брикет для выплавки стали
Классы МПК: | C22B1/243 неорганическими |
Автор(ы): | Моисеев Олег Борисович (RU), Павлов Вячеслав Владимирович (RU), Козырев Николай Анатольевич (RU), Годик Леонид Александрович (RU), Кузнецов Евгений Павлович (RU), Моренко Андрей Владимирович (RU), Ботнев Константин Евгеньевич (RU), Руденков Валерий Александрович (RU) |
Патентообладатель(и): | Открытое акционерное общество "Новокузнецкий металлургический комбинат" (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2005-07-29 публикация патента:
10.05.2007 |
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к брикетированию и использованию железосодержащих отходов. Брикет содержит железосодержащие отходы металлургического производства, включающие колошниковую пыль 1-40 мас.%, пылевидный доломит 5-30 мас.%, цемент в качестве связующего 1-5 мас.% и пыль газоочистки электросталеплавильного производства 40-80 мас.%. Изобретение обеспечивает увеличение выхода годного по железу на 0,1%, повышение механической прочности брикетов, утилизацию отходов производства стали.
Формула изобретения
Брикет для выплавки стали, содержащий железосодержащие отходы металлургического производства, включающие колошниковую пыль, пылевидный доломит и цемент в качестве связующего, отличающийся тем, что он дополнительно содержит пыль газоочистки электросталеплавильного производства при следующем соотношений компонентов, мас.%:
Пыль газоочистки электросталеплавильного производства | 40-80 |
Колошниковая пыль | 1-40 |
Пылевидный доломит | 5-30 |
Цемент | 1-5 |
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к брикетированию и использованию железосодержащих отходов.
Известно использование железорудных материалов в виде брикетов в качестве металлошихты для сталеплавильных процессов [1].
Однако данные брикеты изготавливаются из первородного сырья - руды, агломерата, окатышей и не предполагают использование побочных продуктов металлургического производства - шлаков, шламов и отсевов.
Известен также способ выплавки стали в конвертере, включающий ввод в конвертер металлического лома, заливку чугуна, продувку металла кислородом, присадку извести и в качестве шлакообразующего материала железного известково-магнезиального флюса [2].
Существенными недостатками изобретения являются:
- использование первородного материала, существенно увеличивающего стоимость стали;
- применение кускового материала повышает длительность процесса плавления и приводит к увеличению продолжительности плавки.
Известен также выбранный в качестве прототипа [3] брикет для металлургического производства, содержащий окисленный железосодержащий материал, карбюризатор, связующее, легирующую добавку и пластификатор, отличающийся тем, что он дополнительно содержит измельченный железоуглеродистый сплав и флюсующую добавку при следующем соотношении компонентов, мас.%:
окисленный железосодержащий материал | 5-57 |
карбюризатор | 20-30 |
связующее | 10-20 |
легирующая добавка | 1-15 |
измельченный железосодержащий сплав | 1-30 |
флюсующая добавка | 1-10 |
пластификатор - сверх 100% в количестве 0,1-0,5% от массы связующего
Существенным недостатком данного брикета являются:
- низкая концентрация железа в железосодержащем материале, в связи с чем снижается производительность сталеплавильного агрегата при переделе;
- низкая механическая прочность брикета в связи с присутствием пластификатора;
- низкие пенящие свойства брикета из-за плохого сочетания углерода и оксидов железа в брикете;
- низкая степень дефосфорации;
- высокая агрессивность брикета по отношению к футеровке печи в связи с отсутствием необходимого количества MgO.
Желаемыми техническими результатами изобретения являются:
- увеличение выхода годного и повышение производительности сталеплавильного агрегата;
- повышение механической прочности брикетов;
- утилизация отходов производства;
- обеспечение повышения вспенивания шлака и снижение аварийных остановок из-за уменьшения излучения при электродуговом переплаве на водоохлаждаемые элементы печи;
- увеличение степени дефосфорации стали;
- снижение износа футеровки печи.
