Вяжущее для безобжигового окускования

Номер инновационного патента: 25103

Опубликовано: 15.12.2011

Авторы: Ибраева Оразбике Тохтархановна, Ибраев Иршек Кажикаримович

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано, в частности, при окусковании высоковлажных тонкодисперсных материалов для последующего применения в металлургическом переделе.
Техническим результатом является повышение прочностных характеристик и снижения продолжительности цикла безобжигового окускования методом прессования (брикетирования)
высоковлажных тонкодисперсных материалов (преимущественно железосодержащих) при полной утилизации пылевидных кальций- и магнийсодержащих отходов производства свежеобожженной извести и доломита, а также повышение основности шлака получаемого в последующих металлургических переделах.
Вяжущее включает пылевидный отход производства свежеобожженной извести и вещество, содержащее активный оксид магния при следующем соотношении компонентов, мас. %:
пылевидный отход производства свежеобожженной извести - 75-85
вещество, содержащее активный оксид магния - 15-25.
В качестве вещества, содержащего активный оксид магния, используют пыль обжига сырого доломита, или молотый обожженный доломит.
Содержание активного оксида кальция в кальцийсодержащем материале должно быть не менее 70 %.

Текст

Смотреть все

(51) 22 1/243 (2009.01) 22 1/24 (2009.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ высоковлажных тонкодисперсных материалов(преимущественно железосодержащих) при полной утилизации пылевидных кальцийи магнийсодержащих отходов производства свежеобожженной извести и доломита, а также повышение основности шлака получаемого в последующих металлургических переделах. Вяжущее включает пылевидный отход производства свежеобожженной извести и вещество, содержащее активный оксид магния при следующем соотношении компонентов, мас.пылевидный отход производства свежеобожженной извести - 75-85 вещество, содержащее активный оксид магния 15-25. В качестве вещества, содержащего активный оксид магния, используют пыль обжига сырого доломита, или молотый обожженный доломит. Содержание активного оксида кальция в кальцийсодержащем материале должно быть не менее 70 .(72) Ибраев Иршек Кажикаримович Ибраева Оразбике Тохтархановна(73) Товарищество с ограниченной ответственностью Инновационный Евразийский университет(54) ВЯЖУЩЕЕ ДЛЯ БЕЗОБЖИГОВОГО ОКУСКОВАНИЯ(57) Изобретение относится к металлургии и может быть использовано, в частности, при окусковании высоковлажных тонкодисперсных материалов для последующего применения в металлургическом переделе. Техническим результатом является повышение прочностных характеристик и снижения продолжительности цикла безобжигового окускования методом прессования (брикетирования) 25103 Изобретение относится к металлургии и может быть использовано, в частности, при окусковании высоковлажных тонкодисперсных материалов для последующего применения в металлургическом переделе. Известны вяжущие на основе доменных шлаков материалов с потенциальными вяжущими свойствами Рояк СМ., Рояк Г.С. Специальные цементы. М. Стройиздат, 1983. Недостаток чистого шлакового вяжущего состоит в весьма низкой прочности безобжигового окускованного материала, в особенности, при окусковании высоковлажных тонкодисперсных материалов. Но главная причина, ограничивающая применение шлаков в качестве связующего - это высокие энергетические затраты для активизации шлаков. Шлаки активны, если их удельная поверхность более 4500 см 2/г. Для сравнения,продолжительность помола шлаков до требуемой тонкости в 2-2,5 раза превосходит продолжительность помола цементного клинкера. Известно вяжущее для безобжигового окускования Б.М. Равич. Брикетирование в цветной и черной металлургии. М Металлургия., 1975 Л.