В начало Написать нам Карта сайта | RSS
Уральский рынок металлов


Предлагаем Вам разместить информацию в бегущую строку - 1000 рублей в месяц - за каждые 10 слов | Ежедневно посетители сайта смогут видеть информацию о Вашем предприятии. | Минимальные затраты - максимальный результат!!!
Новости Журнал О компании Статьи Аналитика Тендеры Рекламодателям Подписчикам Форумы Бизнес-навигатор Карта сайта Мероприятия Вопросы-ответы
В начало // Журнал / Все номера / УРМ №7 (июль 2006) / Металлургические брикеты нового поколения сокращают продолжительность плавки металлов
← оглавление номера

Черная металлургия:

Металлургические брикеты нового поколения сокращают продолжительность плавки металлов

Лев Хорошавин, доктор технических наук, главный специалист по огнеупорам ОАО ?УралНИИАС? 

Сегодня перед металлургической промышленностью как никогда остро стоят проблемы нехватки шихтовых материалов из-за обеднения рудных месторождений, необходимости снижения удельных затрат на производство металлопродукции и повышения ее качества. Одним из удачных путей решения этих проблем является организация производства металлургических брикетов нового поколения.

Необходимость организации производства металлургических брикетов нового поколения обусловлена следующими обстоятельствами:

- истощением месторождений богатых руд и наличием многочисленных месторождений бедных руд, требующих перед обогащением тонкого измельчения. Полученные концентраты могут быть использованы в металлургических процессах только после их окускования;

- наличием большого количества техногенных отходов и пылевидных материалов;

- существующим дефицитом шихтовых материалов в металлургическом производстве;

- необходимостью сокращения удельных затрат на производство чугуна, стали, ферросплавов, сплавов, цветных металлов, а также повышения их качества;

- большими потребностями в брикетах с заданными свойствами на внутреннем рынке, а также возможностью их поставок на экспорт;

- целесообразностью повышения безотходности производства и улучшения экологии.

Таким образом, развитие металлургии и повышение качества металлопродукции неразрывно связано с вовлечением в производство в возрастающих количествах все более бедных источников сырьевых материалов. Для совершенствования этих видов сырья применяют многостадийные схемы обогащения, связанные с тонким измельчением руд и получением концентратов. Тонкомолотые концентраты в существующем виде неприемлемы для металлургического производства. Поэтому их необходимо окусковывать.

Окускование - это превращение мелкозернистых материалов в кусковый продукт тремя основными методами: агломерацией, гранулированием и брикетированием.

Универсальным и достаточно эффективным методом окускования является брикетирование, которое в маломасштабном производстве в 1,3-3 раза эффективнее агломерации и гранулирования.

Метод брикетирования - окускование мелкозернистых материалов путем прессования - давно применяют для производства металлургических, огнеупорных, угольных, химических, сельскохозяйственных и других брикетов.

Однако в настоящий период производство и применение брикетов крайне недостаточно для удовлетворения возрастающей в них потребности.

Так, если раньше брикетирование использовали только для окускования мелкозернистых материалов, то сейчас требования к брикетам резко возросли. Поэтому существующий уровень развития брикетирования сырьевых материалов является первым этапом развития производства брикетов. Вторым этапом их развития является организация производства металлургических брикетов нового поколения.

Металлургические брикеты нового поколения - это брикеты сложного многокомпонентного состава, обеспечивающие сокращение продолжительности плавок чугуна, стали, ферросплавов и цветных металлов, повышение их качества и снижение удельных затрат на их производство путем введения в шихту для брикетирования различных легирующих, углеродных и флюсующих добавок, а также ускорителей металлургических процессов.

Таким образом, в настоящее время брикетирование должно решать задачи повышения качества конечного продукта и снижения удельных затрат на его производство.

Преимущества брикетирования (брикетов) перед агломерацией (агломератом) следующие:

- возможность получения брикетов практически любого химического состава;

- химический состав рудного и нерудного вещества брикетов может быть оставлен без изменения;

- плотность брикетов в 1,5-2 раза больше плотности кусков агломерата;

- при брикетировании полностью отсутствуют отходы;

-первоначальные затраты на организацию производства брикетов значительно меньше по сравнению с агломерацией.

