| Пріоритети: | Винахід відноситься до підготовки шихтових матеріалів для металургійного переділу Брикет включає залізовмісний матеріал, углеродсодержащее речовина і сполучна. Сполучне виготовлено з суміші будівельного цементу та пластифікуючої повітровтягуючої добавки - адипінового лужного пластифікатора, що має хімічну формулу COOH(CH 2 ) 4 COONa. При цьому в брикеті наступне співвідношення компонентів, мас.%: углеродсодержащее речовина - 5-35; будівельний цемент – 10-18; адипіновий пластифікатор лужний - 0,1-0,9; залізовмісний матеріал - інше. Як вуглецевмісної речовини використовують відходи виробництва графітових електродів, що містять менше 0,5% S, а відношення загального вмісту вуглецю до загального вмісту оксидів заліза у складі брикету підтримують у ваговому співвідношенні 1:4,0-6,0. У складі брикету частка вуглецевмісної речовини становить 10-35 мас.%. Як залізовмісний матеріал використовують суміш оксидів заліза природного або промислового походження з металевими виробничими відходами, що мають фракційний склад 0-30 мм, причому частка металевого заліза в залізовмісному матеріалі становить від 0 до 95%. В якості вуглецевмісної речовини використовують подрібнене кам'яне вугілля або кокс, або термоантрацит. Винахід дозволить отримати прості за складом та економічні у виготовленні залізовмісні брикети, що мають оптимальнітеплофізичні показники. 3 з.п.ф-ли, 2 табл.
Винахід відноситься до галузі металургії, безпосередньо до підготовки шихтових матеріалів для металургійного переділу, і може бути використане при отриманні рідкого чавуну та сталі, у тому числі для виготовлення виливків різного призначення.
Відомий спосіб переробки дисперсних залізовмісних матеріалів (патент США 2147617) [1], що передбачає змішування їх з вугіллям і сполучним з стиролу або акронітрилу з подальшим брикетуванням під високим тиском. При цьому кількість сполучного полімерного становить 30-60% маси заліза. Недоліком цього способу є відносно висока вартість полімерних сполучних, що дорожчає брикети і призводить до підвищення собівартості сталі, що виплавляється з використанням у шихті вказаних брикетів.
Найбільш близьким до заявляється способу є широко відомий спосіб виготовлення залізо-вуглецевмісних брикетів на сполучному - цементі [Л.А.Лур'є. Брикетування в чорній та кольоровій металургії, М., Металургіздат, 1963, стор 178] [2]. Цемент є досить дешевим і широко застосовуваним у промисловості та будівництві сполучним, брикети, що виготовляються на цементній зв'язці, мають високу механічну міцність, не вимагають випалу для зміцнення.
Крім того, через високий вміст цементу, що перевищує 10% від маси брикету, такий брикет є монолітом з низькою пористістю, що ускладнює взаємодію металевого розплаву з компонентами брикету при t 2 ) 4 COONa), при наступному співвідношенні компонентів, мас.% :
Вуглецевмісна речовина 5-35
Будівельний цемент 10-18
Пластифікатор адипіновий лужний 0,1-0,9
Залізовмісний матеріал
Для отримання підвищеного змістувуглецю в металі після розплавлення брикет містить 10-35 мас.% вуглецевмісної речовини, а в якості залізовмісного матеріалу - суміш оксидів заліза природного або промислового походження: залізна руда, залізорудний концентрат, окалина з металевими виробничими відходами (металовідсіву, сталева та/або чавунна) , відходи виробництва сталевого та/або чавунного дробу), що мають фракційний склад 0-30 мм, при цьому частка металевого заліза в залізовмісному матеріалі становить від 0 до 95%.
У процесі виготовлення брикетів на брикет-пресах введення спільно з цементом, використовуваним як основний сполучний, повітровтягуючої пластифікуючої добавки дозволяє зменшити формувальну вологість брикету і скоротити термін "вилежування" і час тепловологової обробки (пропарювання), необхідної для прискорення набору механічної. Добавка та сполучний матеріал забезпечують після формування брикету в прес-формі отримання в цементній зв'язці мікропор діаметром 0,1-0,5 мм, заповнених добавкою, які є вихідними повітряними бульбашками у тілі брикету. У процесі нагрівання брикету, введеного в шихту плавильного агрегату при температурах вище 270-350С (температура кипіння), добавка переходить у газову фазу, збільшуючи тиск газу у вихідних бульбашках, що утворилися за рахунок введення добавки в сполучну. При нагріванні брикету вище температур 1100-1200С тиск газової фази у вихідних бульбашках починає перевищувати величину механічної міцності брикету - брикет диспергується на вихідні компоненти (відбувається "розм'якшення" і руйнування брикету), які починають розчинятися в утворюється при цих температурах чавуні).
