[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU2749446C1 - Charge and method of obtaining flux and refractory material for steel production (options) with its use - Google Patents

Charge and method of obtaining flux and refractory material for steel production (options) with its use Download PDF

Info

Publication number
RU2749446C1
RU2749446C1 RU2020115506A RU2020115506A RU2749446C1 RU 2749446 C1 RU2749446 C1 RU 2749446C1 RU 2020115506 A RU2020115506 A RU 2020115506A RU 2020115506 A RU2020115506 A RU 2020115506A RU 2749446 C1 RU2749446 C1 RU 2749446C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
charge
scrap
material containing
fraction
agglomerate
Prior art date
Application number
RU2020115506A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Алексеевич Перепелицын
Виталий Николаевич Мерзляков
Дмитрий Борисович Ходенев
Виктор Викторович Кочетков
Сергей Николаевич Теняков
Екатерина Александровна Рябкова
Сергей Львович Кандауров
Альберт Анатольевич Баранов
Ахмед Якубович Алудов
Максим Константинович Мизиченко
Original Assignee
Виталий Николаевич Мерзляков
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Виталий Николаевич Мерзляков filed Critical Виталий Николаевич Мерзляков
Priority to RU2020115506A priority Critical patent/RU2749446C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2749446C1 publication Critical patent/RU2749446C1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/36Processes yielding slags of special composition
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/52Manufacture of steel in electric furnaces
    • C21C5/54Processes yielding slags of special composition
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B1/00Preliminary treatment of ores or scrap
    • C22B1/14Agglomerating; Briquetting; Binding; Granulating
    • C22B1/24Binding; Briquetting ; Granulating
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.SUBSTANCE: invention relates to the field of metallurgy and can be used to obtain refractory lime-magnesia-ferruginous agglomerate. The charge contains scrap of used periclase-carbon refractories of the fraction of 0.1-20.0 mm as a material containing calcium oxide, a material containing at least 80 wt% of CaO, fractions of 0.1-1.0 mm and as a material containing iron oxide - a material containing at least 80 wt% of Fe2O3, fractions of 0.1-1.5 mm, with the following content of components, wt%: material containing calcium oxide, 5-20, material containing iron oxide , 3-6, coke of fraction 0.1-3 mm 3-5, scrap of spent periclase-carbon refractories - the rest. Scrap of spent periclase-carbon refractories before mixing is subjected to crushing, screening, air-gravity classification with the release of products of fractional composition of 0.4-20.0 mm and 0.1-4.0 mm and a separate two-layer stacking of the separated fractions of scrap is carried out on the sintering surface of the grate in lower and upper layers of the charge, agglomeration is carried out in an oxidizing environment at a temperature of 1250-1500 °C for 15-25 minutes until the residual carbon content is less than 0.1 wt%.EFFECT: resulting refractory lime-magnesia-ferrous agglomerate can be used as high-magnesia fluxes for steelmaking and as a refractory material for the manufacture and repair of hearths and slopes of electric arc furnaces.9 cl, 6 tbl

Description

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано для производства огнеупорных материалов и флюсов для сталеплавильных агрегатов.The invention relates to ferrous metallurgy and can be used for the production of refractory materials and fluxes for steel-making units.

Известна шихта для получения сталеплавильного флюса, включающая материал, содержащий оксиды железа и кремнезем, доломит и гидратированные отходы обжига доломита при следующем соотношений компонентов, мас.%: доломит 20-70; гидратированные отходы обжига доломита 20-70; материал, содержащий оксиды железа и кремнезем - остальное (RU 2207382, С21С 5/36 от 17.04.2002 г.)Known charge for the production of steel-making flux, including a material containing iron oxides and silica, dolomite and hydrated waste of firing dolomite in the following ratio of components, wt.%: Dolomite 20-70; hydrated dolomite roasting waste 20-70; material containing iron oxides and silica - the rest (RU 2207382, С21С 5/36 dated 17.04.2002)

Главным недостатком данной шихты является высокое содержание углекислоты в доломите CaMg(CO3)2 и воды в гидратированных отходах обжига доломита Ca(OH)2+Mg(OH)2, что вызывает необходимость высоких затрат тепловой энергии на декарбонизацию доломита и гидратацию его отходов.The main disadvantage of this charge is the high content of carbon dioxide in dolomite CaMg (CO 3 ) 2 and water in hydrated waste from the firing of dolomite Ca (OH) 2 + Mg (OH) 2 , which necessitates high consumption of thermal energy for decarbonization of dolomite and hydration of its waste.

Кроме того, высокое содержание легкоплавких компонентов в виде сочетания оксидов кальция и железа, а также кремнезема резко снижает огнеупорность продуктов обжига шихты во вращающейся печи. Кроме того данная шихта вызывает интенсивное кольциеобразование в высокотемпературной зоне вращающейся печи.In addition, the high content of low-melting components in the form of a combination of calcium and iron oxides, as well as silica, sharply reduces the refractoriness of the products of firing the charge in a rotary kiln. In addition, this charge causes intense ring formation in the high-temperature zone of the rotary kiln.

Известен также способ получения флюса ожелезненного магнезиального, где в качестве исходной сырьевой шихты используют природный магнезит, кальцинированный магнезит в виде каустического магнезита фракции менее 0,2 мм и сидеритовую руду, которые подают непосредственно в печь, при следующем соотношений компонентов, мас.%: природный магнезит 40-45; каустической магнезит 20-55; сидеритовая руда 5-15; (RU 2296800, С21С 5/36 от 01.04.2005 г.).There is also known a method of obtaining ferruginous magnesia flux, where natural magnesite, calcined magnesite in the form of caustic magnesite of fraction less than 0.2 mm and siderite ore are used as the initial raw material charge, which are fed directly into the furnace, with the following component ratios, wt%: natural magnesite 40-45; caustic magnesite 20-55; siderite ore 5-15; (RU 2296800, С21С 5/36 dated 01.04.2005).

Недостатком данной шихты является необходимость высокотемпературного обжига (1550-1700°C). В составе шихты преобладают карбонатные минералы:The disadvantage of this charge is the need for high-temperature firing (1550-1700 ° C). The composition of the charge is dominated by carbonate minerals:

природный магнезит MgCO3 и сидеритовая руда FeCO3, содержащие до 48% и до 38% углекислоты соответственно. Суммарное количество указанных карбонатных компонентов составляет 45-60 мас.%. Для термического разложения (декарбонизации) магнезита и сидерита требуются значительные, дополнительные большие затраты тепловой энергии.natural magnesite MgCO 3 and siderite ore FeCO 3 , containing up to 48% and up to 38% carbon dioxide, respectively. The total amount of these carbonate components is 45-60 wt.%. Thermal decomposition (decarbonization) of magnesite and siderite requires significant, additional large expenditures of thermal energy.

Близкой по вещественному (химико-минеральному) составу является шихта включающая смесь доломита, каустического магнезита и (или) кальцинированного магнезита и железосодержащего материала, при следующем соотношений компонентов, мас.%: доломит 45,-65,0; каустической магнезит и или кальцинированный магнезит 25,0-50,0; железо содержащие материал 5,0-10,0. Причем доломит имеет размер зерна 5,0-15,0 мм (RU 2381279, С21С 5/36, 14.04.2008 г.). Шихта имеет известково-магнезиально-железистый состав. В известной шихте в качестве магнийсодержащего исходного сырья используется каустический магнезит и (или) кальцинированный магнезит, минеральной основой которых является наноразмерный минерал - периклаз MgO. Техническое название материала - нанопериклаз.Close in material (chemical and mineral) composition is a charge comprising a mixture of dolomite, caustic magnesite and (or) calcined magnesite and iron-containing material, with the following ratios of components, wt.%: Dolomite 45, -65.0; caustic magnesite and or calcined magnesite 25.0-50.0; iron-containing material 5.0-10.0. Moreover, dolomite has a grain size of 5.0-15.0 mm (RU 2381279, С21С 5/36, April 14, 2008). The charge has a calcareous-magnesian-ferruginous composition. In the known charge, caustic magnesite and (or) calcined magnesite are used as a magnesium-containing feedstock, the mineral base of which is a nanoscale mineral - periclase MgO. The technical name of the material is nanopericlase.

Содержание MgO в этих магнезиальных компонентах не менее 90 мас.%. В качестве исходного железосодержащего материала в шихте используют оксиды железа виде сидерита (FeCO3), агломерата сидерита (FeO, Fe3O4, Fe2O3, MgFe2O4), а также железосодержащие отходы, которые образуются на металлургических предприятиях, например, аспирационная пыль сталеплавильного производства. Оптимальной температурой обжига (термогрануляции) во вращающейся печи является температура в пределах 1500-1680°C.The MgO content in these magnesian components is not less than 90 wt%. As the initial iron-containing material in the charge, iron oxides are used in the form of siderite (FeCO 3 ), siderite agglomerate (FeO, Fe 3 O 4 , Fe 2 O 3 , MgFe 2 O 4 ), as well as iron-containing wastes that are formed at metallurgical enterprises, for example , aspiration dust from steelmaking. The optimum firing (thermogranulation) temperature in a rotary kiln is between 1500-1680 ° C.