Кроме того, в случае применения брикетов в сталеплавильном и ферросплавном производствах:

- сокращается длительность процессов плавления и шлакообразования;

- ускоряются процессы десульфурации и дефосфорации.

В целом брикетирование руд и концентратов, а также отходов металлургического и других производств позволяет:

-расширить сырьевую базу металлургии;

-интенсифицировать прохождение металлургических процессов;

-получить металл повышенного качества;

-снизить материальные и энергетические затраты;

-существенно улучшить экологию.

Особенно эффективны металлургические брикеты при электросталеплавильном и ферросплавном производстве, где они значительно сокращают расход электроэнергии. Брикетирование позволяет переходить к прямому восстановлению железа, минуя доменный процесс.

Общие основы брикетирования включают в себя рассмотрение сырьевой базы, технологии, оборудования и свойств брикетов.

  1. Сырьевые материалы для брикетов. В качестве сырья для производства металлургических брикетов используют различные природные и техногенные материалы:

    - железные руды и концентраты;

    - различные виды горно-рудного сырья;

    - прокатную окалину;

    - пиритные огарки;

    - колошниковую пыль;

    - доменные шлаки;

    - шлаки цветной металлургии;

    - губчатое железо;

    - мелкие фракции ферросплавного сырья и ферросплавов;

    - металлосодержащие пыли;

    - отходы производства различных марок стали;

    - молибденовые, марганцевые, никелевые, хромовые, медные руды и др.;

    - бокситы, нефелины, каолины, глины, брейнериты, красные шламы и др.

    Вредными примесями в металлургических брикетах являются сера и фосфор, полезными - оксиды СаО, MgO и др.

    Обязательными компонентами шихты металлургических брикетов являются добавки:

    - флюсующие: известь, известняк, дунит, доломит, талькомагнезит, мел, плавиковый шпат и др.;

    - углеродные: угли (бурые, каменные и антрациты), торф и др.;

    - легирующие, определяемые марками выплавляемой стали: руды, содержащие хром, циркон, ниобий, тантал, ванадий, иридий, азот и др., а также шлаки цветной металлургии.

    Особо серьезное внимание при производстве металлургических брикетов обращается на выбор связующих материалов, к которым предъявляются следующие требования:

    - главное - обеспечивать высокую прочность брикетов (не менее 20 МПа);

    - не разрушаться при хранении, транспортировании и перевалках;

    - иметь высокую скорость твердения;

    - достаточная распространенность и низкая стоимость;

    - экологическая чистота.

    Этим требованиям должны удовлетворять неорганические, органические и комбинированные связующие.

    К неорганическим связующим, применяемым на практике, относятся:

    - жидкое стекло;

    - бентонитовые глины;

    - негашеная и гашеная известь (известковое молоко в чистом виде или в смеси с глиной);

    - цементы: портландцемент, шлакопортландцемент, глиноземистый, бокситовый, доломитовый (каустический), каустический периклаз и др.;

    - гипсовые связующие;

    - тонкомолотые: чугунная стружка и губчатое железо с добавкой поваренной соли;

    - растворы различных солей, золы, гели;

    - отходы травильных ванн;

    - наносвязки - тонкомолотые до фракции менее 1 мкм различные природные и техногенные материалы и др.

    Органические связующие включают в себя:

    - лигносульфонат технический (ЛСТ);

    -нефтесвязующие: смолы, масла, асфальтены, карбены, карбоиды, нефтяные битумы;

    - продукты сланцевой переработки: гуманаты, смолы, сланцевые битумы, фусы полукоксования и др.

    Комбинированные связующие - это различные смеси вяжущих материалов, например, смеси гашеной извести: с хлористым магнием (кальцием), со смолами, жидким стеклом, углесодержащими отходами, с каустическим периклазом, доменным шлаком и др.

    Таким образом, ассортимент связующих для металлургических брикетов очень широк. Он определяется составом заполнителей и требованиями к качеству брикетов.