Для этого предлагается брикет для выплавки стали, содержащий железосодержащие отходы металлургического производства, включающие колошниковую пыль, пылевидный доломит и цемент в качестве связующего, отличающийся тем, что брикет дополнительно содержит пыль газоочистки электросталеплавильного производства при следующем соотношении, мас.%:
пыль газоочистки электросталеплавильного производства | 40-80 |
колошниковая пыль | 1-40 |
пылевидный доломит | 5-30 |
цемент | 1-5 |
Заявляемые пределы подобраны экспериментальным путем. Пыль газоочистки электросталеплавильного производства обеспечивает вследствие входящих в ее состав оксидов кальция, магния, марганца, кремния, аммония раннее формирование шлака и растворение (плавление) брикета.
Входящие в ее состав оксиды железа обеспечивают, с одной стороны, наиболее полное восстановление железа и, соответственно, увеличивают выход годного, с другой стороны, обеспечивают наиболее оптимальное вспенивание шлака. При концентрации менее 40% содержащихся в брикете окислов недостаточно для успешного формирования шлака, а при концентрации более 80% снижается защитная функция брикета из-за высокого содержания FeO в шлаке и низких значений MgO.
Колошниковая пыль введена как составляющая, содержащая в том числе углерод, необходимый для проведения операции вспенивания шлака в дуговых электропечах для защиты водоохлаждаемых элементов от нагрева при излучении от электродугового переплава. Причем при введении более 40% возможно сильное науглероживание стали и снижение производительности печи в связи с окислением избыточно введенного в сталь углерода, а при введении менее 1% углерода недостаточно для вспенивания шлака.
Пылевидный доломит введен в состав брикета в качестве компонента, содержащего MgO и способствующего защите футеровки от «разъеданиям, причем при повышении содержания более 30% возможно получение вязких нереакционноспособных шлаков, а при снижении концентрации пылевидного доломита менее 5% не обеспечивается защитная функция футеровки при использовании брикета.
Цемент используется в качестве связки, причем при использовании менее 1% не удастся получить требуемую механическую прочность брикета, а при увеличении более 5% возрастают непроизводительные затраты на производство брикетов и затрудняется формирование жидкоподвижного шлака.
Заявляемые брикеты были изготовлены из материалов со следующим химическим составом:
- пыль газоочистки электросталеплавильного производства: 0,75-59% Fe 2O3; 9-51% FeO; 1-25% CaO; 2-22% MgO; 1-12% MnO; 0,2-6% Cr2O 3; 1-19,4% SiO2; 0,3-13% Al 2О3; 5,1-7,9% С; 0,20-0,28% P 2О5;
- колошниковая пыль (доменное производство): 38-43% FeO; 17-19% С; 5,0-6,1% CaO; 7,2-8,1% SiO 2; 2,6-2,9% Al2О3 ; 0,04-0,06% P2O5 ; 0,3-0,4% MnO;
- пылевидный доломит: 85-90% MgO, 3-6% CaO, 2-4,5% SiO2;
- цемент (марки М-500): 6,0-6,60% Al2О3 ; 3-3,08% Fe2O3; 0,20-0,39% FeO; 56,0-57,80% CaO; 3,0-3,4% MgO; до 0,05% P 2O5.
Вышеуказанные компоненты смешивались, увлажнялись и проходили сушку в течение не менее трех суток. Брикеты использовались при выплавке стали в 100-тонных дуговых электросталеплавильных печах типа ДСП-100И7 и ДСП-100Н10.
Заявляемый брикет обеспечил:
- увеличение выхода годного по железу на 0,1%,
- удовлетворительную физико-механическую прочность брикетов (прочность при сжатии не менее 12МПа, ударная прочность 97,43-98,18%, плотность 2,20-4,16 г/см 3),
- утилизацию отходов производства стали,
- хорошие вспенивающие свойства шлака, позволившие снизить простои по причине прогара панелей на 0,002%,
- повышение степени дефосфорации на 0,6%,
- повышение стойкости футеровки (расход огнеупоров снижен на 0,05 кг/т).
Источники информации
1. Равич Б.М. Брикетирование руд. - М.: Недра, 1982. - 183 с.
2. Патент РФ №2164952, кл. С21С 5/28.
3. Патент РФ №2183679, кл. С21С 5/52, С21В 3/00, С22В 1/24, 1/242.
Класс C22B1/243 неорганическими