Недостатком этой шихты является достаточно высокое содержание ценных и дефицитных магнезиальных продуктов, до 50 мас %, представленных каустическим и (или) кальцинированным магнезитом. Эти материалы состоящее из MgO (более 90 мас.%) относительно дорогие и дефицитные, представляют собой полифункциональное минеральное сырье для других ценных видов продукции ряда отраслей промышленности. Использование данных материалов в количестве 25-50% в шихте для сталеплавильного флюса, поэтому, технически и экономически нецелесообразно. Высокая чистота нанопериклаза не позволяет осуществлять спекания шихты при температуре ниже 1500°C. Высокая температура спекание известной шихты, наличие в ней карбонатных компонентов - доломита CaMg(CO3)2 и сидерита FeCO3 приводят к дополнительному расходу топлива при спекании смеси.The disadvantage of this charge is a rather high content of valuable and scarce magnesia products, up to 50 wt%, represented by caustic and (or) calcined magnesite. These materials, consisting of MgO (more than 90 wt.%), Are relatively expensive and scarce; they are multifunctional mineral raw materials for other valuable types of products in a number of industries. The use of these materials in the amount of 25-50% in the charge for the steelmaking flux, therefore, is technically and economically inexpedient. The high purity of nanopericlase does not allow sintering the charge at temperatures below 1500 ° C. High temperature sintering of a known charge, the presence of carbonate components in it - dolomite CaMg (CO 3 ) 2 and siderite FeCO 3 lead to additional fuel consumption during sintering of the mixture.

Наиболее близкой по вещественному составу к заявляемой является шихта, состоящая из смеси природного магнезита и кальцинированного магнезита в массовом соотношений (30:70-70:30) с добавкой углерода виде коксика в количестве 5-15% от ее общей массы (RU 2244017, С21С 5/36 22.01.2002 г.). Шихта представляет собой тонкодисперсную смесь частиц с удельной поверхностью 0,6-1,2 м²/г (средний размер частиц 1,5-3,0 мкм), что требует больших энергозатрат и времени на весьма тонкое ее измельчение. По вещественному составу данная шихта представляет собой смесь карбоната MgCO3 (магнезит), периклаза MgO (кальцинированный магнезит) и углерода. При этом значительное содержание в ней природного MgCO3 (30-70 % мас.) при использовании в качестве модификатора (флюса) в сталеплавильном агрегате приводит к охлаждению металлургического расплава, а также вызывает интенсивное пылеобразования вследствие мгновенного (взрывообразного) термического разложения с выделением углекислого газа MgCO3-->MgO+CO2 и большой потери сырья в следствии пылеуноса. Исходная шихта имеет известково-магнезиально-железистый вещественный состав, она содержит, мас.%: CaO 0,5-10,0; Fe2O3 0,5-6,0; SiO2 0,5-5,0; C (углерод (кокс)) 5,0-15,0; MgO остальное (62,75-93,07); Δm прк 0,43-4,25.The closest in material composition to the claimed one is a charge consisting of a mixture of natural magnesite and calcined magnesite in mass ratios (30: 70-70: 30) with the addition of carbon in the form of coke in an amount of 5-15% of its total weight (RU 2244017, С21С 5/36 01/22/2002). The charge is a finely dispersed mixture of particles with a specific surface area of 0.6-1.2 m2 / g (average particle size of 1.5-3.0 microns), which requires high energy consumption and time for its very fine grinding. In terms of material composition, this charge is a mixture of carbonate MgCO 3 (magnesite), periclase MgO (calcined magnesite) and carbon. At the same time, a significant content of natural MgCO 3 in it (30-70% wt.), When used as a modifier (flux) in a steel-making unit, leads to cooling of the metallurgical melt, and also causes intense dust formation due to instant (explosive) thermal decomposition with the release of carbon dioxide MgCO3 -> MgO + CO2 and large loss of raw materials due to dust entrainment. The initial charge has a calcareous-magnesian-ferrous material composition, it contains, wt%: CaO 0.5-10.0; Fe2O 3 0.5-6.0; SiO 2 0.5-5.0; C (carbon (coke)) 5.0-15.0; MgO balance (62.75-93.07); Δm prc 0.43-4.25.

Известен способ производства высокоосновного агломерата, включающий смешивание компонентов шихты, их увлажнение, измельчение до крупности менее 0,1 мм, окомкование и спекание во вращающейся печи при 1320-1500°C в течении 15-20 мин.A known method for the production of a highly basic agglomerate, including mixing the components of the charge, their moistening, grinding to a particle size of less than 0.1 mm, pelletizing and sintering in a rotary kiln at 1320-1500 ° C for 15-20 minutes.

Способ позволяет получить высокоосновной агломерат с соотношением (CaO+MgO)/SiO2>7 (RU 2175987, 15.05.2000 г.)The method allows you to obtain a highly basic agglomerate with a ratio (CaO + MgO) / SiO 2 > 7 (RU 2175987, 15.05.2000)

Главным недостатком данного способа является необходимость тонкого измельчения всех компонентов шихты с большими удельными затратами энергоресурсов. Кроме того, обжиг тонкоизмельченной шихты во вращающейся печи сопровождается значительным уносом (до 30%) массы материалов шихты, что существенно повышает себестоимость производства агломерата.The main disadvantage of this method is the need for fine grinding of all components of the charge with high specific energy consumption. In addition, the roasting of a finely ground charge in a rotary kiln is accompanied by a significant carryover (up to 30%) of the weight of the charge materials, which significantly increases the cost of sinter production.

Известен также способ производства высокозакисного агломерата, включающий смешивание, окомкование и двухслойную укладку шихты на спекательную тележку агломашины с различным содержанием компонентов в верхнем и нижнем слое (А.с. №1574656, С22В 1/16, 02.02.1988 г.). Способ применяется для агломерации железорудного сырья с высоким содержанием (60-90 мас.%) легкоплавкого оксида железа FeO, имеющего температуру плавления 1370°C. Использование данного способа ограничивается агломерацией относительно легкоплавких оксидо-железосодержащих материалов. Для агломерационного спекания более тугоплавкой заявляемой известково-магнезиально-железистой шихты известный способ не эффективен, так как он требует повышенного (более 10 мас.% от общей массы шихты) введения коксика. Даже при расходе топлива (коксика) в шихте 5-7 мас.% получаемый этим способом агломерат заявленного состава имеет открытую пористость более 35%.There is also known a method for the production of highly acidic agglomerate, including mixing, pelletizing and two-layer stacking of the charge on the sintering trolley of the sinter machine with different content of components in the upper and lower layers (AS No. 1574656, C22B 1/16, 02.02.1988). The method is used for agglomeration of iron ore raw materials with a high content (60-90 wt.%) Of low-melting iron oxide FeO, having a melting point of 1370 ° C. The use of this method is limited to agglomeration of relatively low-melting oxide-iron-containing materials. For agglomeration sintering of a more refractory inventive lime-magnesian-ferrous charge, the known method is not effective, since it requires an increased (more than 10 wt.% Of the total charge weight) introduction of coke. Even with a fuel consumption (coke) in the charge of 5-7 wt.%, The agglomerate of the claimed composition obtained by this method has an open porosity of more than 35%.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемого результата является способ производства промывочного агломерата, включающий ввод в шихту смеси железосодержащих материалов с доломитом CaMg(CO3)2, доломитизированным известняком CaMg(CO3)2+CaCO3, известняком CaCO3 и (или) известью CaO в качестве MgO/CaO≥0,2 при основности CaO/SiO2≤0,7, и загрузку шихты двумя слоями разного вещественного состава (А.с. №2158316, С22В 1/1, 31.12.1999 г.).The closest in technical essence and the achieved result is a method for the production of a flushing agglomerate, including introducing into the charge a mixture of iron-containing materials with dolomite CaMg (CO 3 ) 2 , dolomitized limestone CaMg (CO 3 ) 2 + CaCO 3 , limestone CaCO 3 and (or) lime CaO as MgO / CaO≥0.2 with basicity CaO / SiO 2 ≤0.7, and loading the charge with two layers of different material composition (AS No. 2158316, С22В 1/1, 31.12.1999).

Для реализации данного способа в нижний слой загружают 25-30% от общего количества шихты с мас. Долей топлива в ней 2,0-2,7%, а доля топлива в шихте верхнего слоя 5,8-6,4% от массы верхнего слоя, при этом в полученном агломерате общее содержание железа более 60%, а содержание FeO не менее 20%.To implement this method, 25-30% of the total charge with wt. The share of fuel in it is 2.0-2.7%, and the share of fuel in the charge of the upper layer is 5.8-6.4% of the mass of the upper layer, while in the resulting agglomerate the total iron content is more than 60%, and the FeO content is not less twenty%.

