Способ изготовления брикетов для производства хромистых ферросплавов

5 С 22 В 1/24 ЕТЕНИ АТЕН О х как органиче ого происхожде ных брикетах ный и нефтяные талового пека ако применение ничено ввиду их редности дл. обых свяэующи неорганическрудоуголь каменноугольомыленного смолы. Одн весьма огра х свойств и в нием различ ского, так и ни я, Так. применялись пеки, раство карбамидныэтих вещест канцерогенн ссу оку- шкообучению произанию в гии, икетов льэоваится к проце нных и поро иэации и пол икетов для И ИСПОЛЬЭОВ ной металлур олучения бр авов с испо Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам ПИСАНИЕ И(71) Государственный научно-исследовательский и проектный институт металлургической промышленности "Гипросталь"(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БРИКЕТОВДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ХРОМИСТЫХ ФЕРРОСПЛАВОВ(57) Изобретение относится к черной металлургии, в частности к процессам окускования мелкофракционных ипорошкообраэных отходов, получению многокомпонентных брикетов для производства ферросплавов, Сущность изобретения;заключается в использовании для процессабрикетирования комплексного неорганического связующего, состоящего из концентрата алюминиевого шлака в количестве55-60 от массы углеродистого восстановиИзобретение относ скования мелкофракцио разных отходов, их утил многокомпонентных бр водства ферросплавов других подотраслях черИзвестен способ п для выплавки ферроспл Ю 2 2000345 С теля и жидкого стекла у - 1,32 - 1,48 г/см модулем в 1,8 - 2,2. Смешиванию подвергают компоненты шихты фракции3 мм, затем увлажняют водой в количестве 2,57 ь от массы шихты, затем вводится жидкое стекло в количестве 8-12 от массы шихты. Время перемешивания ограничено 10-12 мин, прессование осуществляется валковыми прессами при давлении 25-35 МПа, Брикеты сушат в два этапа: сначала при температуре 80-90 С в течение 15-20 мин, а затем при температуре 280-350 С в течение 50-70 мин, Нагрев в конвейерном сушиле проводится путем сгорания колошникового ферросплавного газа и образования газовой фазы, насыщенной СС 2 (85-95). Реализация изобретения позволяет улучшить а экологические и санитарные условия труда, повысить технЬлогичВСкие показатели печи эа счет исключения разрушения брикетов на колошнике, снизить энергоемкость процесса производства ферросплавов при создании безотходной производственной технологии. 2 табл.45 50 55 служивающего персонала. Применяют сульфосодержащие вещества и связующие смеси на их основе, а также жидкое стекло и кал ьцийсодержащие материалы. Количество сульфидного связующего находится в пределах 4-8 , жидкого стекла 3-10 , извести 1-2. Давление прессования составляло от 19 до 100 МПа, Упрочнение и отвердение брикетов производится путем либо сушки на воздухе, либо нагревом до 150-500 С. Продолжительность термообработки 15-180 мин, Недостатками этих способов брикетирования являются неудовлетворительная термостойкость и влагостойкость брикетов.Наиболее близким является способ брикетирования руд с использованием автоклавов, При лабораторном изготовлении хроморудных брикетов шихта состояла из проб, содержащих 79 и 89 хромовой руды и 15 и 5 коксика. 8 качестве связующего использовалась смесь из 2 физвести и 4 трепела. Брикеты упрочнялись в автоклавах, Средняя прочность брикетов с содержанием 5 фкоксика составляла на сжатии 23,7 МПа, а с содержанием 15 - 11,2 МПа.Существенным недостатком данного способа является весьма сложное аппаратурное оформление при автоклавном упрочнении брикетов. Требуются значительные капитальные вложения, связанные с дополнительными производственными площадками для установки автоклавов (при их длине 30-45 м) и обеспечения их паром при давлении 1,2-1,6 МПа. Кроме того, выпускаемые в настоящее время три типа автоклавов предназначены в основном для производства силикатных иэделий. В мировой практике при разработке технологических процессов брикетирования руд1 автоклавирование используется весьма редко.