А. Лурье. Брикетирование к металлургии. М. Металлургия,1963,содержащее кальцийсодержащий материал, в качестве которого используют портланд-цемент,шлакопортландцемент или портландцементный клинкер и вещество, содержащее активную окись магния. Недостатком известного вяжущего является использование дорогого и дефицитного портландцемента и его производных, а высокое содержание серы(0,4-1,2) привносит в металлургическую шихту 0,04-0,12 на каждую тонну брикета. Кроме того, при использовании портландцемента в качестве вяжущего наблюдается большая продолжительность твердения для набора необходимой прочности окускованного материала(более 28 суток), что снижает производительность брикетных установок. Наиболее близким техническим решением,взятым в качетве прототипа, является вяжущее для безобжигового окускования Патент РФ 2113516,МПК С 22 В 1/243, опубл. 27.07.1994, содержащее кальций-содержащий материал, в качестве которого используют металлургический шлак и вещество,содержащее активную окись магния. В качестве вещества, содержащего активный оксид магния,используют пыль обжига магнезита, или химически чистый оксид магния, или обожженный магнезит при следующем соотношении компонентов, мас.кальцийсодержащий материал - 5-90 вещество, содержащее активный оксид магния остальное. Недостатками прототипа являются высокие затраты на подготовку кальцийсодержащего материала,требующего дробление металлургического шлака, отсев пылевидной фракции, а также невысокое содержание активного оксида кальция, что значительно удлиняет процесс гидратации высоковлажных тонкодисперсных материалов. При этом основным недостатком известного вяжущего является то, что не обеспечивают высокие прочностные характеристики окускованного материала получаемого методом брикетирования. Задачей изобретения является разработка нового состава вяжущее для безобжигового окускования,позволяющее получать брикеты из различных железосодержащих материалов со стабильно высокой прочностью,удовлетворяющие требованиям металлургического производства. Техническим результатом является повышение прочностных характеристик и снижения продолжительности цикла безобжигового окускования методом прессования (брикетирования) высоковлажных тонкодисперсных материалов(преимущественно железосодержащих) при полной утилизации пылевидных кальцийи магнийсодержащих отходов производства свежеобожженной извести и доломита, а также повышение основности шлака получаемого в последующих металлургических переделах. Это достигается за счет того, что в вяжущем для безобжигового окускования,включающее кальцийсодержащий материал и вещество,содержащее активный оксид магния, в качестве кальцийсодержащего материала предлагается использовать пылевидный отход производства свежеобожженной извести, а в качестве вещества,содержащего активный оксид магния, используют пыль обжига сырого доломита или молотый обожженый доломит и указанные ингредиенты взяты в следующем соотношении, мас.пылевидный отход производства свежеобожженной извести - 75-85 вещество, содержащее активный оксид магния 15-25. Для ускорения процесса самотвердения и набора прочности безобжигового окускованного материала содержание активного оксида кальция в кальцийсодержащем материале должно быть не менее 70. Сущность изобретения основана на процессах химического обезвоживания гидратацией высоковлажных тонкодисперсных материалов,например, железосодержащих шламов кальций- и магнийсодержащим материалами и эффектом ускоренного самоотвердения вследствие образования субликристаллических сростков гидрооксидов и алюмогидросиликатов,обеспечивающих твердение смеси и при совмещении с процессом формообразования при наложении внешнего давления прессованием(брикетированием), которое приводит к быстрому нарастанию прочности окускованного материала,что и является новизной предлагаемого вяжущего. Исследованиями установлено, что для укорения процесса твердения дисперсных систем типа твердое-жидкое необходимо применение вяжущего тонкого помола, что исключает перегрев материала,кипение воды и разрыхление структуры схватывающихся новообразований. 25103 Для этой цели нами предложено использование известковой пыли,уноса извести пыли,образующейся при обжиге известняка в шахтных печах,улавливаемых газоочисткой и скапливающихся в бункерах циклонов, которая имеет максимальную температуру гашения 85-97 С,скорость гашения 25-30 с, СаОакт 70-84, потери при прокаливании (ппп) 8-12, внешнюю удельную поверхность 5800 м 2/кг. Было установлено,что определяющим процессом упрочнения, является взаимодействие вяжущего и продуктов его гидратации с поверхностью железосодержащей части следовательно, стимулирование этого процесса может привести к повышению прочности окускованного материала. Целесообразно осуществлять это стимулирование за счет применения тонкодисперсных железосодержащих шламов с развитой поверхностной активностью и использование более эффективных вяжущих, т.