Мінімальна необхідна кількість добавки становить0,1% від маси матеріалу і визначається тим, що нижче цієї кількості добавки в готовому брикеті частка пор, що утворюються, недостатня для забезпечення диспергування брикету в інтервалі температур 1100-1400С, що підтверджено лабораторними експериментами. Максимально допустима кількість добавки визначена експериментальним шляхом та становить 0,9% від маси компонентів брикету. При перевищенні цього вмісту добавки в брикеті формується комірчаста структура з виходом безлічі пір на поверхню брикету. Це призводить до підвищення сумарної вологості брикету, особливо при зберіганні його на відкритих складах та транспортуванні без упаковки у відкритому транспорті. Крім того, при підвищеній пористості брикету у разі надлишку добавки диспергування матеріалу в розплаві в процесі нагрівання починається нижче температур 1100°С, і частинки, що виділяються при диспергуванні вуглецевмісної речовини не засвоюються металом, марно окислюються в атмосфері плавильного агрегату.
Вуглець, що вводиться у складі брикетів, при наявності в брикетах оксидів заліза природного або промислового походження у вигляді залізняку, залізорудного концентрату, окалини, відновлює ці оксиди аж до отримання металевого заліза, зменшення частки оксидів заліза в брикетах цьому випадку засвоюватиметься металевим розплавом. Тому заміна частини оксидів заліза металевими виробничими відходами: сталева або чавунна стружка, металовідсів, відходи виробництва чавунного або сталевого дробу, зменшить витрату вуглецю на відновлення заліза і збільшить його засвоєння розплавом заліза. Розмір частинок відходів (0-30 мм) визначається технічними можливостями виготовлення брикету (для більшості брикет-пресів частинки з характеристичнимирозміром більше 30 мм неприйнятні з технічних міркувань). Переважно для формування та виділення бульбашок СО, що сприяють при нагріванні брикету його диспергуванню, використовувати як залізовмісний матеріал суміш оксидів заліза природного та/або промислового походження: залізна руда, залізорудний концентрат, окалина; з металевими відходами: сталева та/або чавунна стружка, металовідсів, відходи виробництва чавунного та сталевого дробу, що мають фракційний склад 0-30 мм. При цьому частка металевого заліза в залізовмісному матеріалі обмежена верхньою межею 95%, щоб мати в суміші достатню для утворення СО кількість оксидів заліза, що виконують роль джерела кисню.
Для виплавки сталей і чавунів з нерегламентованими вимогами до вмісту сірки або при використанні брикетів у технології плавки, що забезпечує прийнятний ступінь видалення сірки, в якості вуглецевмісної речовини в брикетах економічно переважно використовувати дрібницю кам'яного вугілля або коксу, або термоантрацита.
Наведені дані свідчать, що пропонований брикет дозволяє забезпечити зменшення часу плавлення шихти при отриманні низького вмісту сірки в металі після розплавлення шихти і високого вмісту вуглецю, що забезпечує зменшення витрати чавуну на тонну сталі, скорочення часу плавки з відповідним збільшенням продуктивності агрегату.
1. Патент США №2147617, МПК 7 C 22 B 1/245, 22 B 7/02, 29 9/08, 29 47/36, публ. 2000.20.04.
2. Л.А.Лур'є. Брикетування в чорній та кольоровій металургії. М., Металургіздат, 1963, с.178.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
1. Брикет для металургійного переділу, що включає залізовмісний матеріал,углеродсодержащее речовина і сполучна, відрізняється тим, що сполучна виготовлено з суміші будівельного цементу і пластифицирующей повітрозтягуючої добавки - адипінового лужного пластифікатора, що має хімічну формулу СООН(СН 2 ) 4 СООNа, при цьому в брикеті наступне.
Вуглецевмісна речовина 5-35
Будівельний цемент 10-18
Пластифікатор адипіновий лужний 0,1-0,9
Залізовмісний матеріал
2. Брикет за п.1, який відрізняється тим, що в якості вуглецевмісної речовини використовують відходи виробництва графітових електродів, що містять менше 0,5% S, а відношення загального вмісту вуглецю до загального вмісту оксидів заліза у складі брикету підтримують у ваговому співвідношенні 1: 4. 0-6,0.
3. Брикет за п.1, який відрізняється тим, що у складі брикету частка вуглецевмісної речовини становить 10-35 мас.%, а як залізовмісний матеріал використовують суміш оксидів заліза природного або промислового походження: залізна руда, залізорудний концентрат, окалина; з металевими виробничими відходами: сталева або чавунна стружка, металовідсів, відходи виробництва чавунного або сталевого дробу, що мають фракційний склад 0-30 мм, причому частка металевого заліза в залізовмісному матеріалі становить 0-95%.
4. Брикет за п.1, який відрізняється тим, що в якості вуглецевмісної речовини використовують подрібнене кам'яне вугілля, або кокс, або термоантрацит.