Недостатком данного способа является также ограниченное применение для термической обработки относительно легкоплавких материалов и шихт с содержанием железа более 63 мас.%. Такие материалы и шихты на их основе имеют температуру полного расплавления (до жидкотекущего состояния) не более 1500-1550°C. Обжиг шихты производится по данному способу в востановительной среде при температуре не более 1400°C. Получить достаточно плотный и прочный агломерат универсального применения из заявляемой известково-магнезиально-железистой шихты данным способом сложно, так как требуется введение в нее дополнительно до 5-7% мас. коксика.The disadvantage of this method is also limited use for heat treatment of relatively low-melting materials and charges with an iron content of more than 63 wt.%. Such materials and mixtures based on them have a temperature of complete melting (to a fluid state) no more than 1500-1550 ° C. The charge is fired according to this method in a reducing environment at a temperature not exceeding 1400 ° C. It is difficult to obtain a sufficiently dense and durable agglomerate of universal application from the claimed calcareous-magnesian-ferruginous mixture by this method, since it is required to introduce into it additionally up to 5-7% wt. coke.

Задачей заявленного технического решения является получение спеченного универсального известково-магнезиально-железистого продукта, огнеупорного агломерата двойного применения: в качестве сталеплавильного флюса и неформованного огнеупорного материала для подин и откосов электросталеплавильных печей на основе преимущественно дешевого техногенного магнезиального сырья с минимальной себестоимостью. В себестоимости производства флюсов и огнеупорных материалов стоимость сырья обычно колеблется в пределах 20-65%. Главным направлением снижения себестоимости производства флюсов и огнеупоров являются замена в шихте дорогого природного и особенно искусственного минерального сырья (например нанопериклаз) на значительно более дешевое техногенное, то есть оптимизация вещественного состава шихты для снижения затрат на ее переработку.The objective of the claimed technical solution is to obtain a sintered universal lime-magnesia-ferrous product, a refractory agglomerate of dual use: as a steel-making flux and an unshaped refractory material for the hearths and slopes of electric furnaces based on mostly cheap man-made magnesian raw materials with a minimum cost. In the cost of production of fluxes and refractory materials, the cost of raw materials usually ranges from 20-65%. The main direction of reducing the cost of production of fluxes and refractories is the replacement of expensive natural and especially artificial mineral raw materials (for example, nanopericlase) in the charge with a much cheaper technogenic one, that is, optimization of the material composition of the charge to reduce the cost of its processing.

Для достижения поставленной задачи целесообразно использовать дешевое техногенное минеральное сырье, а также наиболее экономичный и простой способ его переработки. В связи с этим в качестве сырья выбран лом отработанных периклазоуглеродистых огнеупоров, известь и железосодержащие отходы производства. Для эффективного рециклинга в сталеплавильном производстве требуется окислительное обезуглероживание лома и окомкование продуктов обжига совместно со спекающими добавками. При этом снижение себестоимости обеспечивается наличием до 12% собственного углерода (графит, кокс) в самом ломе, в этом случае введение в шихту дополнительного топлива будет минимально.To achieve this task, it is advisable to use cheap man-made mineral raw materials, as well as the most economical and simple way of processing them. In this regard, scrap of spent periclase-carbon refractories, lime and iron-containing production wastes were selected as raw materials. For efficient recycling in steelmaking, oxidative decarburization of scrap and pelletizing of roasting products together with sintering additives are required. At the same time, cost reduction is ensured by the presence of up to 12% of its own carbon (graphite, coke) in the scrap itself, in this case the introduction of additional fuel into the charge will be minimal.

Полное выгорание графита и кокса происходит в интервале температур 600-1000°C, при этом образуется рыхлый, пористый периклазовый материал с низкой механической прочностью. Для рециклинга в сталеплавильном производстве обезуглероженный периклазовый лом нужно подвергнуть высокотемпературному спеканию (температурный интервал 1250-1500°C). Максимальное снижение продолжительности окислительной термообработки и спекания лома достигается введением в шихту спекающих добавок виде оксидов железа, кальция, алюминия и кремния. При этом технически и экономически наиболее целесообразно совместить обезуглероживание и спекание агломерационной способом.The complete burnout of graphite and coke occurs in the temperature range 600-1000 ° C, while a loose, porous periclase material with low mechanical strength is formed. For recycling in steelmaking, decarburized periclase scrap must be subjected to high-temperature sintering (temperature range 1250-1500 ° C). The maximum reduction in the duration of oxidative heat treatment and sintering of scrap is achieved by introducing sintering additives in the form of oxides of iron, calcium, aluminum and silicon into the charge. At the same time, it is technically and economically most expedient to combine decarburization and sintering by the sintering method.

Предварительным экспериментальным исследованием установлены главные параметры обезуглероживания и агломерации известково-магнезиально-железистой смеси, определены минеральный, химический состав и физико-химические свойства продуктов высокотемпературного спекания в окислительной среде.A preliminary experimental study established the main parameters of decarburization and agglomeration of a lime-magnesian-ferrous mixture, determined the mineral, chemical composition and physicochemical properties of the products of high-temperature sintering in an oxidizing environment.

Главными минералами обожженного лома в присутствии минерализаторов (спекающие добавки) является периклаз MgO и ферриты кальция; представленные твердым раствором (Ca2Fe2O5+Ca2AlFeO4),и силикаты: Ca3SiO5 и β-Ca2SiO4 с температурами плавление 2070°C и 2130°C соответственно.The main minerals of burnt scrap in the presence of mineralizers (sintering additives) are periclase MgO and calcium ferrites; represented by a solid solution (Ca 2 Fe 2 O 5 + Ca 2 AlFeO 4 ), and silicates: Ca 3 SiO 5 and β-Ca 2 SiO 4 with melting temperatures of 2070 ° C and 2130 ° C, respectively.

Двухкальциевый феррит 2CaO⋅Fe2O3 и браунмиллерит Ca2AlFeO4 (4CaO⋅Al2O3⋅Fe2O3) - относительно более легкоплавкие соединение с температурой плавления 1436°C и 1415°C соответственно, они выполняют совместно с силикатами функцию спекающих добавок для периклаза. Суммарное их количество определяет температуру и продолжительность агломерации.Dicalcium ferrite 2CaO⋅Fe 2 O 3 and brownmillerite Ca 2 AlFeO 4 (4CaO⋅Al 2 O 3 ⋅Fe 2 O 3 ) are relatively less melting compounds with a melting temperature of 1436 ° C and 1415 ° C, respectively, they perform the function together with silicates sintering additives for periclase. Their total number determines the temperature and duration of agglomeration.

Для агломерационного спекания флюса в зависимости от его состава необходима температура 1250-1350°C и продолжительность окислительного обжига в течение 15-20 мин. При уменьшении нижних значений данных термовременных параметров получаемый флюс имеет высокую пористость и низкую механическую прочность.For agglomerative sintering of the flux, depending on its composition, a temperature of 1250-1350 ° C and a duration of oxidative firing for 15-20 minutes are required. With a decrease in the lower values of these thermal-time parameters, the resulting flux has high porosity and low mechanical strength.

Повышение максимальной температуры окислительной термообработки (1350°C) вызывает перерасход топлива без заметного улучшения по качеству агломерата.An increase in the maximum temperature of the oxidative heat treatment (1350 ° C) causes excessive fuel consumption without a noticeable improvement in the quality of the sinter.

Для получения огнеупорного агломерата осуществляется агломерация при температуре 1350-1500°C в течение 20-25 мин в окислительный среде. При температуре ниже 1350°C и выдержке менее 20 мин не обеспечивается выгорание углерода менее 0,1 мас.% и не формируется достаточно плотная и прочная структура агломерата. Более интенсивный высокотемпературный обжиг (Т>1500°C) при более продолжительной агломерации нецелесообразен, так как не улучшаются термомеханические свойства огнеупорного агломерата, но вызывает дополнительный расход топлива в шихте.To obtain a refractory agglomerate, agglomeration is carried out at a temperature of 1350-1500 ° C for 20-25 minutes in an oxidizing environment. At temperatures below 1350 ° C and holding for less than 20 minutes, carbon burnout of less than 0.1 wt% is not ensured and a sufficiently dense and strong agglomerate structure is not formed. More intense high-temperature firing (T> 1500 ° C) with longer sintering is unreasonable, since the thermomechanical properties of the refractory agglomerate do not improve, but causes additional fuel consumption in the charge.