Серьезными недостатками характеризуются автоклавные брикеты, изготовленные без углеродистого восстановителя (94 хромитовой руды, 2извести и 4; трепела, со средней прочностью на сжатие 0,9 МПа, Отсутствие в брикетах твердого углерода снижает их металлургическую ценность в 2-3 раза, так как использование таких брикетов не только удлиняет время их восстановления и время плавки сплава, но и снижает степень полезного использования ведущего элемента - хрома. Все это ведет к снижению производительности плавильной установки при выплавке высокоуглеродистого (предельного) феррохрома. Целью изобретения является способпроиаводстяв брикетов для выплавки хро 5 10 15 20 25 30 35 40 мистых ферроСплавов иэ мелкофракционного и порошкообразного металлургического сырья, включающий подготовку путем увлажнения, тщательного перемешивания рудного сырья, углеродистого восстановителя и связующего, прессование шихты и сушку брикетов с целью улучшения санитарных и экологических условий труда, улучшения технологических показателей печи, исключения разрушений брикетов на колошнике, использования нетехнического мелкого сырья, использования металлургических отходов фракции менее 3 мм, в которую входят коксовая мелочь, угольная мелочь. угольная пыль, штыбы, шламы, пыль газоочисток, хромитовая мелочь, известковая мелочь и комплексное неорганическое связующее, включающее жидкое стекло и концентрат алюминиевого шлака, который выполняет одновременно роль восстановителя (А 1 = 25-35 ) и роль шлакообразующего флюса (А 120 з = 46-52), что способствует образованию шлаковой фазы с отношением МпО/А 20 з = 1,5-2,2, и, наконец, роль катализатора, обеспечивая взаимодействие хлоридов щелочных металлов (7-8) с раствором жидкого стекла с образование геля кремниевой кислоты 51(ОН), что обеспечивает ускорение цементации шихты и получение сырых брикетов прочностью 0,9-1,2 МПа, выдерживающих 4-х кратное сбрасывание с высоты 0,5 м.Плавный нагрев сырых брикетов при наличии комплексного связующего предотвращает скалывание брикетов при температуре выше 1000 С на калошнике и в ванне ферросплавной печи.Применение комплексного связующего, протекание гидролиза силиката натрия и образование газовой фазы, насыщенной СО 2, способствует протеканию процесса карбонизации по реакции: гча 2920+ 2 Н 20 Н 25 оО., + 2 йаОН,2 МаОН ф 2 С 02 йаНСОз При самоупрочнении брикетов за счет их дальнейшего нагрева в них протекают процессы металлообразования в твердом состоянии шихты, При этом первичный сплав, полученный при 1400-1500 С, состоит иэ комплексного карбида (Сг 2 з 00,1)С 2, содержащего 12-13; углерода, а повышение температуры до 1600-1800 С способствует образованию карбида (Сгь,о Ее 1,1)Сэ с содержанием углерода 7,3-8,5 , что отвечает ТУ 4757-82 на высокоуглеродистый фер- рохром10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Способ брикетирования осуществляютследующим образом.Основные компоненты шихты - мелкофракционное хромитооое сырье (фракция3 мм), пыль и шпамы от газоочисток и аспирационных установок при производствеферросплавов, углеродистый восстэнооитель - коксовая мелочь фракции3 мм иконцентрат алюминиевого шлака (КАШ) осоотношении, мас,;хромитовое рудное сырье75-80углеродистый оосстановитель 15-17концентрат КАШ 4-9тщательно перемешивают с добавлением влаги 2,5 от массы шихты. После получения однородной шихтовой смеси в неедобавляют 8-12 мас.о жидкого стекла плотностью 1,4-1,45 г/см . Для сохранения адгеэионных свойств жидкого стекла времяперемешивания полностью сдоэирооаннойшихты ограничено 10-12 мин.Прессование подготовленной шихтыосуществляется оалковыми прессами придавлении 25-35 МПа.