close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY3868

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(19)
BY (11) 3868
(13)
C1
7
(51) C 22B 1/242
(12)
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ
КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
(54)
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗОСОДЕРЖАЩИХ БРИКЕТОВ
МЕТОДОМ ХОЛОДНОЙ ШТАМПОВКИ
(21) Номер заявки: 1749
(22) 1994.06.17
(31) A 1212/93
(32) 1993.06.21
(33) AT
(46) 2001.06.30
(71) Заявитель: Фоест-Альпине
Индустрианлагенбау ГмбХ (AT)
(72) Авторы: ШРЕЙ, Гюнтер, ТЕССМЕР, Герo,
КАЦЕНШТАЙНЕР, Карл, КОППЕР, Клаус (AT)
(73) Патентообладатель: Фоест-Альпине
Индустрианлагенбау ГмбХ (AT)
BY 3868 C1
(57)
1. Способ изготовления холоднопрессованных железосодержащих брикетов из железосодержащих отходов металлургического производства, включающий использование в шихте магнетитсодержащих и мелкодисперсных гематитсодержащих материалов, ввод связующего, состоящего из одного или нескольких компонентов, смешивание и последующее брикетирование, отличающийся тем, что смешивание компонентов
шихты осуществляют в два этапа, на первом этапе смешивают магнетитсодержащие и мелкодисперсные гематитсодержащие материалы с образованием слоя гематитсодержащего материала вокруг частиц магнетитсодержащего материала, а на втором этапе вводят связующее.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве магнетитсодержащего материала используют окалину.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что смешивание на первом этапе осуществляют с добавлением
сточных вод.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что смешивание на первом этапе осуществляют с добавлением
нефтесодержащих сточных вод.
Фиг. 1
5. Способ по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что размер зерен гематитсодержащих материалов
поддерживают равным 0,01-3,15 мм, предпочтительно 0,02-0,5 мм.
BY 3868 C1
6. Способ по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что в качестве одного из компонентов связующего
используют гидроокись кальция.
7. Способ по любому из пп. 1-6, отличающийся тем, что в качестве одного из компонентов связующего
используют мелассу.
8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что брикетированию подвергают смесь, содержащую 0,5-2,0
мас. % гидроокиси кальция, 2-4 мас. % мелассы.
9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что брикетированию подвергают смесь, содержащую 30-90
мас. % окалины, 0,6-0,9 мас. % гидроокиси кальция, 1-5 мас. % мелассы, остальное -гематитсодержащий материал, в качестве которого используют пыли фильтров и/или производственных помещений.
10. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве мелкодисперсного гематитсодержащего материала используют тонкоизмельченную железную руду и/или железорудные окатыши и пыли фильтров и производственных помещений, при этом смесь, подвергаемая брикетированию, содержит примерно 36 мас. %
окалины, примерно 57 мас. % тонкоизмельченной железной руды и/или железорудных окатышей, примерно
7 мас. % пылей фильтров и производственных помещений и примерно 3 мас. % мелассы (в расчете на сумму
окалины, тонкоизмельченного материала и пылей).
(56)
DE 3519415 A, 1985.
US 5100464 A, 1991.
DE 4123626 A, 1991.
DE 3827576 A, 1988.
Изобретение относится к области переработки железосодержащих побочных продуктов металлургического производства, в частности к способам изготовления холоднопрессованных железосодержащих брикетов.
Известна агломерация рудной мелочи, колошниковой пыли или других мелкозернистых железосодержащих веществ для их переработки. При этом хорошо зарекомендовало себя брикетирование. Поскольку во все
более возрастающей степени промышленность обязана сокращать количество вывозимых на свалки отходов,
в последнее время все большее значение придается переработке железосодержащих побочных продуктов
металлургического производства, в частности отходов, причем, однако, существует стремление особенно
экономичным и экологичным образом снова вернуть в производство эти отходы или побочные продукты.
Особенно экономичным способом оказалось холодное брикетирование, однако этим способом не удается
без проблем изготовить брикеты с достаточной прочностью, а именно с такой прочностью, чтобы их можно
было использовать также в шахтной печи, например восстановительной или доменной. Проблема изготовления брикетов путем холодного брикетирования описана в заявке США № 5100464.
Для достижения достаточной прочности к перерабатываемому материалу по заявке ФРГ № 3519415
добавляют вяжущее, состоящее из цемента или гранулированного доменного шлака. При этом, однако, требуется подвергнуть брикеты твердению пропариванием и последующей сушке с тем, чтобы достичь достаточного отверждения, причем отверждение целесообразно проводить в атмосфере диоксида углерода и водяного пара. Из-за последующей термообработки этот способ связан с относительно высокими затратами.
