Утилизация и применение окалины в металлургии

     Ко  второму классу относятся металлургические брикеты, в которые не добавляются углеродистые составляющие, то есть их основой является восстановленное железо, оксиды железа и флюсующее вяжущее. Технологическая задача этих брикетов состоит в создании фракционной шихты с высоким содержанием железа из мелкофракционных и тонкодисперсных материалов, к которым можно отнести отсев чугунной дроби, чугунную стружку, металлоотсевы, дробленую стальную стружку, окалину и т.п. В данном случае экономический эффект достигается за счет улучшения газодинамики процесса, повышения содержания железа в шихте, уменьшения потерь шихты. Данный тип брикетов наиболее приемлем для шахтных печей.

     К третьему классу относятся специальные брикеты и совмещенные с первым и вторым классами. Например, брикеты на основе прокатной окалины, имеющие высокое содержание железа общего, закиси железа (до 60%), применяются как промывочный железосодержащий материал металлоприемников доменных печей, брикеты на основе титаносодержащих компонентов.

 

    4. Применение в черной металлургии брикетов из окалины.

     Технологический брикет рекомендуется к применению в следующих металлургических переделах.

     Доменное  производство:

• железотопливный брикет, как заменитель железосодержащего сырья( агломераты, окатышей, металлодобавок) и доменного кокса;
• железооксидный брикет для промывки горна доменных печей (FeO 40-60%);
• железотопливный брикет с марганцем и кремнием для выплавки специальных марок чугуна;
• специальный брикет для наращивания гарнисажа металлоприемника доменных печей.

     Сталеплавильное производство:

• железотопливный брикет, как заменитель чугуна, углеродистого скрапа, углеродосодержащих и флюсов;
• железотопливный брикет с раскисляющими легирующими добавками (Mn, Si,Al и т.п.);
• рудноизвестковый брикет для шлакообразования и регулирования температуры металлической ванны.

     Ферросплавное производство:

• композиционный брикет для выплавки ферросплавов (с FeSi, FeCr, FeS, Cr, SiMn, FeMn, Al и углеродом в виде коксовой и графитовой пыли и мелочи, порошкового древесного угля).

     Электросталеплавильное  производство:

• композиционный брикет с легирующими добавками, с древесным углем только в качестве восстановителя

     Литейное  производство на машиностроительных заводах:

• композиционный брикет с легирующими добавками, с древесным углем только в качестве восстановителя.

 

      Замасленная окалина прокатного производства, запасы которой только на металлургических предприятиях Урала оцениваются в 30 млн т, может стать источником сырья. Содержание железа в окалине – около 70%, что гораздо выше, чем в руде или железорудном концентрате. Утилизация окалины в аглодоменном и сталеплавильном производстве невозможна по причинам нарушения норм пожарной безопасности и непредсказуемости хода техпроцесса.

     Традиционно замасленная окалина обезмасливается  с получением сухой, легко утилизируемой  окалины. Однако и химическое, и термическое  обезмасливание – дорогостоящие  процессы. Рациональное решение проблемы – окускование мелкозернистых и тонкодисперсных частиц окалины.

     Брикеты из окалины получают прессованием в  пресс-форме, представляющей собой  глухую цилиндрическую матрицу с  двумя пуансонами. В качестве сырья  используется смесь сухой окалины (влажность не более 10%) и замасленной окалины (содержание масла до 10%) с жидким стеклом. Первый этап – дробление, получение мелкодисперсного порошка. Затем его смешивают с жидким стеклом до однородной трехкомпонентной массы, при температуре 70-90°С. Следующий этап – прессование и получение брикета в форме чечевицы с цилиндрическим пояском массой 0,15 кг/шт. Затем – технологическая выдержка для упрочнения брикета. В готовых брикетах содержание масла не превышает 1%, что допустимо технологией доменного производства.  

     Возможно  брикетировать и многокомпонентные  системы из замасленной окалины, связующего и разнообразных добавок. Каждая из них в дальнейшем может играть свою роль в процессе плавки: восстановителя, раскислителя, офлюсовывателя, десульфуратора, легирующего элемента. Технология вовлечет в переработку углеродсодержащее (уголь, кокс, электродный лом) и известьсодержащее (кальцит, доломит) сырье, а также отходы производства в виде шламов, пылей, мелочи, отсева.

• Совсем недавно, уральские ученые смогли найти эффективный способ утилизации замасленной окалины. Они создали и проверили в лабораторных условиях новую перспективную технологию, которая позволит увеличить содержание металла в железорудных концентратах с 62-65% до 70%.Технология называется «Утилизация замасленной окалины прокатных цехов с получением высококачественного железорудного концентрата и технического масла». В ходе ее разработки наряду с задачей повышения содержания железа в концентрате параллельно решались и другие вопросы. В целом ее внедрение на предприятиях чёрной металлургии обеспечит ощутимый экономический эффект.

       Так, новейшая  технология позволяет  до 50% снизить себестоимость  агломерата за  счёт замены дорогостоящего  железорудного концентрата  на обезмасленную  окалину с содержанием железа 68-70%. 

     Вовлечение  в производство замасленной  окалины (техногенные  отходы, образующиеся в процессе прокатки металла) также обеспечит  решение экологических  задач. Например, ежегодно крупный металлургический комбинат складирует около 100-150 тыс. тонн замасленной окалины, и за многие годы ее скопилось несколько миллионов тонн на территории предприятий. Поэтому внедрение созданной уральскими учеными технологии значительно улучшит экологическую обстановку вокруг предприятий и городов за счёт освобождения площадей под отвалами и ликвидации масляные стоков, что в свою очередь позволит предприятиям уменьшить экологические платежи.

     Предприятия за счет внедрения  современной технологии смогут экономить  и на транспортных расходах, поскольку  за счет увеличения содержания железа в концентрате сократятся физические объёмы перевозок концентрата. А улавливание масла и последующее очищение позволит многократно его использовать в производственном процессе.

                                   

   Рис. 5  Цех по переработке окалины

Заключение.

     Рассмотренный технологический процесс утилизации сухой металлургической окалины и ее брикетирование и новейшая  технология утилизации замасленной окалины прокатных цехов с получением высококачественного железорудного концентрата и технического масла можно считать наиболее современным и эффективным способом переработки отходов металлургического производства.

     Данные  технологические операции необходимы, так как дают ряд преимуществ:

• улучшение экологической обстановки в районах расположения металлургической промышленности;
• возможность использования металлургических отходов в качестве сырья;
• предприятия уменьшают свои экологические платежи;
• предприятия за счет внедрения современной технологии смогут экономить и на транспортных расходах и.т.д.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

   Библиографический список

1. Минаев А.А., Клягин Г.С., Ростовский В.И. Состояние и перспективы переработки железосодержащих отходов на металлургических предприятиях Украины./http://briket.ru.
2. Михеев В.А., Павлов А.М. Гидросбив окалины в прокатных цехах. – М.: Металлургия, 1964. 107 с.
3. Конспект лекций по дисциплине «Основы технологических процессов ОМД».2010г.
4. Северденко В.П., Макушок Е.М., Раввин А.И.  Окалина при горячей обработке металлов давлением. М.: Металлургия, 1977. 208с
5. http://metal.do.am/news.