Для стабилизации прочностныхсвойств хромитоалюмококсовых брикетов(ХАК) их подвергают сушке в сушильном агрегате при 80-350 С. Продолжительностьсушки 65-90 мин. Сначала при низкой температуре 80-90 С, а затем при повышенной280-350 С.После термического упрочнения брикеты используют для оыплаоки высокоуглеродистого феррохрома (товарного ипередельного).П р и м е р . По предлагаемому способупроведено экспериментальное брикетирование на промышленной установке 1-й технологической нитке шихтового участка ЭТЦЗапорожского алюминиевого комбината(ЗАлК). Брикетированию подвергались трипробы следующего состава,Брикетирование проводилось при усилии 28-30 МПа,Сырые брикеты подвергались сушке при 90 С в течение 15 мин, азатем при 300 С в течение 1 ч.Результаты испытаний изготовленныхбрикетов приведены в табл.2,По результатам промышленного экспериментального брикетирования рекомендованы шихты проб 1 Ф 1 и Гч. 2,Формула изобретения1, Способ изготовления брикетов дляпроизводства хромистых ферросплаооо,включающий подготовку путем увлажнения,тщательного перемешивания мелкофракционного и порошкообрэзного хромсодержащего сырья, углеродистого восстановителя и комплексного неорганического связующего, пресссвэние шихты. брикетирование исушку брикетов, о т л и ч а ю щ и й с я тем.что, с целью улучшения экологических и санитарных условий труда. повышения технологических показателей печи эа счетисключения разрушения брикетов на колошнике, снижения энергоемкости производства, создания безотходныхпроизводственных технологий, в качествекомплексного неорганического связующегоиспользуют жидкое стекло в количестве 812 от массы шихты и концентрат алюминиевого шлака в количестве 55-60 отмассы углеродистого восстановителя, асушку осуществляют в две стадии в интервале температур 80-350 С в атмосфере, содержащей С 02.2. Способ по п,1. о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью достижения необходимойполноты перемешивания, используют хромсодержащее сырье, углеродистый восстановитель и концентрат алюминиевого шлакафракции3 мм, смесь увпажняют водой вколичестве 2,5% от массы шихты, после чеговводят жидкое стекло,3, Способ по пп,1 и 2, отл ича ющийс я тем, что количество комплексного связующего составляет 14,0-19,5 от массы шихты.4. Способ по пп. 1-3, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что используют жидкое стекло у=1,32 - 1,48 г/см с модулем т = (902/Ма 2)ххО = 1,8-2,2,5. Способ по пп.1-4, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что концентрат алюминиевог 9 шлака имеет следующий состав,:Анет 25-35Я 02 3,0-3,5М 9+ М 90 5.3-5.7Репья 0,5-0,99хлориды и фторидыщелочных металлов 7-8А 203 остальное,6. Способ по пп 1-5, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что перемешивание шихты послеувлажнения и введения в смеситель раствора жидкого стекла осуществляется в течение10-12 мин,7. Способпо пп.1-6,отл ич а ю щийс я тем. что прессование осуществляютдавлением 25-35 МПа,Я.Способ по пп.1-7, о т л и ч а ю щ и й- с я тем, что осуществляется двойное грохочение брикетов: сырых - после прессования и упрочненных - после сушки,9, Способ по пп.1-8, от л и ч э ю щи йс я тем, что первую стадию сушки осуществляют в течение 15-20 мин при 80-90"С, а2000345 Таблица 1 а 2 Составитель М.ЦыбулТехред М.Моргентал Корректор С Ли едакто Тираж ПоНПО "Поиск" Роспатента 113035, Москва. Ж, Раушская наб аказ 306 исное нд. 101 Производственно-издательский комбинат "Патент" г, Ужгород. ул Гдг чвторую стадию ведут при 280-350 С в течение 50-70 мин. 10. Способ по пп,1-9. отл ича ющийс я тем, что нагрев брикетов в конвейерном 5сушиле проводится эа счет сгорания колошникового ферросплавного газа и образования газовой фазы, насыщенной С 02 (содержание С 02 в смеси газа составляет 85-95)