Другой недостаток этих известных способов холодного брикетирования отходов металлургического производства следует усматривать в том, что при использовании в восстановительной шахтной печи часто достигается недостаточное восстановление. До сих пор, чтобы перевести оксидное железо в гематитовую форму
(Fe2O3), поскольку только она может непосредственно восстанавливаться, приходилось подвергать агломераты, содержащие оксидное железо в форме магнетита (Fe3O4).
Из заявки ФРГ № 4123626 известно смешивание остаточных продуктов металлургического производства,
например пылей с фильтров, окалины, шлифовальных пылей, с вяжущим и агломерация, причем агломераты
сушат в верхней зоне шихты низкошахтного плавильного агрегата по принципу противотока поднимающимся реакционным газам, так что их не приходится предварительно обжигать или спекать. Прочность агломератов достаточна, правда, для низкошахтных печей, однако невозможно изготовить агломераты достаточной
механической прочности для шахтных печей обычной конструкции.
Из патента ФРГ № 3727576 известно формование (отливка) из побочных продуктов металлургического
производства, например колошниковой пыли, прокатной окалины и т.п., а также из глиноземистого плавленого цемента и воды плит, подвергаемых гидравлическому твердению, причем для улучшения связывания
цемента требуется крупное опорное зерно. Затвердевшие плиты затем ломают на куски и лишь затем помещают в доменную печь. Этот способ требует не только специальных вяжущих, но и сложен в осуществлении.
Наиболее близким аналогом изобретения является способ изготовления железосодержащих брикетов,
описанный в заявке ФРГ 3519415, согласно которому нефтесодержащую прокатную окалину смешивают с
2
BY 3868 C1
вяжущим веществом и после этого агломерируют и придают ей форму брикетов, подвергая воздействию
внешнего механического давления, после чего изделия помещают в расплавленный металл, содержащий избыток углерода.
Согласно одному из вариантов, агломерированные изделия можно усиливать путем введения во вторичную окалину (перед добавлением связующего вещества либо одновременно с ним) мелких железооксидных
опилок или металлической стружки.
Добавление мелких частиц к агломерированным сформованным изделиям повышает как их прочность
всырую, так и прочность после старения при всех связующих. Такое повышение прочности происходит, по
меньшей мере, вследствие заполнения мелкими частицами пространства в агломерированных сформованных
изделиях.
Этот способ предполагает в качестве предварительного условия нефтесодержащую прокатную окалину, а
колошниковая пыль неизвестной степени окисления просто должна заполнять имеющиеся воздушные полости, усиливая тем самым прочность брикетов. Однако этой прочности недостаточно, чтобы брикеты можно было использовать даже в шахтной печи и осуществлять прямое восстановление внутри нее. В данном
способе речь о прямом восстановлении не идет, поскольку агломерированные сформованные изделия помещают исключительно в ванну жидкой стали, причем добавку начинают вводить при вдувании кислорода, т.е.
при переплавке стали.
Задачей изобретения является создание способа, позволяющего изготовлять свободные от восстановителя
брикеты, которые имеют не только высокую прочность без предварительной или последующей термообработки, но и почти полностью восстанавливаются, причем перерабатываются также смеси оксидного железа в
форме магнетита и гематита.
Эта задача решается, согласно изобретению, тем, что в способе изготовления холоднопрессованных железосодержащих брикетов из железосодержащих отходов металлургического производства, включающем
использование в шихте магнетитсодержащих и мелкодисперсных гематитсодержащих материалов, ввод связующего, состоящего из одного или нескольких компонентов, смешивание и последующее брикетирование,
смешивание компонентов шихты осуществляют в два этапа. На первом этапе смешивают магнетитсодержащие и мелкодисперсные гематитсодержащие материалы с образованием слоя гематитсодержащего материала вокруг частиц магнетитсодержащего материала, а на втором этапе вводят связующее.
В предпочтительном варианте в качестве магнетитсодержащего материала используют окалину.
Смешивание на первом этапе осуществляют с добавлением сточных вод, в частности с добавлением нефтесодержащих сточных вод.
Размер зерен гематитсодержащих материалов поддерживают равным 0,01-3,15 мм, предпочтительно
0,02-0,5 мм.
В одном из вариантов в качестве одного из компонентов связующего используют гидроокись кальция.
В другом варианте в качестве одного из компонентов связующего используют мелассу.
В одном из вариантов брикетированию подвергают смесь, содержащую 0,5-2,0 мас. % гидроокиси кальция, 2-4 мас. % мелассы.
