовують шлам газоочисток доменного виробництва. У прикладі № 2 як залізовмісний матеріал використовують пил газоочисток мартенівського виробництва. У прикладі № 3 як залізовмісний матеріал використовують шлам і пил газоочисток конвертерного виробництва. У прикладі № 4 як залізовмісний матеріал використовують пил газоочисток електросталеплавильного виробництва. У прикладі № 5 як залізовмісний матеріал використовують суміш шламу газоочистки доменного виробництва та пилу мартенівського, конвертерного й електросталеплавильного виробництв. Таблиця 1 54 0,9 Вміст заліза, мас. % Вміст цинку, мас. % Сумарний вміст заліза й 54,09 цинку, мас. % Сумарна кількість заліза й цинку у 100 кг залізовмісного 54,09 матеріалу, кг Кілі, кісті) відсіву коксу, кг 70,32 Сумарна кількість залізовмісного матеріалу й 170,32 відсіву коксу, кг Кількість гашеного вапна, кг 27,25 2 56 2,5 № прикладу 3 58 3,7 4 59 6,2 5 56,75 3,32 58,5' 61,7 65,2 60,07 58,5 61,7 65,2 60,07 76,05 80,21 84,76 78,09 176,05 180,21 184,76 178,09 28,17 28,83 29,56 28,50 10 15 20 25 30 35 40 Наприклад, у конкретному прикладі № 5 як залізовмісний матеріал використовують суміш підсушеного до 16 мас. % шламу газоочистки доменного виробництва й пилу мартенівського, конвертерного та електросталеплавильного виробництв. Для цього залізовмісного матеріалу визначають сумарну кількість заліза й цинку. Наприклад, у цьому залізовмісному матеріалі заліза - 56,75 мас. %, цинку - 3,32 мас. %, сумарно 60,07 мас. %. У 100 кг цього залізовмісного матеріалу міститься 60,07 кг заліза й цинку. При цьому кількість відсіву металургійного коксу для шихти беруть у 1,3 разу більше, ніж сумарна кількість заліза й цинку в залізовмісному матеріалі, тобто 60,07  1,3=78,09 кг Сумарна кількість залізовмісного матеріалу й відсіву металургійного коксу дорівнює 100,00+78,09=178,09 кг. Кількість гашеного вапна, що використовується як зв'язувальна речовина, дорівнює 0,16 від загальної кількості відсіву металургійного коксу й залізовмісного матеріалу, тобто 178,09 × 0,16=28,5 кг. При підготовці шихти для сирих котунів у змішувачі змішують у заданій кількості залізовмісний матеріал, відсів металургійного коксу й гашене вапно. При підготовці шихти для сирих котунів у конкретному прикладі № 5 у змішувачі змішують 100,00 кг залізовмісного матеріалу, 78,09 кг відсіву металургійного коксу й 28,5 кг гашеного вапна. Отриману шихту направляють на таріль тарілчастого гранулятора, де через форсунки розпилюється вода для зволоження шихти до вологості 12-16 мас. %. На тарілчастому грануляторі здійснюється згрудкування шихти до отримання сирих котунів. Отримані кату ни сушать у стрічковій сушарці при 200 °C протягом 2-х годин. Потім здійснюють розсівання сухих котунів на двоситному грохоті на фракції кондиційних і некондиційних за розміром котунів. Кондиційні котуни направляють на випал у барабанну випалювальну протитечійну піч. Випал котунів здійснюють при 1000 °C протягом 2,5 години. Запилені гази, що відходять від випалювальної печі, направляють на газоочистку. Металізовані залізорудні котуни після випалу охолоджують у барабанному холодильнику. Відсіяні некондиційні за розміром котуни після подрібнення до часток, розмір яких не перевищує 300 мкм, додають у шихту для сирих котунів. При вмісті цинку в залізовмісному матеріалі менше 1-го мас. %, наприклад, у прикладі № 1, розсівання сухих котунів на двоситному грохоті перед випалом здійснюють до розміру 3-20 мм. При вмісті цинку в залізовмісному матеріалі більше 1-го мас. %, наприклад, у прикладах № 2-5, розсівання сухих котунів на двоситному грохоті перед випалом здійснюють до розміру 3-10 мм для більш повного витягання цинку із глибинних шарів котунів при випалі. Запилені гази, що відходять від випалювальної печі та містять оксид цинку, направляють у систему газоочистки для уловлювання цинкового концентрату в рукавних фільтрах. У зібраному технічному цинковому концентраті міститься 72-75 % оксиду цинку. 3 UA 115869 C2 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 10 1. Залізорудні котуни для металургійного виробництва, що містять залізовмісний матеріал і зв'язувальну речовину, які відрізняються тим, що як зв'язувальну речовину використовують гашене вапно, як залізовмісний матеріал котуни містять шлам і/або пил газоочисток доменного або мартенівського, або конвертерного, або електросталеплавильного виробництв, або їхню суміш і додатково містять відсів коксу, при цьому кількість відсіву коксу в 1,2-1,4 разу перевищує сумарну кількість заліза і цинку в залізовмісному матеріалі, а кількість гашеного вапна складає 0,14-0,20 від сумарної кількості відсіву коксу та залізовмісного матеріалу. 2. Залізорудні котуни за п. 1, які відрізняються тим, що розмір часток відсіву коксу і гашеного вапна не перевищує 300 мкм. 3. Залізорудні котуни за п. 1, які відрізняються тим, що при вмісту цинку в залізовмісному матеріалі більше 1-го мас. % розмір котунів дорівнює 3-10 мм. Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4