Поставленная задача достигается тем, что известная известково-магнезиально-железистая шихта для производства шлакового модификатора (флюса), содержащая компоненты с оксидами магния, кальция, железа и углеродсодержащий материал, согласно изобретению дополнительно содержит лом отработанных переклазоуглеродистых огнеупоров при следующем качественном и количественном соотношений компонентов, мас.%:The task is achieved by the fact that the known calcareous-magnesia-ferruginous charge for the production of a slag modifier (flux), containing components with oxides of magnesium, calcium, iron and carbon-containing material, according to the invention additionally contains scrap of spent perlase-carbon refractories in the following qualitative and quantitative ratios of components, wt%:

углеродсодержащий материал фракции 0,1-3,0 ммcarbon-containing material fraction 0.1-3.0 mm 3-53-5 материал фракции 0,1-1,0 мм, содержащий не менее 80 мас.% CaOmaterial of fraction 0.1-1.0 mm containing at least 80 wt% CaO 5-205-20 материал фракции 0,1-1,5 мм, содержащий не менее 80 масс. % Fe2O3 material of fraction 0.1-1.5 mm, containing at least 80 mass. % Fe 2 O 3 3-63-6 лом отработанных периклазоуглеродистых огнеупоров фракции 0,1-20 ммscrap of spent periclase-carbon refractories fraction 0.1-20 mm остальноеrest

Целесообразно в качестве углеродсодержащего материала использовать коксик с зольностью не более 15 мас.%; в качестве материала, содержащего оксид кальция, применять молотую известь и (или) пыль извести обжиговых агрегатов; в качестве материала, содержащего оксид железа, использовать молотую прокатную окалину и (или) пыль и шлам сталеплавильного и (или) доменного производства. При этом все компоненты входят в состав шихты в обеспыленном виде, дисперсные частицы в материалах менее 100 мкм (0,1 мм) в них отсутствуют.It is advisable to use coke with an ash content of not more than 15 wt.% As a carbon-containing material; as a material containing calcium oxide, use ground lime and (or) lime dust of roasting units; as a material containing iron oxide, use ground mill scale and (or) dust and sludge of steelmaking and (or) blast furnace production. At the same time, all components are included in the composition of the charge in a dust-free form, dispersed particles in materials less than 100 microns (0.1 mm) are absent in them.

Согласно предлагаемому техническому решению получение огнеупорного известково-магнезиально-железистого агломерата осуществляется выполнением технологических операций в следующей последовательности.According to the proposed technical solution, obtaining a refractory lime-magnesia-ferruginous agglomerate is carried out by performing technological operations in the following sequence.

Лом периклазоуглеродистых изделий подвергают дроблению, грохочению, воздушно-гравитационной классификации с выделением продукта фракционного состава 0,1-20,0 мм. При этом фракцию 0,1-20,0 мм этого продукта разделяют на две части: 0,1-4,0 мм и 4,0-20,0 мм. Крупнозернистую составляющую лома укладывают в нижний слой (постель) агломерационной установки в оптимальном количестве в зависимости от огнеупорности и целевого назначения получаемого агломерата. Верхний слой представляет собой смесь мелкозернистой части лома (фракции 0,1-4,0 мм) с остальными компонентами части шихты, обогащенной флюсующими оксидами в виде смеси извести CaO, оксидов железа FeO, Fe2O3; Fe3O4, Al2O3 и SiO2.Scrap of periclase-carbon products is subjected to crushing, screening, air-gravity classification with the release of a product with a fractional composition of 0.1-20.0 mm. In this case, the fraction 0.1-20.0 mm of this product is divided into two parts: 0.1-4.0 mm and 4.0-20.0 mm. The coarse-grained component of the scrap is placed in the bottom layer (bed) of the sinter plant in an optimal amount depending on the refractoriness and the intended purpose of the resulting agglomerate. The upper layer is a mixture of a fine-grained part of scrap (fractions 0.1-4.0 mm) with the rest of the components of a part of the charge enriched with fluxing oxides in the form of a mixture of CaO lime, iron oxides FeO, Fe2O3; Fe3O4, Al2O3 and SiO2.

Для получения известково-магнезиально-железистого флюса (модификатора шлака) в нижний слой загружают 57-73 мас.% крупнозернистого лома (фракции 0,4-20 мм), а верхний слой укладывают смесь остальных компонентов шихты с мелкозернистым ломом (фракции 0,1-4 мм) при следующем соотношений компонентов, мас.%:To obtain a calcareous-magnesian-ferruginous flux (slag modifier), 57-73 wt.% Of coarse-grained scrap (fractions 0.4-20 mm) is loaded into the bottom layer, and a mixture of the remaining components of the charge with fine-grained scrap (fractions 0.1 -4 mm) with the following ratio of components, wt%:

лом фракции 0,1-4,0 ммscrap fraction 0.1-4.0 mm 10-2010-20 материал, содержащий оксид кальцияcalcium oxide material 8-208-20 материал, содержащий оксид железаiron oxide material 5-65-6 коксикcoke 4-54-5

Толщина нижнего слоя составляет 23-25 см. Агломерацию этой шихты производят в окислительной среде при температуре 1250-1350°C до остаточного содержания углерода не более 0,1 мас.%.The thickness of the lower layer is 23-25 cm. This charge is agglomerated in an oxidizing environment at a temperature of 1250-1350 ° C to a residual carbon content of not more than 0.1 wt.%.

Для получения огнеупорного агломерата известково-магнезиально-железистого состава в нижний слой загружают 60-70 мас.% крупнозернистого лома (фракция 4,0-20,0 мм), а в верхний слой укладывают смесь мелкозернистого лома (фракции 0,1-4,0 мм) с остальными компонентами шихты при следующем соотношений компонентов, мас.%:To obtain a refractory agglomerate of a calcareous-magnesian-ferrous composition, 60-70 wt.% Of coarse-grained scrap (fraction 4.0-20.0 mm) is loaded into the bottom layer, and a mixture of fine-grained scrap (fractions 0.1-4, 0 mm) with the rest of the charge components at the following component ratios, wt%:

лом фракции 0,1-4,0 ммscrap fraction 0.1-4.0 mm 19-2419-24 материал, содержащий оксид кальцияcalcium oxide material 5-8 5-8 материал, содержащий оксид железаiron oxide material 3-4 3-4 коксикcoke 3-43-4

Толщина верхнего слоя шахты также 23-25 см. Верхний слой укладывают на нижний толщиной 23-25 см. Агломерацию этой шахты производит в окислительный среде при температуре 1350-1500°C до остаточного содержания углерода не более 0,1 мас.%.The thickness of the upper layer of the mine is also 23-25 cm. The upper layer is laid on the lower one with a thickness of 23-25 cm. This mine is agglomerated in an oxidizing environment at a temperature of 1350-1500 ° C to a residual carbon content of no more than 0.1 wt%.

Заявленные пределы содержаний компонентов шихты определяются химическим (таблица 1) и минеральным (таблица 2) составом сырьевых материалов.The declared limits of the contents of the charge components are determined by the chemical (table 1) and mineral (table 2) composition of the raw materials.

Вещественный (химико-минералогический) состав исходных (сырьевых) материалов, приведенных в таблице 1 и 2, показывает, что главными минералами лома отработанных периклазоуглеродистых огнеупоров являются периклаз и графит (в сумме до 93 мас.%). Минеральная основа материалов, содержащих оксид кальция, представлена свободный известью CaO и частично ее гидратом (портландит) Ca(OH)2.The material (chemical and mineralogical) composition of the initial (raw) materials shown in Tables 1 and 2 shows that the main scrap minerals of spent periclase-carbon refractories are periclase and graphite (up to 93 wt% in total). The mineral base of materials containing calcium oxide is represented by free lime CaO and partly by its hydrate (portlandite) Ca (OH) 2 .

Известь в сочетании железосодержащим материалом имеет низкую температуру появления расплава (~1205°C) и выполняет роль спекающей добавки в шихте в процессе ее агломерации. При содержании известь содержащего компонента более 20 мас.% в агломерате появляется свободная, не связанная в ферриты, силикаты и алюминаты извести. Наличие свободной извести вызывает известковый распад агломерата в следствии гидратации извести парами воды по реакции: CaO+H2O-->Ca(OH)2 с увеличением объема почти в 2 раза. При количестве CaO-содержащего материала менее 8,0 мас.% и железосодержащего компонента менее 3,0% полученный агломерат имеет высокую пористость и низкую механическую прочность. Количество железосодержащего компонента более 6,0 мас.% резко снижается огнеупорность агломерата.Lime in combination with an iron-containing material has a low melt appearance temperature (~ 1205 ° C) and plays the role of a sintering additive in the charge during its agglomeration. When the content of the lime-containing component is more than 20 wt%, free lime appears in the agglomerate, not bound in ferrites, silicates and aluminates. The presence of free lime causes lime decomposition of the agglomerate as a result of hydration of lime with water vapor according to the reaction: CaO + H 2 O -> Ca (OH) 2 with an increase in volume by almost 2 times. When the amount of CaO-containing material is less than 8.0 wt.% And the iron-containing component is less than 3.0%, the resulting agglomerate has high porosity and low mechanical strength. The amount of the iron-containing component is more than 6.0 wt.%, The refractoriness of the agglomerate is sharply reduced.

Для конкретного выполнения заявляемых объектов технического решения была использована опытная агломерационная установка с колосниковой решеткой и системой просасывания воздуха при агломерации. Для экспериментального обжига на агломерационной установке было приготовлено восемь опытных смесей для 4х двухслойных шихт (примеры 1-4 в таблице 3) и одна однослойная шихта - прототип (пример 5 в таблице 3).For the specific implementation of the claimed objects of the technical solution, an experimental sinter plant with a grate and an air suction system during agglomeration was used. For experimental firing in an agglomeration plant, eight experimental mixtures were prepared for 4 two-layer charges (examples 1-4 in table 3) and one single-layer charge - a prototype (example 5 in table 3).

Шихту укладывали на колосниковую решетку в два слоя, толщиной 23-25 см каждый. В примерах 1, 2, 3 и 4 в нижний слой загружали лом отработанных периклазоуглеродистых огнеупоров фракции 0,4-20,0 мм в количестве 57, 73, 60 и 70 мас.% соответственно (таблица 3).The charge was placed on a grate in two layers, each 23-25 cm thick. In examples 1, 2, 3 and 4, scrap of spent periclase-carbon refractories of fraction 0.4-20.0 mm was loaded into the lower layer in an amount of 57, 73, 60 and 70 wt%, respectively (table 3).

Верхний слой шихты содержал смесь четырех компонентов:The upper layer of the charge contained a mixture of four components:

лома указанных огнеупоров в количестве от 10 до 24 мас.%;scrap of the specified refractories in an amount from 10 to 24 wt.%;

материала, содержащего оксид кальция, в виде негашеной извести (5-20 мас.%);a material containing calcium oxide in the form of quicklime (5-20 wt%);

молотой прокатной окалины (3,0-6,0 мас.%);milled mill scale (3.0-6.0 wt.%);

коксика (3,0-5,0 мас.%).coke (3.0-5.0 wt.%).

Химсостав всех компонентов шихты приведен в таблице 1. Зажигание шихты производили с использованием стружки, смоченный керосином. Температуры на границе слоев шихты на глубине 24 см замеряли платино-родиевой (Pt-Rh) термопарой. Спекание во всех этапах проводили в окислительной среде (коэффициент избытка воздуха на горение более 1,4). Для получения флюсового агломерата (см. примеры 1,2 в таблице 3) в верхний слой вводили максимальное количество флюсующих компонентов (сочетание CaO и Fe2O3) в смеси с коксиком и различным содержанием лома отработанных периклазоуглеродистых огнеупоров фракции 0,1-4,0 мм. Агломерационное спекание выполняли во всех примерах в окислительной среде при температуре 1320°C в течение 15 минут (пример 1) и при 1350°C в течение 15 минут (пример 2) до остаточного содержания углерода в полученном агломерате не более 0,1 мас.%. Экспериментально было установлено, что температура спекания менее 1250°C и длительности термообработки менее 15 минут не позволяет уменьшить содержание остаточного углерода в готовом агломерате менее 0,1 мас.%. Более высокотемпературный и длительный агломерационный обжиг практически не изменяет качество целевого продукта, но приводит к изменению расхода топлива (коксика).The chemical composition of all components of the charge is shown in Table 1. The charge was ignited using shavings moistened with kerosene. The temperatures at the boundary of the charge layers at a depth of 24 cm were measured with a platinum-rhodium (Pt-Rh) thermocouple. Sintering in all stages was carried out in an oxidizing environment (excess air for combustion more than 1.4). To obtain a flux agglomerate (see examples 1, 2 in table 3), the maximum amount of fluxing components (a combination of CaO and Fe 2 O 3 ) was introduced into the upper layer in a mixture with coke and various scrap content of spent periclase-carbon refractories of fraction 0.1-4, 0 mm. Agglomeration sintering was performed in all examples in an oxidizing environment at a temperature of 1320 ° C for 15 minutes (example 1) and at 1350 ° C for 15 minutes (example 2) until the residual carbon content in the resulting agglomerate was not more than 0.1 wt% ... It was experimentally found that the sintering temperature is less than 1250 ° C and the duration of heat treatment is less than 15 minutes does not allow reducing the content of residual carbon in the finished agglomerate less than 0.1 wt.%. More high-temperature and longer sinter firing practically does not change the quality of the target product, but leads to a change in fuel consumption (coke).

Для получения огнеупорного агломерата (примеры 3 и 4 в таблицы 3) в верхний слой вводили минимальное суммарное количество флюсующих компонентов (СаО-содержащего в сочетании с Fe2O3-содержащим) и коксика при максимальном суммарном содержании лома обеих фракции в двухслойной (общей) шихте (в примерах 3 и 4 соответственно 84 мас.% и 89 мас %) (таблицу 3). Агломерацию также выполняли в окислительный среде при температуре 1400°C и 1500°C в течение 25 минут и 20 минут до снижения количества остаточного углерода менее 0,1 мас.% (пример 3, 4 таблица 3).To obtain a refractory agglomerate (examples 3 and 4 in table 3), the minimum total amount of fluxing components (CaO-containing in combination with Fe 2 O3-containing) and coke was introduced into the upper layer with the maximum total content of scrap of both fractions in a two-layer (total) charge (in examples 3 and 4, respectively, 84 wt.% and 89 wt.%) (table 3). Agglomeration was also carried out in an oxidizing environment at a temperature of 1400 ° C and 1500 ° C for 25 minutes and 20 minutes until the amount of residual carbon was reduced to less than 0.1 wt% (example 3, 4 table 3).

Для агломерационного спекания шихты согласно прототипу (RU 2244017) использовали смесь природных магнезиальных сырьевых материалов: магнезита MgCO3 Саткинского месторождения и брусита Mg(OH)2 Кульдурского месторождения в массовом соотношений, %: 30:60. В качестве топлива в шихту водили 10 мас.% углерода виде коксика (химсостав коксика приведен в таблице 1). Агломерацию шихты-прототипа выполняли в окислительной среде при температуре 1500°C в течение 20 минут до остаточного содержания углерода в полученном агломерате менее 0,1 мас.% (пример 5, в таблица 3).For agglomeration sintering of the charge according to the prototype (RU 2244017), a mixture of natural magnesian raw materials was used: magnesite MgCO 3 from the Satkinsky deposit and brucite Mg (OH) 2 from the Kuldursky deposit in a mass ratio,%: 30:60. As fuel, 10 wt% carbon was introduced into the charge in the form of a coke (the chemical composition of the coke is shown in Table 1). Agglomeration of the prototype charge was performed in an oxidizing environment at a temperature of 1500 ° C for 20 minutes until the residual carbon content in the resulting agglomerate was less than 0.1 wt% (example 5, table 3).

У всех полученных агломератов определяли химический, минералогический состав (таблицы 4, 5) и главные физико-химические свойства: огнеупорность, температуру начало деформации под нагрузкой, открытую пористость, растворимость в шлаковом расплаве и шлакоустойчивость (таблица 6).For all the obtained agglomerates, the chemical, mineralogical composition (tables 4, 5) and the main physicochemical properties were determined: refractoriness, temperature onset of deformation under load, open porosity, solubility in the slag melt and slag resistance (table 6).

Определение огнеупорности выполняли из тонкомолотых порошков агломератов в соответствии с требованиями ГОСТ 4069-69. Для определения температуры начала деформации (т.н.д.) под нагрузкой согласно ГОСТ 4070-83 были изготовлены спрессованные образцы из полисмесей фракции (размер зерен 3-0 мм) каждого агломерата. Определение высокотемпературных свойств проводили в окислительной среде. Для определения открытой пористости по ГОСТ 2409-95 агломераты подвергали дроблению с получением монофракции 10-6 мм. Результаты определения перечисленных свойств агломератов приведены в таблице 6.Refractoriness was determined from finely ground agglomerate powders in accordance with the requirements of GOST 4069-69. To determine the temperature of the onset of deformation (so-called deformation) under load in accordance with GOST 4070-83, pressed samples were made from poly-mixtures of the fraction (grain size 3-0 mm) of each agglomerate. The determination of high-temperature properties was carried out in an oxidizing environment. To determine the open porosity in accordance with GOST 2409-95, the agglomerates were subjected to crushing to obtain a monofraction of 10-6 mm. The results of determining the listed properties of agglomerates are shown in Table 6.

Для агломерации шихты - прототипа укладку смеси природных сырьевых материалов, представленной магнезитом и бруситом, делали в один слой.For the agglomeration of the charge - the prototype, the stacking of a mixture of natural raw materials, represented by magnesite and brucite, was done in one layer.