    В каждом конкретном случае существует своя рациональная технология производства брикетов.

    Вещественные составы брикетов определяются сортаментом и технологией металлургических производств. Примерный состав брикетов следующий (мас.%): 60-70 - заполнителей, 30-40 - добавок (флюсующих, углеродных, легирующих) и 3-8 (сверх 100%) - жидких связующих материалов.

    Оптимальным является применение заполнителей фракции 5-0 мм, в том числе содержание фракции менее 0,063 мм - 25-35 мас.%. При этом главное внимание уделяют подготовке связующих материалов:

    - жидкое стекло используют в количестве 3-8% (сверх 100%) плотностью 1,38-1,42 г/см3;

    - цементы - 5-20%;

    - известь - в виде негашеной, пушонки, известкового молока или в комбинации с другими связующими в количестве 5-20%;

    - лигносульфонат (ЛСТ) - 5-8% (сверх 100%) плотностью 1,21-1,24 г/см3;

    - вода - 3-5% и т. д.

    Дозировка брикетных компонентов - весовая (объемная), смешение - в обычных смесителях. Этот передел характеризуется наличием повышенного количества бункеров, что позволяет широко регулировать составы брикетов.

  2. Прессование и ковка брикетов. Главным технологическим параметром производства брикетов является удельное давление прессования - от 50 до 200 МПа.

    Поэтому для прессования брикетов используют обычные гидравлические прессы, а для ковки брикетов - дугостаторные прессы ударного действия.

    Наиболее рациональным оборудованием для производства металлургических и огнеупорных брикетов являются отечественные ячеистые пресс-вальцы. В настоящее время это оборудование производит ЗАО НПО «Спайдермаш» (г.Екатеринбург) с удельным давлением прессования до 1000 МПа (10 т/см2) и производительностью до 50 т/час. Подпрессовщик пресс-вальцов шнековый с плавно регулируемой подачей материала. Ячеистые пресс-вальцы снабжены компенсаторами предельных нагрузок, муфтой для регулировки схождения ячеек бандажей, устройством для регулировки усилия прижима валков (рис. 1, 2).

    Характерной особенностью ячеистых пресс-вальцов является их многофункциональность:

    - при ячеистых бандажах методами сухого, полусухого и пластического прессования возможно изготовлять брикеты самого различного назначения: металлургические, огнеупорные, угольные, керамические, химические, сельскохозяйственные и др.;- при гладких бандажах методом пластического формования - изготовлять различные ленты, а также использовать вальцы в качестве обычных двухвалковых дробилок для получения, например, фракций 3-0,

    5-0, 8-0 мм и др.;

    - в огнеупорной промышленности - изготовлять брикеты для синтеза новых соединений (легированного периклаза, шпинелей, шпинелидов, форстерита, цирконата кальция и др.), а также перейти на брикетную технологию производства различных огнеупорных изделий (периклазоуглеродных, шпинельноуглеродных, периклазоизвестковых, высокоглиноземистых с различными добавками и др.).

    Таким образом, ячеистые пресс-вальцы позволяют в широком диапазоне регулировать качественные характеристики конечной продукции.

    3.Сушка и обжиг брикетов. После прессования для повышения прочности и удаления влаги до 0,5% брикеты сушат при температуре 120-180оС (1-8 ч.) на ленточных транспортерах, коробках в туннельных сушилах или других сушильных агрегатах.

    Потребителям поставляют как безобжиговые брикеты, так и обожженные при температуре 1200-1400°С во вращающихся, туннельных или шахтных печах.

    На огнеупорных заводах для шахтных печей готовят брикеты размером 100x130 мм, а для вращающихся печей - 30x50 мм.

    Особо важное значение имеют обожженные брикеты для прямого получения железа и стали, т.е. в области бескоксовой металлургии губчатого железа при низкотемпературном получении твердых металлизированных продуктов (окатышей, брикетов, порошков).

