БРИКЕТ
BRIQUETTE

Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к составу брикета для выплавки чугуна с получением полупродукта для цинковой промышленности.
Известен брикет для выплавки металла, получаемый путем прессования шихты, включающей углеродсодержащие материалы, железосодержащие материалы, флюсующие добавки и связующее, содержащее 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 являются:
- низкое содержание цинковых составляющих в брикете для получения полупродукта для цинковой промышленности;
- низкая механическая прочность брикета из-за отсутствия реакции взаимодействия цемента с пылью газоочистки электросталеплавильного производства ввиду более мелкой фракции последней.
Известна также шихта [2] для производства углеродсодержащих железорудных брикетов, включающая шламы из металлургических производств и колошниковую пыль, которая содержит компоненты в следующем соотношении,  мас.%:
Шламы металлургических производств
70-95
Колошниковая пыль
5-30
Существенными недостатками данной шихты являются:
- низкое содержание цинковых составляющих в брикете для получения полупродукта для цинковой промышленности;
- низкая механическая прочность брикета из-за отсутствия связки.
Известен также способ утилизации шламов доменной газоочистки путем комкования шламов в чашевом грануляторе с использованием 20%-ного раствора жидкого стекла и дальнейшим обжигом гранулированного шлама в печи кипящего слоя [3].
Существенными недостатками данного способа являются:
- повышенные затраты на грануляцию данного вида материала вследствие сложности изготовления продукта данным способом;
- затруднительное ведение процесса переплавки данного материала в необходимом количестве и получения полупродукта для цинковой промышленности.
Известен также способ переработки и получения сырья для производства цинка [4], основным источником для которого являются сульфидные полиметаллические медно-свинцово-цинковые, свинцово-цинковые и медно-цинковые руды.
Существенными недостатками данного способа являются:
- высокие затраты на производство сырья вследствие добычи, сложного обогащения и переработки рудных составляющих;
- дополнительное образование техногенных отходов при переработке и подготовке рудных составляющих для получения сырья для производства цинка.
Желаемыми техническими результатами изобретения являются:
- получение полупродукта для цинковой промышленности в виде уловленной пыли с высоким содержанием цинка;
- снижение себестоимости чугуна за счет уменьшения стоимости шихтовых материалов;
- снижение расхода кокса;
- эффективная утилизация отходов производства.
Для этого предлагается брикет, включающий углеродсодержащие, железосодержащие и цинксодержащие материалы, а также связующее, в котором в качестве углеродсодержащего материала используют шламы доменной газоочистки, в качестве железосодержащего и цинкосодержащего материала используют пыль электросталеплавильного производства, а в качестве связующего - жидкое стекло при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Шламы доменной газоочистки
5-30
Пыль газоочистки электросталеплавильного производства
45-92
Жидкое стекло
3-25
Заявляемые пределы подобраны экспериментальным путем.
Пыль газоочистки электросталеплавильного производства вводится в состав брикета как железосодержащая и цинксодержащая составляющие, причем при использовании менее 45% снижается общее количество цинка в улавливаемой пыли, а при увеличении более 92% невозможно получение брикета с необходимым количеством углеродсодержащих компонентов.
Шламы доменной газоочистки также вводятся в состав брикета как углеродсодержащая составляющая, причем при использовании менее 5% не удается получить эффект снижения расхода кокса, а при увеличении более 30% снижается общее количество цинка в брикете и в связи с этим в улавливаемой пыли, а также снижается производительность агрегата при выплавке чугуна.
Жидкое стекло используется в качестве связки, причем при использовании менее 3% не удается получить требуемую механическую прочность брикета, а при увеличении более 25% возрастают непроизводственные затраты на производство брикетов, снижается общее содержание железо-цинковой составляющей в брикете.
Заявляемые брикеты изготавливались из материалов со следующим химическим составом:
общ
2
3
2
Шламы доменной газоочистки: 10-43% Fe; 10-41% С; 3,0-10,0% CaO; 0,5-3,0% MgO; 2,0-8,0% AlО; 6,2-8,2% SiO; 0,50-5,0% Zn.
2
3
2
2
3
2
2
3
Пыль газоочистки электросталеплавильного производства: 8,06-10,1% CaO; 62,4-70,41% FeО; 4,98-6,5% SiO; 3,57-5,6 MnO %; 1,86-6,0% MgO; 0,81-8,3% AlO; 0,01-0,05% V; 1,90-6,50% Zn; 0,10-0,50% Cr; 0,1-0,3% Cu; 0,5-2,0% KO; 0,5-2,0% NaO; 0.30-1,20% SO; 0,5-4,0% С; влага - 0,10-2,0
3
Жидкое стекло: плотность при 15-25°С - 1,30-1,55 г/см; силикатный модуль
2
2
(SiO:NaO·1,0323) - 2,6-3,0.
Вышеуказанные компоненты смешивались, увлажнялись и проходили сушку в естественных условиях.
Брикеты использовались при выплавке передельного чугуна в вагранке с получением полупродукта для цинковой промышленности в виде пыли, уловленной в отходящих газах в рукавных фильтрах газоочистных сооружений.
общ
2
3
2
Химический состав уловленной пыли: 5,0-25% Fe; 5,0-15,5% С; 3,0-10,0% CaO; 0,5-3,0% MgO; 2,0-8,0% AlО; 6,2-8,2% SiO; 31-52% Zn.
Заявляемый брикет позволил эффективно утилизировать отходы производства с получением полупродукта для цинковой промышленности в виде уловленной пыли с содержанием цинка не менее 31% и чугуна с требуемым химическим составом, причем производственная себестоимость получаемого чугуна на 2,3% ниже, чем чугуна получаемого из традиционных материалов, а также добиться снижения расхода кокса на 1,2%.
Источники информации
1. Патент РФ №2244026, кл. С22В 1/24, С21В 5/00.
2. АС СССР №1546506, кл С22В 1/24.
3. Толочко А.И., Славин В.И., Супрун Ю.М., Хайрутдинов P.M. Утилизация пылей и шламов в черной металлургии. - Челябинск: Металлургия, 1990 г. - 152 с.
4. Тарасов А.В., Уткин Н.И. Общая металлургия. - Москва: Металлургия, 1997 г. - 592 с.