Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНЕЗИАЛЬНОГО ФЛЮСА ДЛЯ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способам производства магнезиального флюса для выплавки стали.

По описанию к патенту РФ №2205232 (опубл. 27.05.2003) известен способ приготовления магнезиального флюса для выплавки стали в конвертере, который включает нагрев и обжиг смеси шлакообразующих компонентов во вращающейся печи, охлаждение полученного флюса. В качестве компонентов шлакообразующей смеси используют доломит и оксид железа. Массовое соотношение доломита и оксида железа выбирают в пределах 8:1, отношение величин их фракций соответственно в пределах (40-50):1. Обжиг смеси ведут при температуре факела природного газа в пределах 1570-1670°C.

Недостатком этого способа является сложность приготовления магнезиального флюса, большие энергетические затраты на помол и обжиг сырьевых компонентов.

Наиболее близким по технической сущности и получаемым результатам к заявляемому способу является способ (патент РФ №2294379, опубл. 27.02.2007) изготовления флюса в виде самораспадающихся магнезиальных гранул, которые получают путем гранулирования тонкомолотой шихты, которая в зависимости от требований к химическому составу гранул имеет различный состав: каустический и сырой магнезит и кокс; каустический и сырой магнезит и сидерит; каустический и сырой магнезит, кокс и сидерит. Окомкование происходит в тарельчатом грануляторе с образованием гранул сферической формы с преимущественным размером 5-25 мм. Влажность комкуемой шихты корректируется изменением подачи воды или сухих материалов. Температура комкуемой массы в окомкователе 20-40°C.

Недостатком известного способа является сложность изготовления флюса с использованием большого количества исходных компонентов шихты (сырой, крупнокристаллический магнезит, каустический магнезит, углерод, сидерит, вода), которые требуют предварительного помола, последующего смешивания с добавлением воды и окомкования в грануляторе с поддержанием температуры комкуемой массы в окомкователе 20-40°C. Процесс в целом является многоэтапным, технологически сложным и энергозатратным.

Предлагаемым изобретением решается задача получения с минимальными энергетическими затратами и минимальным экологическим воздействием на окружающую среду флюса магнезиального для выплавки стали, который предназначен для конвертерного, электросталеплавильного и мартеновского способов производства стали с магнезитовой футеровкой.

Технический результат достигается тем, что в способе получения флюса магнезиального для выплавки стали, включающем использование сырого магнезита, его получают посредством добычи в карьере магнезиальной руды, представляющей собой смесь из серпентинита (Mg,Fe)₃Si₂O₅(OH)₄ и аморфного (криптокристаллического) магнезита MgCO₃, содержащей от 5 до 25% аморфного магнезита, остальное серпентинит, отделяют аморфный магнезит от вмещающей породы - серпентинита - с использованием оборудования для дробления, сортировки, классификации, при этом размер отдельных кусков аморфного магнезита не должен превышать 100 мм.

Добычу магнезиальной руды, представляющей собой смесь из серпентинита (Mg,Fe)₃Si₂O₅(OH)₄ и аморфного (криптокристаллического) магнезита MgCO₃, ведут в карьере на Халиловском месторождении в Оренбургской области.

Аморфный магнезит имеет аморфное строение, крупнокристаллический - кристаллическое. В аморфном магнезите кристаллы величиной 2-4 микрона скреплены между собой кремнекислотой. Магнезит аморфный, попадая на раскаленный шлак, в результате термического удара быстро декарбонизирует, рассыпается на мелкие части, которые имеют большую удельную поверхность, большую пористость и поэтому он быстрее растворяется в шлаке, чем крупнокристаллический магнезит. Для металлургов скорость растворения имеет принципиальное значение.

Крупность всех металлургических флюсов, как правило, ограничена размером куска независимо от типа и состава флюса. Обычно - до 70 мм.

Горную массу, состоящую в основном из серпентинита и магнезита, путем экскавации грузят в самосвалы и направляют на дробильно-сортировочный комплекс, на котором с использованием оборудования для дробления, сортировки и классификации отделяют серпентинит от магнезита. Размер отдельных кусков магнезита в готовом флюсе должен быть в пределах от 4 до 100 мм.

Полученный природный аморфный магнезит с небольшой примесью серпентинита должен содержать магнезита не менее 80%, остальное серпентинит. Флюс магнезиальный для выплавки стали в виде кусков магнезита крупностью от 4 до 100 мм не требует дополнительной переработки, используется в виде флюса для модификации металлургического шлака при производстве стали в конверторах, электродуговых печах, мартеновских и индукционных печах. Магнезит аморфный быстро вступает в реакцию со шлакообразующими компонентами плавки, способствуя быстрому наведению шлака с содержанием в нем MgO от 8 до 14%. Что оптимально влияет на вязкость шлака и снижает износ магнезиальной футеровки сталеплавильных печей. Основу материала составляют пелитоморфный магнезит, кристаллы которого прочно связаны между собой кремнекислотой.

Сущность способа получения флюса магнезиального для выплавки стали заключается в том, что флюсом является природный минерал - магнезит, который получают посредством добычи, обогащения, дробления и сортировки в карьере природного аморфного магнезита MgCO₃. Первичную породу, содержащую магнезит, путем экскавации (копаем экскаватором), ручной и машинной сортировки отделяют от вмещающей магнезит породы.

При этом готовый флюс представляет собой куски природного аморфного магнезита крупностью от 4 до 100 мм.

Полученный в результате обогащения природный аморфный магнезит в виде кусков крупностью от 4 до 100 мм не требует дополнительной переработки, используется в виде флюса металлургического шлака при производстве стали в конверторах, электродуговых печах, мартеновских и индукционных печах.