    В металлургических брикетах, заменяющих чугун или лом в сталеплавильных печах, происходят процессы восстановления и науглероживания железа при нагреве и расплавлении, аналогичные доменному процессу. Интенсивному протеканию процесса прямого восстановления оксидов железа способствует их тонкое измельчение и тесный контакт с восстановителем. При нагревании брикетов происходят реакции: Fe2O3 + 3СО = 2Fe + 3СО2 и 3СО2 + 3С = 6СО.

    Использование оксидожелезосодержащих отходов для производства брикетов, предназначенных для выплавки стали, - это реальный путь ресурсосбережения. При этом производство металлургических и огнеупорных брикетов является полностью экологически чистым, безотходным и патентоспособным.

    Отгрузку брикетов производят по техническим соглашениям навалом в железнодорожных полувагонах со съемными крышами или в контейнерах и биг-бегах.

  3. Технические требования к металлургическим брикетам. Общими требованиями к металлургическим брикетам являются их высокая прочность - не менее 20 МПа, термостойкость - не менее 1 теплосмены, атмосфероустойчивость и пористость - менее 20%.

По химическому составу в металлургических брикетах должно быть наименьшее содержание вредных примесей: содержание серы - не более 0,03%, фосфора - не более 0,03%, SiО2 - не более 8%, влажность - не более 0,5%.

По зерновому составу металлургические брикеты должны быть фракции 80-5 мм, фракции менее 5 мм - не более 10%.

Кроме общих требований, к брикетам в ряде случаев предъявляются еще и специальные: высокие восстановимость, газопроницаемость, морозо-, водо- и атмосфероустойчивость и др. Эти требования определяются видом сырьевых материалов, технологией брикетирования и условиями последующих металлургических переделов.

5.Организационные мероприятия. Порядок организации производства металлургических брикетов может быть следующий:

1. Изучение учебной литературы по брикетированию и ознакомление с существующим производством металлургических и огнеупорных брикетов на предприятиях: Верхне-Уфалейском никелевом заводе, комбинатах НОСТА, ЧЭМК, БМК, «Магнезит», БКО, Семилукском огнеупорном заводе и др.

2. Определение технико-экономической эффективности производства и применения металлургических и огнеупорных брикетов совместными усилиями металлургов и огнеупорщиков. Совместно с металлургами производят определение потребителей, объемов производства и цены брикетов. Только после выполнения указанных мероприятий и получения по ним положительных решений приступают к конкретным вопросам производства брикетов.

3.Поиск простаивающего, незагруженного оборудования в металлургической и огнеупорной промышленности, промышленности строительных материалов, например на кирпичных заводах, и др.

4. Определение рациональных мест установки ячеистых пресс-вальцов и другого оборудования для производства брикетов.

После получения указанных данных приступают к самой тяжелой работе - поиску отечественных и зарубежных инвесторов с обязательным совместным патентованием. При получении инвестиций остальные организационные вопросы решаются в рабочем порядке.

Таким образом, металлургические брикеты нового поколения являются необходимой частью шихтовых материалов при производстве металлов. Объективное развитие металлургии будет происходить в направлении увеличения производства и качества этих брикетов.

Таким образом, сегодня назрела необходимость в организации производства качественных металлургических брикетов путем использования природных и техногенных материалов, незагруженного оборудования и установки отечественных ячеистых пресс-вальцов. Задачей брикетирования сегодняшнего дня является повышение качества конечных продуктов: чугуна, стали, ферросплавов, цветных металлов и снижение затрат на их производство.

Журнал

   
Ваше имя:  
Пароль:     
  запомнить меня
  Регистрация  Забыли пароль?

Бизнес-навигатор

   Меткомплекс
   Наука и образование
   Органы власти
   Отраслевые союзы
   Смежные отрасли


Атомстрой комплекс
ЛитМаш
ЗаводЭкоТехнологий
 
Отраслевая наука 


 
        ООО «УралИнфо»
   Телефон/факс: (343) 350 71 71
   г.Екатеринбург, ул.Мамина-Сибиряка, 58, офис 601        
            urm@urm.ru
пїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅ пїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅ
«РЎСѓРјРјР° технологий» «Сумма технологий»
продвижение сайта