Обоснование выбора связующих компонентов используемых при брикетировании хвостов флотации

ляционной способности футеровки промежуточного ковша для исключения необходимости перегрева стали. Разработана новая система кольцеобразных гнездовых блоков для продувки аргоном с целью оптимизации размера пузырьков и их распределения, эффективного удаления неметаллических включений и уменьшения содержания водорода в стали.

Вывод: эта статья по сравнению с другими предлагает более современные огнеупоры с эффективным удалением вредных примесей и изоляционной способности футеровки. Производители стали продолжают развивать и модернизировать технологию получения новых по качеству и более соответствующих современным потребностям марок стали.

Список литературы:

1. Журнал «Известия высших учебных заведений. Черная металлургия». - 2010.

2. Журнал «Электрометаллургия». - 2009-2012.

3. Журнал «Сталь». - 2009-2012.

ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА СВЯЗУЮЩИХ КОМПОНЕНТОВ ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ПРИ БРИКЕТИРОВАНИИ ХВОСТОВ ФЛОТАЦИИ © Чернышова Т.И.*, Алпатов Н.В., Леликова О.Н.*

Карагандинский государственный индустриальный университет, Республика Казахстан, г. Темиртау

На основе литературных данных проведен анализ доступных связующих, являющихся побочными продуктами сопутствующих производств, для изготовления топливных брикетов.

В современном мире все большее значение приобретают вопросы утилизации промышленных отходов. В связи с развитием новых технологий ежегодно увеличивается и негативное воздействие различных предприятий на окружающую среду. Подсчитано, что на современном уровне развития технологий 9 % исходного сырья в конечном итоге уходит в отходы, следовательно, эффективность работы крупных предприятий, и металлургических в том числе, не может рассматриваться вне проблем рационального использования природных ресурсов.

* Старший преподаватель кафедры «Строительство и теплоэнергетика», кандидат технических наук.

* Старший преподаватель кафедры «Строительство и теплоэнергетика», кандидат технических наук.

В металлургическом производстве неизбежно образуются побочные продукты и отходы, которые, с одной стороны, составляют крупные потери минерального сырья, с другой - наносят огромный ущерб окружающей среде и крупнейший в Казахстане металлургический комплекс с полным производственным циклом: АО «Арселор Миттал Темиртау» («АМТ»), не является исключением.

Особого внимания с точки зрения охраны окружающей среды требуют отходы углеобогатительных фабрик (УОФ). Из-за большого содержания в отходах углеобогащения различных химических элементов выявлена зависимость степени загрязнения атмосферного воздуха от высоты и мощности выбросов, способов обогащения и токсичности применяемых флотореаген-тов (СанПиН 2.2.3.570-96 «Гигиенические требования к предприятиям угольной промышленности»). При этом допустимый уровень загрязнений угольной пылью и химическими веществами достигается только за пределами 2 км от углеобогатительных фабрик.

С другой стороны при содержании углерода свыше 50 % отходы УОФ вполне могут использоваться в качестве альтернативного топлива и заметно сократить потребление природных топливных ресурсов [1].

В настоящее время переработка и применение углеродсодержащих отходов на «АМТ» практически отсутствует. Для их хранения используются специальные земляные отстойники (хвостохранилища), которые занимают большие территории вокруг углеобогатительных фабрик. Эти земли выводятся из хозяйственного оборота, кроме того, они загрязняют окружающую среду. Для строительства новых хранилищ необходимы земли из расчета 5-8 га на 1 млн. тонн складируемых отходов флотации. Следует учитывать и большие эксплуатационные затраты на содержание шламонакопителей. На текущий момент АО «АМТ» накопил более 8,5 млн. тонн шламов, что является вполне достаточным для внедрения производств по их переработке [2].

Во избежание дальнейшего загрязнения окружающей среды предлагается разработать технологию по утилизации углеродсодержащих отходов, что позволит решить проблему дальнейшего строительства новых хвосто-хранилищ, возникшую в связи с увеличением производственных мощностей металлургического предприятия.