Растворимость в шлаковом расплаве определена нестандартным методом с использованием конвертерного шлака ОАО «НТМК», содержащего, мас.%: CaO 29,5; SiO2 14,3; FeO 25,2; MgO 6,40; MnO 4,41; Al2O3 4,36; V2O5 3,9; CaO/SiO2 2,6. Шлак предварительно измельчали до фракции 1,0-0 мм, загружали в цирконографитовый тигель и нагревали до полного плавление при температуре 1620°C в расплавленный шлак погружали спрессованные из полифункционных смесей образцы агломератов и выдерживали в нем в течение 30 минут. Расчет растворимости R выполнен по формуле:Solubility in the slag melt was determined by a non-standard method using converter slag of OJSC "NTMK" containing, wt%: CaO 29.5; SiO 2 14.3; FeO 25.2; MgO 6.40; MnO 4.41; Al 2 O 3 4.36; V 2 O 5 3.9; CaO / SiO 2 2.6. The slag was preliminarily crushed to a fraction of 1.0-0 mm, loaded into a zirconia crucible and heated to complete melting at a temperature of 1620 ° C, samples of agglomerates pressed from polyfunctional mixtures were immersed in the molten slag and kept in it for 30 minutes. The calculation of the solubility R is made according to the formula

R=(C2-C1)⋅100/C1, %,R = (C2-C1) ⋅100 / C1,%,

где С1 - концентрация MgO в шлаке до испытаний, мас.%:where C1 is the concentration of MgO in the slag before testing, wt%:

С2 - тоже после испытаний, мас.%.C2 - also after tests, wt%.

Результаты определения растворимости в шлаке приведены в таблице 6. Оценка растворимости сделана по площади коррозии в вертикальном осевом разрезе тиглей после испытаний.The results of determining the solubility in the slag are shown in Table 6. The assessment of the solubility was made by the corrosion area in the vertical axial section of the crucibles after testing.

Анализ данных приведенных в таблице 6, позволяет сделать следующие выводы о качестве известково-магнезиально-железистых агломератов, полученных заявленным способом:Analysis of the data given in table 6 allows us to draw the following conclusions about the quality of the calcareous-magnesian-ferruginous agglomerates obtained by the claimed method:

- полученные агломераты имеют низкую себестоимость производства;- the resulting agglomerates have a low production cost;

- все агломераты является огнеупорным материалом (огнеупорность более 1580°C);- all agglomerates are refractory material (refractoriness over 1580 ° C);

- все агломераты могут иметь двойное применение: в качестве высокомагнезиальных флюсов для сталеплавильного производства для модифицирования шлакового расплава и в виде огнеупорных, легко спекающихся, неформованных огнеупоров (полифракционных порошков) для изготовления и ремонта подин электросталеплавильных печей;- all agglomerates can be used in two ways: as high-magnesia fluxes for steelmaking for modifying the slag melt and in the form of refractory, easily sintered, unshaped refractories (polyfractional powders) for the manufacture and repair of the hearth of electric arc furnaces;

- агломераты с более низкими значениями огнеупорности и температуры начало деформации под нагрузкой (составы 1 и 2 в таблице 6) более предпочтительны для использования в качестве высокомагнезиальных флюсов (монография К.Н. Демидов, Т.В. Борисова, А.П. Возчиков «Высокомагнезиальные флюсы для сталеплавильного производства» - Екатеринбург. - Уральский рабочий. - 2013г. - 280 с.);- agglomerates with lower values of refractoriness and temperature, the beginning of deformation under load (compositions 1 and 2 in Table 6) are more preferable for use as high-magnesian fluxes (monograph by K.N.Demidov, T.V. Borisov, A.P. Vozchikov " High magnesium fluxes for steelmaking "- Yekaterinburg. - Ural worker. - 2013. - 280 p.);

- агломераты с высоким содержанием MgO (составы 3 и 4 в таблице 6) вполне пригодно для футеровки подин сталеплавильных агрегатов (монография И.Д. Кащеев, И.П. Басьяс, Г.А. Фарафонов, В.И. Сизова) «Футеровка дуговых сталеплавильных печей». - М: - Интермет инжиниринг. - 2010 г. - 192 с.).- agglomerates with a high MgO content (compositions 3 and 4 in Table 6) are quite suitable for lining the bottom of steel-making units (monograph by I. D. Kashcheev, I. P. Bas'yas, G. A. Farafonov, V. I. Sizov) "Lining arc steel-making furnaces ”. - M: - Intermet engineering. - 2010 - 192 p.).

Источники информацииInformation sources

1. RU 2207382, С21С 5/36, 17.04.2002 г.1. RU 2207382, С21С 5/36, 17.04.2002

2. RU 2296800, С21С 5/36, 01.04.2005 г.2. RU 2296800, С21С 5/36, 01.04.2005

3. RU 2244017, С21С 5/36, 22.01.2002 г.3. RU 2244017, С21С 5/36, January 22, 2002

4. RU 2381279, С21С 5/36. 14.04.2008 г.4. RU 2381279, С21С 5/36. April 14, 2008

5. RU 2175987, 15.05.2000 г.5. RU 2175987, May 15, 2000

6. А.с. №1574656, С22В 1/16, 02.02.1988 г.6.A.S. No. 1574656, С22В 1/16, 02.02.1988

7. А.с. №2158316, С22В 1/1, 31.12.1999 г.)7.A.S. No. 2158316, С22В 1/1, 31.12.1999)

Таблица 1.Table 1.

МатериалMaterial MgOMgO Al2O3 Al 2 O 3 SiO2 SiO 2 Fe2O3 Fe 2 O 3 Δm пркΔm prc CaOCaO ПрочиеOther Лом периклазоуглеродистых огнеупоровScrap of periclase-carbon refractories 80,080.0 3,03.0 3,53.5 1,61.6 10,1*10.1 * 2,02.0 0,30.3 Известковый материалLime material 4,04.0 0,80.8 3,13.1 0,50.5 3,9 **3.9 ** 87,687.6 -- Железосодержащий материалFerrous material 4,14.1 2,72.7 7,57.5 74,974.9 1,2*1.2 * 5,85.8 3,73.7 Углеродистый материал (кокс)Carbonaceous material (coke) 0,30.3 2,92.9 6,86.8 3,53.5 85,0*85.0 * 0,40,4 0,90.9

*Потери массы связаны с содержанием углерода* Weight loss is related to carbon content

** Потери массы обусловлены наличием Ca[OH]2.** Weight loss is due to the presence of Ca [OH] 2 .

Таблица 2.Table 2.

Название (температура плавления °C)Name (melting point ° C) Химическая формулаChemical formula Лом ПУ-огнеупоровScrap of PU-refractories Известьсодержащие материалыLime-containing materials Железосодержащие материалыFerrous materials КоксикKoksik Периклаз (2800)Periclase (2800) MgOMgO 80-8580-85 3-53-5 1-31-3 ---------------------- Углерод (графит, кокс и др.) (>4300)Carbon (graphite, coke, etc.) (> 4300) СFROM 10-1310-13 ------------------------------ 1,0-2,01.0-2.0 ---------------------- Шпинель (2135)Spinel (2135) MgAl2O4 MgAl 2 O 4 3-43-4 ---------------------------- <0,5<0.5 ---------------------- Известь (26250)Lime (26250) CaOCaO -------------------------- 85-8885-88 1-21-2 ---------------------- ПортландитPortlandite Ca(OH)2 Ca (OH) 2 -------------------------- 12-1512-15 1-31-3 -------------------- Вьюстит (1370) магнетит(1580)Wustite (1370) magnetite (1580) FeO, Fe3O4 Fe2O3FeO, Fe 3 O 4 Fe 2 O3 0,5-1,90.5-1.9 ------------------------ 75-8075-80 -------------------- Силикаты + стеклоSilicates + glass R2O⋅RO·Al2O3⋅SiO2 R 2 O⋅RO · Al 2 O 3 ⋅SiO 2 1,0-1,81.0-1.8 0,5-1,00.5-1.0 8-108-10 Зола 15-20Ash 15-20 Железо (Fe) (1536)Iron (Fe) (1536) FeFe 1,0-1,51.0-1.5 -------------------- 2-32-3 ----------------------

Таблица 3.Table 3.