В предпочтительном варианте брикетированию подвергают смесь, содержащую 30-90 мас. % окалины,
0,6-0,9 мас. % гидроокиси кальция, 1-5 мас. % мелассы, остальное - гематитсодержащий материал, в качестве которого используют пыли фильтров и/или производственных помещений.
В наиболее предпочтительном варианте в качестве мелкодисперсного гематитсодержащего материала
используют тонкоизмельченную железную руду и/или железорудные окатыши и пыли фильтров и производственных помещений, при этом смесь, подвергаемая брикетированию, содержит примерно 36 мас. % окалины, примерно 57 мас. % тонкоизмельченной железной руды и/или железорудных окатышей, примерно 7
мас. % пылей фильтров и производственных помещений и примерно 3 мас. % мелассы (в расчете на сумму
окалины, тонкоизмельченного материала и пылей).
Согласно изобретению, обволакиванию магнетитовых отходов металлургического производства гематитовыми мелкими фракциями придается особое значение, поскольку за счет этого достигается легкая и эффективная прямая восстанавливаемость. Благодаря тому, что вяжущее примешивают только после образования слоя, обволакивающего магнетитовые частицы и состоящего из гематитовых мелких фракций, эта
оболочка в основном сохраняется, и одновременно для хорошей восстанавливаемости может быть обеспечена достаточная прочность брикетов. Изготовленные, согласно изобретению, брикеты могут быть помещены
в восстановительный плавильный агрегат без нарушения содержания магнетита.
Особенно высокая прочность достигается при использовании смесей с 0,5-2 мас. % гидроксида кальция,
2-4 мас. % мелассы, а остальное - магнетитовые отходы металлургического производства и гематитовые
мелкие фракции.
Изобретение подробно поясняется ниже с помощью чертежа, на котором фиг. 1 схематично изображает
часть разреза холоднопрессованного брикета в сильно увеличенном масштабе, а фиг. 2 - пример блоксхемы способа по изобретению.
3
BY 3868 C1
Окалину 1, скапливающуюся на производящем железо и сталь металлургическом предприятии, подают из
бункера 2 по транспортеру 3 к смесителю 4. Одновременно гематитовые мелкие фракции 5, например мелкую
рудную пыль, подают из бункера 6 по подающему трубопроводу 7 также к смесителю 4, в котором осуществляют первый этап смешивания I окалины 1 и гематитовых мелких фракций 5. На этом этапе I по подающему
трубопроводу 8 примешивают нефтесодержащие сточные воды. На этом этапе I происходит образование слоя
10, обволакивающего магнетитовые частицы 9 окалины и образованного гематитовым и мелкими фракциями 5.
Вслед за первым этапом I в том же смесителе 4 на втором этапе II примешивают вяжущее 11, образованное гидроксидом кальция и мелассой, подаваемых по отдельным подающим трубопроводам 12, 13. После
примешивания вяжущего 11 смесь выгружают из смесителя 4 и подают к установке 14 для брикетирования.
Для формования брикетов могут использоваться установки различных конструкций, например ленточные
прессы, поршневые или шнековые прессы, а также двухвальцовые прессы, штемпельные прессы и
т.п. Брикетирование осуществляют в холодном виде, причем большое значение имеет то, что изготовленные
брикеты не требуют дополнительной термообработки, благодаря чему весь процесс от окалины 1 или гематитовых мелких фракций 5 может быть проведен без какой-либо термообработки.
Изготовленные способом, согласно изобретению, брикеты имеют, как изображено на фиг. 1, следующую
структуру: магнетитовые частицы 9 окалины окружены слоем 10 или оболочкой, образованной в первую
очередь гематитовыми мелкими фракциями 5, т.е. добавленной мелкой рудной пылью. Эта оболочка или обволакивающий слой 10 образуется на этапе смешивания I. За счет последующей добавки вяжущего 11 на
этапе смешивания II окруженные частицы 9 связываются между собой, в результате чего образуются брикеты очень высокой прочности.
Прочность изготовленных, согласно изобретению, брикетов (прочность в свежеизготовленном состоянии) составляет 1700-1900 Н, тогда как у брикетов, изготовленных согласно уровню техники, она не превышает 1000 Н; как правило, она составляет около 400 Н. Существенным преимуществом, дополнительно достигаемым согласно изобретению, является высокая прочность на истирание (измеренная восстановительным
испытанием Отфрезена по норме ISO с последующим RDI-испытанием в барабане по ISO): для брикетов с
размером используемых кусков 16-6,3 мм 89 % имеют размер кусков > 6,3 мм.
Фиг. 2
Государственный патентный комитет Республики Беларусь.
220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.
4
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
1
Размер файла
145 Кб
Теги
by3868, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа