БРИКЕТ ДЛЯ ВЫПЛАВКИ ЧУГУНА
BRIQUETTE FOR CAST IRON SMELTING

Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к составу брикета для выплавки чугуна.
Известен брикет для выплавки металла, получаемый путем прессования шихты, включающей углеродсодержащие материалы, железосодержащие материалы, флюсующие добавки и связующее, содержащей углерод, оксиды железа, кальция, магния, алюминия, кремния, в котором для его получения в качестве железосодержащего материала используют пыли газоочисток металлургических печей, и/или шламы газоочисток металлургических печей, и/или прокатную окалину, и/или стружку черных металлов, и/или металлоконцентрат переработки сталеплавильных и доменных шлаков [1] - прототип.
Существенными недостатками данного брикета является следующее.
Введение в состав брикета пыли газоочисток металлургических печей и/или шламов газоочисток металлургических печей приводит к дополнительному увеличению концентрации цинка и невозможности использования данного брикета в процессе выплавки чугуна в течение длительного периода вследствие накопления цинка в печи; увеличению расхода кокса, необходимого для проведения мероприятий по выводу цинка из доменной печи, и увеличению в связи с этим себестоимости чугуна;
Введение в состав брикета окалины и/или стружки черных металлов приводит к увеличению себестоимости чугуна.
Введение в состав брикета металлоконцентрата переработки сталеплавильных и доменных шлаков приводит к существенному снижению производительности доменных печей вследствие недостаточного содержания железа в данных материалах, а также к дополнительным затратам на извлечение и производство данного вида материала.
Известен также брикет для производства чугуна и стали, включающий стальную окалину, углеродсодержащий материал и связующее, который в качестве углеродсодержащего материала содержит электродный бой, в качестве связующего вещества - смесь диоксида кремния, оксида кальция, оксида натрия и оксида алюминия, при следующем соотношении компонентов, мас.% [2]:
Электродный бой
10-30
Смесь указанных оксидов
1-10
Стальная окалина
остальное
причем в связующем компоненты взяты при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Оксид алюминия
3-18
Оксид натрия
3-27
Оксид кальция
14-25
Диоксид кремния
остальное
Существенными недостатками данного брикета являются:
- увеличение себестоимости чугуна вследствие необходимости дополнительного введения в шихту доменных печей известняка для поддержания основности шлака, а также в связи с дополнительными затратами на подготовку электродной массы к брикетированию;
2
- снижение производительности доменных печей вследствие введения в шихту доменных печей известняка на связывание SiO.
Желаемыми техническими результатами изобретения являются:
- повышение производительности доменных печей;
- снижение себестоимости выплавляемого чугуна;
- эффективная утилизация отходов производства.
Для этого предлагается брикет для выплавки чугуна, получаемый путем прессования шихты, включающий углеродсодержащие материалы, железосодержащие материалы и связующее, в котором в качестве железосодержащего, углеродсодержащего материала и флюсующего используют трифолин при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Окалина прокатного производства
7-69
Трифолин
8-70
Окисленная железная руда
15-24
Цемент
5-12
Заявляемые пределы подобраны экспериментальным путем. Окалина черных металлов, взаимодействующая с сажистым углеродом и графитом, образующимися в горне и нижней части шахты доменной печи, обеспечивает, вследствие высокого содержания оксида железа, промывку горна доменной печи. При концентрации менее 7% снижается степень взаимодействия оксида железа с сажистым углеродом и графитом, образующимися в горне и нижней части щахты доменной печи, а при концентрации более 69% возникает необходимость введения дополнительного количества кокса для поддержания теплового баланса доменной печи.
Трифолин, представляющий собой железосодержащие отходы анилинокрасочных производств, и введен в состав брикета как материал, содержащий достаточное количество оксидов железа для поддержания высокой концентрации железа в брикете и возможности использования данного брикета длительное время как заменителя части железорудной шихты, а также флюсующего (содержащего оксиды магния, кальция и кремния) и углеродсодержащего компонента. При концентрации менее 8% трифолина содержание оксидов железа недостаточно для эффективного повышения концентрации железа в брикете, а при концентрации более 70% возникает необходимость снижения процентного содержания других железосодержащих компонентов, в результате чего снижается механическая прочность брикета и увеличивается себестоимость.
При содержании в брикете менее 15% окисленной железной руды не удается добиться необходимой прочности брикета, а при содержании более 24% снижается общее содержание железа в брикете.
Цемент используется в качестве связки, причем при использовании менее 5% не удается получить требуемую механическую прочность брикета, а при увеличении более 12% возрастают непроизводственные затраты на производство брикетов, снижается общее содержание железа.
Заявляемые брикеты изготавливались из материалов со следующим химическим составом:
2
3
2
Трифолин: 68-76% FeО; 15-19% FeO; 0,01-0,03% CaO; 0,5-0,9% MgO; 3-5% SiO; 0,08-0,2% S; 0,08-0,2% P, 3-5% С, 0,45% MnO.
об.
2.
Окисленная железная руда: 43-53% Fe; 0,53-2,63% CaO; 0,5-2,05% MgO; 16-23% SiO
2
3
2
Окалина прокатного производства: 32-38% FeO; 60-67% FeO; 0,20-0,70% CaO; 0,30-0,80% MgO; 0,70-1,1% SiO; 0,07-0,2% S; 0,10-0,20% P.
2
3
2
3
2
2
5
Цемент (М - 500): 5,0-6,6% AlО; 3,0-3,08% FeО; 0,20-0,39% FeO; 54,0-57,8% CaO; 15-22% SiO; 2,0-3,4% MgO; до 0,05% РO.
Вышеуказанные компоненты смешивались, увлажнялись и проходили сушку в естественных условиях.
3
Брикеты использовались на доменной печи полезным объемом 1719 мв качестве заменителя железорудной части шихты в количестве 5% вместо агломерата.
Заявляемый брикет позволил:
- повысить производительность доменной печи на 1,8%;
- снизить себестоимость выплавляемого чугуна на 6,8%;
- утилизировать ранее не используемые отходы производства (трифолин).
Источники информации
1. Патент РФ №2244026, кл. С22В 1/24, С21В 5/00.
2. Патент РФ №2083681, кл. С21С 5/06, С22В 1/24, 1/242.