Слой шихтыCharge layer КомпонентыComponents Пример выполнения 1Execution example 1 Пример выполнения 2Execution example 2 Пример выполнения 3Execution example 3 Пример выполнения 4Execution example 4 Прототип Пат. 2244017 Пример выполнения 5Prototype Pat. 2244017 Runtime example 5 ** Материал содержащий CaO, мас.%Material containing CaO, wt% 20,020.0 8,08.0 8,08.0 5,05.0 ---------------------- ** Материал содержащий Fe2O3, мас.%Material containing Fe 2 O 3 , wt% 6,06.0 5,05.0 4,04.0 3,03.0 ------------------------ ** Материал содержащий углерод, мас.%Material containing carbon, wt% 5,05.0 4,04.0 4,04.0 3,03.0 10,010.0 ** Лом периклазоуглеродистых огнеупоров, фр. 0,1-4,0 мм мас.%Scrap of periclase-carbon refractories, fr. 0.1-4.0 mm wt.% 12,012.0 10,010.0 24,024.0 19,019.0 ---------------------- **** Лом периклазоуглеродистых огнеупоров, фр. 0,4-20,0 ммScrap of periclase-carbon refractories, fr. 0,4-20,0 mm 57,057.0 73,073.0 60,060.0 70,070.0 ---------------------- Суммарное количество лома в шихте, мас.%The total amount of scrap in the charge, wt% 69,069.0 83,083.0 84,084.0 89,089.0 -------------------- Магнезит природный Саткинского месторождения, мас.% MgO~95 мас.%Natural magnesite of the Satka deposit, wt% MgO ~ 95 wt% -------------------- -------------------- -------------------- -------------------- 30,030.0 Брусит природный Кульдурского месторождения, мас.% Mg(OH)2~ 90 мас.%Natural brucite of the Kuldur deposit, wt% Mg (OH) 2 ~ 90 wt% -------------------- -------------------- -------------------- -------------------- 60,060.0

В колонках примеров указано содержание компонентов в каждом слое. мас.%.The example columns indicate the content of the components in each layer. wt%.

*Верхний слой шихты.* Top layer of the charge.

**Нижний слой шихты.** Bottom layer of the charge.

Таблица 4. Table 4.

№ № примера выполненияNo. No. of example of execution MgOMgO CaOCaO Fe2O3 Fe 2 O 3 Al2O3 Al 2 O 3 SiO2 SiO 2 C, мас.% (содержание остаточного углерода)C, wt% (residual carbon content) 1one 58,658.6 29,029.0 6,46.4 2,82.8 3,63.6 0,090.09 22 70,170.1 16,716.7 6,86.8 2,72.7 3,83.8 0,100.10 33 81,181.1 8,78.7 3,63.6 3,23.2 3,73.7 0,080.08 4four 85,485.4 5,85.8 1,71.7 3,23.2 3,73.7 0,080.08 5*прототип5 * prototype 84,1/92,584.1 / 92.5 4,3/5,24.3 / 5.2 3,2/0,73.2 / 0.7 0,9/0,10.9 / 0.1 7,3/1,47.3 / 1.4 0,070.07

*В числителе: прототипа магнезит Саткинского месторождения (после прокаливания при 1000°C); в знаменателе брусит Кульдурского месторождения (после прокаливания при 1000°C).* In the numerator: prototype magnesite of the Satka deposit (after calcining at 1000 ° C); brucite in the denominator of the Kuldur deposit (after calcination at 1000 ° C).

Таблица 5.Table 5.

Название минерала (соединения)Mineral (compound) name Химическая формула минерала (соединения)Chemical formula of the mineral (compound) Содержание, мас.% Огнеупорный (пример 3, 4)Content, wt% Refractory (example 3, 4) Содержание, мас % Флюсовый (пример 162)Content, wt% Flux (example 162) Периклаз + магнезитPericlase + magnesite MgO+(Mg,Fe²+)Fe2³+O4 MgO + (Mg, Fe² + ) Fe 2 ³ + O 4 87-9087-90 57-6057-60 Ферриткальция + браунмиллеритCalcium ferritic + brownmillerite (Ca2Fe2O4+Ca2AlFeO5)(Ca 2 Fe 2 O 4 + Ca 2 AlFeO 5 ) 3-53-5 30-3230-32 Алит + белитAlite + whitewash 3CaO⋅SiO2+2CaO⋅SiO2 3CaO⋅SiO 2 + 2CaO⋅SiO 2 4-64-6 7-97-9 Графит (остаточный)Graphite (residual) CC <0,1<0.1 <0,1<0.1

Таблица 6.Table 6.

№ примера выполнения (состав)Example of execution (composition) МатериалMaterial Температура спекания, °CSintering temperature, ° C Продолжительность обжига, мин.Firing duration, min. Огнеупорность, °CRefractoriness, ° C Температура начала деформации, °CDeformation start temperature, ° C Пористость открытая, %Open porosity,% Растворимость в шлаке, %Solubility in slag,% Шлакоустойчивость (площадь коррозии), мм²Slag resistance (corrosion area), mm² 1one Заявляемый агломерат (флюс)Declared agglomerate (flux) 13201320 20twenty 16401640 14801480 12,312.3 19,119.1 -------------- 22 ТожеAlso 13501350 15fifteen 16501650 14901490 8eight 18,718.7 -------------- 33 Заявляемый агломерат (огнеупор)Declared agglomerate (refractory) 14001400 2525 16901690 15501550 18,418.4 6,36.3 16,316.3 4four ТожеAlso 15001500 20twenty >1750> 1750 16501650 6,76,7 5,85.8 15,415.4 5five ПрототипPrototype 15001500 20twenty >1750> 1750 16501650 16,916.9 66 15,715.7

Claims (12)

