Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОФЛЮСОВАННОГО АГЛОМЕРАТА

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к окускованию сырья для сталеплавильного производства методом агломерации шихты, представленной металлургическими отходами, возвратом.

Наиболее близким и отвечающим сущности изобретением является его прототип, рассматриваемый в книге "Утилизация пылей и шламов в черной металлургии" - Толочко А.И., Славин В.И., Супрун Ю.М., Хайрутдинов P.M. - Челябинск: "Металлургия", Челябинское отделение, 1990. 152 с, где на стр.111 указывается, что пыли и шламы мартеновского и конвертерного производств отличаются высоким содержанием оксидов железа, что обусловливает целесообразность их утилизации в самом металлургическом цикле в качестве добавки к аглошихте. Отмечается, что отходы эти относятся к разряду тонкодисперсных, в них содержатся вредные примеси, что усложняет их утилизацию.

Недостатком прототипа является то, что в нем не регламентируются технологические приемы и шихтовые условия, позволяющие получить агломерат заданного состава и свойств, в частности, для сталеплавильного производства, достичь экономии топлива на спекание, нивелировать отрицательное влияние вредных примесей в цепи производства чугуна и стали.

Агломерат для сталеплавильного производства должен обладать достаточной прочностью, чтобы не увеличивать вынос пыли, например, из конвертеров большой емкости при интенсивной продувке чугуна кислородом. При этом при производстве его на аглофабрике, одновременно спекающей доменный агломерат, не должно вырасти содержание вредных примесей в последнем, особенно соединений цинка.

Задачей предлагаемого технического решения является получение офлюсованного агломерата, используемого в производстве стали, с высокими прочностными характеристиками, снижение расхода топлива при его производстве, утилизация вторичного сырья, снижение расхода металлического лома, флюса, руды при производстве стали.

Указанный способ получения агломерата для сталеплавильного производства из шихты, содержащей конвертерный шлам, флюсы и твердое топливо, включающий регулирование расхода компонентов шихты и спекание агломерата заданного химического состава, отличается тем, что в качестве одного из компонентов в шихту вводят возврат доменного агломерата или возврат сталеплавильного агломерата или шлаковую смесь или шлаковую смесь с возвратом в эквивалентном количестве, при этом указанный компонент подают на спекание в количестве 15-40% от массы шихты, а расход твердого топлива на спекание устанавливают исходя из условия получения в агломерате FeO 6,5-16,5%.

Предлагаемый способ реализуется на аглофабрике, одновременно производящей доменный агломерат, а периодическое получение на одной или нескольких агломашинах сталеплавильного агломерата позволяет вернуть в металлургический передел полезные компоненты (железо, марганец, флюс), обеспечить его участие в шлакообразовании и охлаждении стали в сталеплавильном агрегате, экономить дефицитный стальной лом.

Параметры способа отработаны в лабораторных условиях. Спекали агломерат из конвертерного шлама следующего химического состава, %: 55,8 Fe; 19,5 FeO; 13,l CaO; 3,8 SiO₂; 3,0 ZnO; 2,35 углерода; 11,2% - влажность. Спекание проводили в чаше диаметром 220 мм при высоте слоя шихты 360 мм. Агломерат фракции +10 мм, полученной после сбрасывания аглопирога с высоты 2 м на стальную плиту, испытывали на прочность (выход фракции +5 мм) по барабанному испытанию ГОСТ 15137-79. Шихту офлюсовывали до расчетной основности СаО/SiO₂ 2,5 ед., топливом служила коксовая мелочь. Возврат различного происхождения вводили в количестве от 15 до 40% от массы шихты. Результаты спеканий иллюстрируются следующими примерами (табл.1).

Из результатов лабораторных спеканий сталеплавильного агломерата следует, что высокая удельная производительность и достаточная прочность при экономии топлива на спекание достигается при разнице в содержании FeO в конвертерном шламе 19,5% и FeO в агломерате 3%, содержание FeO в агломерате 16,5% и более. Оптимальное содержание FeO находится в пределах 6,5-16,5%.

Ввод в щихту возврата в количестве менее 15% резко снижает вертикальную скорость спекания, а более 40% - снижает прочность продукта и производительность процесса.

Параметры спекания в пределах предлагаемого способа проверены в промышленных условиях на аглофабрике в составе 6 агломашин, спекающей доменный агломерат. В период испытаний одна из агломашин площадью спекания 86 м² переведена на спекание сталеплавильного агломерата из конвертерного шлама. Шихта для такого агломерата дозировалась по резервному тракту. В качестве возврата использовался отсев доменного агломерата. Чтобы исключить внесение соединений цинка в доменный агломерат возвратом сталеплавильного агломерата, весь спеченный продукт подавался на склад, минуя стадию грохочения. Состав шихты и результаты спеканий сталеплавильного агломерата даны в табл. 2 и 3.

Конвертерный шлам содержал 19,5% FeO, так же как и использованный в лабораторных спеканиях, и обеспечивал достаточный температурно-тепловой уровень процесса без введения топлива за счет теплового эффекта реакции окисления 4 FeO+О₂=2Fe₂О₃ и содержащегося в нем углерода.

При применении данного способа возможна замена возврата доменного агломерата конвертерным шлаком или шлаковой смесью, а также организация собственного цикла возврата шламового агломерата.

Использование агломерата в качестве охладителя и шлакообразующего компонента (для обессеривания и обесфосфоривания) в 300-тонном конвертере в количестве 1-15 кг на тонну стали позволило сэкономить минеральные компоненты, в частности руду и известняк, применяющиеся до этого, уменьшить расход дефицитного стального лома, вовлечь в передел вторичное сырье текущего происхождения и накопленное в отвалах, что улучшило экологическую ситуацию предприятия в целом.