Переработка отходов углеобогащения является актуальной задачей не только с точки зрения охраны окружающей среды, но и с точки зрения их использования в качестве альтернативного топлива.

В Карагандинском государственном индустриальном университете (КГИУ) была проведена теоретическая и экспериментальная оценка возможности получения брикетного топлива на основе отходов флотации (ОФ) с использованием различных связующих компонентов.

Выбор связующих компонентов, используемых при производстве брикетов, является одной из приоритетных задач, так как именно они характе-

ризуют дальнейшие прочностные характеристики брикетов и непосредственным образом влияют на их себестоимость.

В первую очередь рассматривались доступные связующие, производимые на АО «Арселор Миттал Темиртау».

Во-первых, это кислая смолка (КС) из цеха ректификации. Она образуются при очистке серной кислотой фракций каменноугольной смолы, в количестве 1200 т/год. После нейтрализации ее применяют для укрепления грунтов и малопрочных каменных материалов, однако, на предприятии АО «АМТ» данная продукция не востребована. Таким образом, увеличение прочности брикетов, полученных из отходов пенной флотации, вполне достижимо с использованием кислой смолки в качестве связующего компонента.

Во-вторых, это каменноугольный пек (КУП) - твердый продукт переработки каменноугольной смолы (выход 50-60 % по массе). Элементный состав (%): (92-93) С, (4,3-4,7) Н, (0,3-0,85) 8, (1,7-1,8) К, (0,8-1,0) О. Его применяют для выработки кокса пекового и пека-связующего, используемых при получении анодной массы в производстве алюминия, электродов и электродных стержней. Помимо этого, возможно использовать его для изготовления брикетированного угольного топлива, мягкой кровли, пековых пластмасс и лака для защиты от коррозии труб, резервуаров и др. Производство каменноугольного пека на АО «АМТ» составляет 48960 т/год. Большая часть реализуется сторонним потребителям, но для производства брикетов достаточно 15200 т/год, поэтому рационально попробовать изготовление брикетов с использованием в качестве связующего каменноугольного пека.

В-третьих, антраценовая фракция (АФ) каменноугольной смолы. Её производство на АО «Арселор Миттал Темиртау» составляет 13528 т/год. Для брикетного производства потребность в антраценовой фракции не более 7200 т/год. В настоящее время без переработки её применяют в дорожном строительстве и как компонент низкосортных топлив, кроме того, значительные количества антраценовой фракции (без кристаллизации) начали использовать в качестве сырья для получения технического углерода. Таким образом, добавление данного вида связующего положительно повлияет не только на увеличение прочности за счет ее кристаллизации при производстве брикетов, но и повысит их энергетическую ценность [3].

В-четвертых, с целью повышения теплотворной способности топливных брикетов из отходов углеобогащения не исключено добавление мазута (М), используемого на энергетических объектах АО «АМТ» для подсветки факела.

Кроме продукции производимой металлургическим комбинатом, исследовались продукция и побочные материалы, получаемые на других промышленных предприятиях в пределах Карагандинской области.

В качестве связующего и для увеличения теплоты сгорания топливных брикетов возможно использование спецкокса (СК), получаемого методом пиролиза из длиннопламенных углей Шубаркульского месторождения. В

зависимости от класса крупности его используют в различных отраслях промышленности. Так, например, класс крупностью от 10 до 40 мм, предназначен для использования в качестве углеродного восстановителя в электротермических производствах (ферросплавы, карбид кальция, фосфор и д.р.), а 0-10 мм и зольностью на сухое состояние до 10 % используют для агломерации руд, в производстве цветных металлов и производстве брикетов [4].

В качестве минеральных связующих часто применяют цемент (Ц) и жидкое стекло (ЖС).

Предприятие «Азия-цемент» находится в пределах 30 км от углеобогатительной фабрики «АМТ», что, несомненно, положительно отразится на закупочной цене, из-за близкого расположения с планируемым производителем брикетов. При соединении с водой при +15°С цемент начинает твердеть не раньше, чем через 45 минут и окончательно затвердевает в течение 8 часов. Это надо учитывать при изготовлении брикетов впрок.