1. Шихта для получения огнеупорного известково-магнезиально-железистого агломерата, содержащая материал, содержащий оксид кальция, материал, содержащий оксид железа, и углеродсодержащий материал виде коксика, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит лом отработанных периклазоуглеродистых огнеупоров фракции 0,1-20,0 мм, в качестве материала, содержащего оксид кальция, использован материал, содержащий не менее 80 мас.% СаО, фракции 0,1-1,0 мм, а в качестве материала, содержащего оксид железа – материал, содержащий не менее 80 мас.% Fe2O3, фракции 0,1-1,5 мм при следующем содержании компонентов, мас.%:1. A charge for obtaining a refractory lime-magnesia-ferrous agglomerate containing a material containing calcium oxide, a material containing iron oxide, and a carbon-containing material in the form of a coke, characterized in that it additionally contains scrap of spent periclase-carbon refractories of fraction 0.1-20, 0 mm, as a material containing calcium oxide, a material containing at least 80 wt.% CaO, fractions of 0.1-1.0 mm was used, and as a material containing iron oxide, a material containing at least 80 wt. % Fe 2 O 3 , fractions 0.1-1.5 mm with the following content of components, wt.%: материал, содержащий оксид кальцияcalcium oxide material 5-205-20 материал, содержащий оксид железаiron oxide material 3-63-6 коксик фракции 0,1-3 ммkoksik fraction 0.1-3 mm 3-53-5 лом отработанных waste scrap периклазоуглеродистых огнеупоровpericlase-carbon refractories остальноеrest
2. Шихта по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве материала, содержащего оксид кальция, используют молотую известь и/или пыль извести обжиговых печных агрегатов.2. A charge according to claim 1, characterized in that, as a material containing calcium oxide, ground lime and / or lime dust of roasting furnace units is used. 3. Шихта по п. 2, отличающаяся тем, что в качестве материала, содержащего оксид железа, используют молотую прокатную окалину и/или пыль и шлам доменного и/или сталеплавильного производства.3. A charge according to claim 2, characterized in that, as a material containing iron oxide, ground mill scale and / or dust and sludge of blast furnace and / or steelmaking are used. 4. Шихта по п. 1, отличающаяся тем, что используют коксик зольностью не более 15 мас.%.4. The charge according to claim 1, characterized in that the coke is used with an ash content of not more than 15 wt.%. 5. Способ получения огнеупорного известково-магнезиально-железистого агломерата из шихты по п. 1, характеризующийся тем, что осуществляют смешивание компонентов шихты, двухслойную загрузку шихты на спекательную поверхность колосника и ее агломерацию, при этом лом отработанных периклазоуглеродистых огнеупоров перед смешиванием подвергают дроблению, грохочению, воздушно-гравитационной классификации с выделением продуктов фракционного состава 0,4-20,0 мм и 0,1-4,0 мм и осуществляют раздельную двухслойную укладку выделенных фракций лома на спекательную поверхность колосника в нижний и верхний слои шихты, агломерацию проводят в окислительной среде при температуре 1250-1350°C в течение 15-20 мин до содержания остаточного углерода менее 0,1 мас.%, причем в нижний слой шихты загружают 57-73 мас.% упомянутого лома фракции 4,0-20,0 мм, а в верхний слой укладывают смесь упомянутого лома фракции 0,1-4,0 мм с остальными компонентами шихты при следующем соотношении, мас.%:5. A method of producing a refractory lime-magnesia-ferruginous agglomerate from a charge according to claim 1, characterized in that the charge components are mixed, a two-layer charge of the charge is loaded onto the sintering surface of the grate and its agglomeration, while the scrap of spent periclase-carbon refractories is crushed before mixing , air-gravity classification with the release of products of fractional composition of 0.4-20.0 mm and 0.1-4.0 mm and carry out a separate two-layer stacking of the selected fractions of scrap on the sintering surface of the grate in the lower and upper layers of the charge, agglomeration is carried out in an oxidizing medium at a temperature of 1250-1350 ° C for 15-20 minutes until the residual carbon content is less than 0.1 wt.%, and 57-73 wt.% of the mentioned scrap of fraction 4.0-20.0 mm is loaded into the lower layer of the charge, and a mixture of the above-mentioned scrap of fraction 0.1-4.0 mm with the remaining components of the charge is placed in the upper layer at the following ratio, wt%: лом фракции 0,1-4,0 ммscrap fraction 0.1-4.0 mm 10-1210-12 материал, содержащий оксид кальцияcalcium oxide material 8-208-20 материал, содержащий оксид железаiron oxide material 5-65-6 коксикcoke 4-54-5
6. Способ по п. 5, в котором получают огнеупорный известково-магнезиально-железистый агломерат для использования в качестве сталеплавильного флюса.6. The method of claim 5, wherein a refractory lime-magnesia-ferruginous agglomerate is prepared for use as a steelmaking flux. 7. Способ получения огнеупорного известково-магнезиально-железистого агломерата из шихты по п. 1, характеризующийся тем, что осуществляют смешивание компонентов шихты, двухслойную загрузку шихты на спекательную поверхность колосника и ее агломерацию, при этом лом отработанных периклазоуглеродистых огнеупоров перед смешиванием подвергают дроблению, грохочению, воздушно-гравитационной классификации с выделением продуктов фракционного состава 0,4-20,0 мм и 0,1-4,0 мм и осуществляют раздельную двухслойную укладку выделенных фракций лома на спекательную поверхность колосника в нижний и верхний слои шихты, агломерацию проводят в окислительной среде при температуре 1350-1500°C в течение 20-25 мин до содержания остаточного углерода менее 0,1 мас.%, причем в нижний слой шихты загружают упомянутый лом фракции 4,0-20,0 мм в количестве 60-70 мас.%, а в верхний слой укладывают смесь упомянутого лома фракции 0,1-4,0 мм с остальными компонентами шихты при следующем соотношении, мас.%:7. A method of producing a refractory lime-magnesia-ferruginous agglomerate from a charge according to claim 1, characterized in that the charge components are mixed, a two-layer charge of the charge is loaded onto the sintering surface of the grate and its agglomeration, while the scrap of spent periclase-carbon refractories is crushed before mixing , air-gravity classification with the release of products of fractional composition of 0.4-20.0 mm and 0.1-4.0 mm and carry out a separate two-layer stacking of the selected fractions of scrap on the sintering surface of the grate in the lower and upper layers of the charge, agglomeration is carried out in an oxidizing medium at a temperature of 1350-1500 ° C for 20-25 minutes until the residual carbon content is less than 0.1 wt.%, and the mentioned scrap of fraction 4.0-20.0 mm is loaded into the lower layer of the charge in the amount of 60-70 wt. %, and a mixture of the mentioned scrap of fraction 0.1-4.0 mm with the remaining components of the charge is placed in the upper layer at the following ratio, wt%: лом фракции 0,1-4,0 ммscrap fraction 0.1-4.0 mm 19-2419-24 материал, содержащий оксид кальцияcalcium oxide material 5-85-8 материал, содержащий оксид железа iron oxide material 3-43-4 коксикcoke 3-43-4
8. Способ по п. 7, в котором получают огнеупорный известково-магнезиально-железистый агломерат для использования в качестве огнеупорного материала для подин и откосов электросталеплавильных печей.8. The method according to claim 7, in which a refractory calcareous-magnesian-ferrous agglomerate is obtained for use as a refractory material for the hearths and slopes of electric arc furnaces. 9. Способ по п. 5 или 7, отличающийся тем, что нижний и верхний слои шихты имеют толщину, равную 23-25 см каждый.9. A method according to claim 5 or 7, characterized in that the lower and upper layers of the charge have a thickness of 23-25 cm each.
RU2020115506A 2020-05-07 2020-05-07 Charge and method of obtaining flux and refractory material for steel production (options) with its use RU2749446C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020115506A RU2749446C1 (en) 2020-05-07 2020-05-07 Charge and method of obtaining flux and refractory material for steel production (options) with its use

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020115506A RU2749446C1 (en) 2020-05-07 2020-05-07 Charge and method of obtaining flux and refractory material for steel production (options) with its use

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2749446C1 true RU2749446C1 (en) 2021-06-10

Family

ID=76301648

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020115506A RU2749446C1 (en) 2020-05-07 2020-05-07 Charge and method of obtaining flux and refractory material for steel production (options) with its use

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2749446C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2770657C1 (en) * 2021-11-08 2022-04-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет" ФГБОУ ВО "СибГИУ" Method for steel melting from scrap in electric arc furnace
RU2771888C1 (en) * 2021-12-17 2022-05-13 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет", ФГБОУ ВО "СибГИУ" Method for smelting steel from scrap metal in electric arc furnace

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4451293A (en) * 1979-05-31 1984-05-29 Quiqley Company, Inc. Slag-forming agent and process for producing the agent
JPS59200728A (en) * 1983-04-28 1984-11-14 Sumitomo Metal Ind Ltd Manufacture of sintered ore
JPS60245717A (en) * 1984-05-22 1985-12-05 Nippon Steel Corp Flux for refining molten steel
SU1574656A1 (en) * 1988-02-02 1990-06-30 Днепропетровский Металлургический Институт Method of producing high-protoxide agglomerate
RU2158316C1 (en) * 1999-12-31 2000-10-27 Открытое акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" Method of production of wash sinter
RU2244017C2 (en) * 2002-01-22 2005-01-10 ОАО "Комбинат "Магнезит" Modificator for metallurgic dross of magnesia composition and method for producing the same

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4451293A (en) * 1979-05-31 1984-05-29 Quiqley Company, Inc. Slag-forming agent and process for producing the agent
JPS59200728A (en) * 1983-04-28 1984-11-14 Sumitomo Metal Ind Ltd Manufacture of sintered ore
JPS60245717A (en) * 1984-05-22 1985-12-05 Nippon Steel Corp Flux for refining molten steel
SU1574656A1 (en) * 1988-02-02 1990-06-30 Днепропетровский Металлургический Институт Method of producing high-protoxide agglomerate
RU2158316C1 (en) * 1999-12-31 2000-10-27 Открытое акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" Method of production of wash sinter
RU2244017C2 (en) * 2002-01-22 2005-01-10 ОАО "Комбинат "Магнезит" Modificator for metallurgic dross of magnesia composition and method for producing the same

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2770657C1 (en) * 2021-11-08 2022-04-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет" ФГБОУ ВО "СибГИУ" Method for steel melting from scrap in electric arc furnace
RU2771888C1 (en) * 2021-12-17 2022-05-13 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет", ФГБОУ ВО "СибГИУ" Method for smelting steel from scrap metal in electric arc furnace
RU2771889C1 (en) * 2021-12-17 2022-05-13 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет", ФГБОУ ВО "СибГИУ" Method for smelting steel from scrap metal in electric arc furnace

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Sadik et al. Review on the elaboration and characterization of ceramics refractories based on magnesite and dolomite
Mohanty et al. Effect of basicity on the reduction behavior of iron ore pellets
US20240247330A1 (en) Process for manufacturing a slag conditioning agent for steel desulfurization
WO2003082764A1 (en) Process for manufacture of high iron hydraulic cement clinker
RU2749446C1 (en) Charge and method of obtaining flux and refractory material for steel production (options) with its use
US5127939A (en) Synthetic olivine in the production of iron ore sinter
RU2626371C1 (en) Method of processing metallurgical production waste
EP1487754B1 (en) Process for manufacture of high iron hydraulic cement clinker
RU2722946C1 (en) Charge for iron-ore agglomerate production
US20190185378A1 (en) Spinel refractory granulates which are suitable for elasticizing heavy-clay refractory products, method for their production and use thereof
EP3548642A1 (en) Metallic ore pellets
Umadevi et al. Influence of magnesia on iron ore sinter properties and productivity–use of dolomite and dunite
US2990268A (en) Pelletized iron ore concentrate composition and process for making the same
US3754889A (en) Highly fluxed iron oxide pellet
US3194673A (en) Hydraulic cement and process for making same
US3074806A (en) Dolomitic refractory
US4657584A (en) Effect of MgO source on sinter properties
RU2524878C2 (en) Steel high-magnesia flux and method of its production (versions)
RU2381279C2 (en) Method of receiving of steel-smelting flux
US2133672A (en) Refractory
KR100504392B1 (en) A cold bonded pellet considering high temperature properties
Antonov et al. Stabilized dolomite refractories
RU2799597C1 (en) Method for processing zinc-containing materials
RU2525394C1 (en) Processing of oxides of iron-bearing materials
RU2403294C2 (en) Washing agglomerate and manufacturing method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20211123