Жидкие стекла - растворы щелочных силикатов натрия и калия - являются представителями обширного класса водорастворимых силикатов и жидких стекол, выпускаемых в промышленных масштабах.

Уникальной способностью жидкого стекла являются его высокие адгезионные свойства, т.е. способность к сцеплению поверхностей разнородных твёрдых или жидких тел, к подложкам различной химической природы, поэтому использование жидкого стекла перспективно в качестве связующего для окускования (окатывания, брикетирования) продуктов горно-химических комбинатов [5].

Данные виды связующих производятся в Карагандинской области, в связи, с чем было инициировано их использование для проведения исследований.

Самым доступным и относительно дешевым связующим является техническая вода (В).

Таким образом, нами были определены перспективные виды связующих компонентов с учетом близкого расположения относительно углеобогатительной фабрики и наличия их в достаточном количестве для переработки отходов углеобогащения. Наиболее приемлемыми для решения поставленной задачи оказались техническая вода (В), мазут (М), побочные продукты коксохимического производства «АМТ»: антраценовая фракция (АФ), каменно-угольный пек (КУП), кислая смолка (КС). Кроме того, цемент (Ц), спецкокс (СК) и жидкое стекло (ЖС), получаемые на предприятиях области.

Список литературы:

1. Равич Б.М., Окладников В.П., Лыгач В.Н. и др. Комплексное использование сырья и отходов. - М.: Химия, 1988.

2. Сухарников Ю., Венчиков Д., Чернецов В. Шламы флотации каменных углей как энергетическое топливо / ЗАО «Институт органического синтеза и углехимии РК». - Караганда, 2004. - 250 с.

3. Побочная продукция АО «Арселор Миттал Темиртау» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://arcelormittal.kz/produkriya/pobochmya_pro-dukciya.

4. Кокс каменноугольный среднетемпературный (спецкокс) из Шубар-кольского угля ТУ 3510 РК 39286395 ТОО-160-2005 [Электронный ресурс]. -Режим доступа: http://speckoks.kz/products.

5. Домокеев А.Г. Строительные материалы. - «Высшая школа», 1988. -285 с.

ИССЛЕДОВАНИЕ УСВОЕНИЯ ЛЕГИРУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ В КОВШЕ ПРИ ВЫПЛАВКЕ СТАЛИ 09Г2С1 © Яшнов В.С.*

Выксунский филиал Национального исследовательского технологического университета «МИСиС», г. Выкса

В статье рассмотрено влияние некоторых технологических особенностей ковшовой обработки на усвоение легирующих элементов при выплавке стали 09Г2С в литейно-прокатном комплексе «ОМК-Сталь».

Операции легирования и раскисления в ходе выплавки стали имеют существенное значение в отношении качества и стоимости металлопродукции. Процесс окисления элементов-раскислителей определяет образование первичных неметаллических включений и, как следствие, влияет на механические свойства стали, а повышение количества окислившегося введенного элемента увеличивает расход дорогостоящих ферросплавов.

В данной работе приведены исследования влияния некоторых технологических особенностей ковшовой обработки на усвоение легирующих элементов при выплавке стали 09Г2С в литейно-прокатном комплексе «ОМК-Сталь». Исследования проведены на основании анализа 53 текущих плавок.

В электросталеплавильном цехе литейно-прокатного комплекса «ОМК-Сталь» выплавку углеродистого полупродукта проводят в дуговой сталеплавильной печи с массой плавки, равной 160 тонн и продолжительностью около 55 минут при мощности печного трансформатора 140 + 10 % МВА. Средний состав углеродистого полупродукта представлен в табл. 1.

Внепечная обработка стали 09Г2С проводится на двухпозиционном агрегате ковш-печь. Мощность трансформатора АКП - 25 + 20 % МВА, которая обеспечивает максимальную скорость нагрева металла в ковше равную 4,5 °С/мин.

1 В работе над материалами статьи использовались данные 53-х текущих плавок стали 09Г2С в литейно-прокатном комплексе «ОМК-Сталь» (ковшовая обработка).

* Студент.