е. тонкодисперсной известковой пыли с высоким содержанием активных оксидов кальция. Однако использование одной только пылевидной извести в качестве вяжущего не гарантирует стабильных результатов безобжигового окускования железосодержащих отходов различного состава. Это обстоятельство обусловило применение магнезиальных компонентов для повышения эффективности вяжущих свойств. Наилучшие результаты достигаются при применении в смеси с пылевидной известью пыли свежеобожженного доломита, которая содержит не только высокое содержание активных оксидов магния (25-35 ), но и активный оксид кальция (35-45 ), что повышает в целом эффективность предложенного вяжущего. При массовой доля известковой пыли в смеси более 85 , а также как и при содержании оксида кальция в пылевидной извести менее 70 удлиняется продолжительность самотвердения смеси вследствие не полного завершение процесса химического обезвоживания (гидратации), что приводит к недостаточной прочности получаемых брикетов. При массовой доля известковой пыли в смеси менее 75, хотя и снижается продолжительность самотвердения смеси, но не обеспечивается необходимая прочность окускованного материала. Таким образом, по сравнению с прототипом и другими техническими решениями заявленное техническое решение характеризуется новой совокупностью признаков во-первых, в качестве кальцийсодержащего вещества используются пылевидные отходы производства свежеобожженной извести с содержанием активного оксида кальция не менее 70 во- вторых, в качестве вещества содержащего активный оксид магния используется доломитовая пыль,образующаяся при обжиге сырого доломита,который содержит не только активный оксид магния 20-30 , но и активный оксид кальция 35-45 втретьих, в исходной смеси поддерживаются строго определенное соотношение кальцийи магнийсодержащих компонентов, позволяющие получить положительный эффект. Предлагаемое вяжущее проверено в лабораторных условиях. Рудные компоненты были представлены шламами доменных и конвертерных газоочисток с влажностью 40-90. В качестве вяжущих компонентов использовали пылевидную известь и доломитовую пыль, улавливаемых сухими газоочистками печей обжига известняка и сырого доломита. Химический состав приведен в таблице 1. Химический состав известковой и доломитовой пыли 2 23 Доломито 44,50 3,71 5,07 26,52 вая пыль Для вяжущего по прототипу был использован доменный шлак, а в качестве вещества,содержащего активный оксид магния, применяли химически чистый оксид магния. Мелкодисперсный шлам металлургического производства (конвертерный шлам с влажностью 50-90 и содержанием общ 30-50) смешивают с известковой и доломитовой пылью. При тщательном перемешивании извести ускоряется процесс гидратации, то есть выделяет тепло,которое нагревает всю шихту до 80-108 С. После перемешивания в течении 5-7 мин, смесь загружают в пресс-форму и при температуре смеси 40-60 С осуществляют брикетирование материалов на гидравлическом прессе давлением 4000-5000 кг в течении 30-60 сек и получали брикет цилиндрической формы диаметром 50 мм и высотой 80-90 мм. Для экспериментальной проверки применимости предлагаемого вяжущего для безобжигового окускования проводились лабораторные испытания образцов, изготовленных согласно примерам,приведенных в таблице 2. Компонентный состав вяжущего изменяли в различных пределах предлагаемого состава (примеры 2, 3 и 4) , включая и заграничные содержания компонентов (примеры 1 и 5), а также согласно прототипу. Результаты сравнительных испытаний образцов вяжущего безобжигового окускования с прототипом в таблице 2. Таблица 2 Состав образцов вяжущих безобжигового окускования и результаты их испытаний в сравнении с прототипом Показатели Прототип Предлагаемое вяжущее Пример 1 Химически чистый оксид магния 2.Прочность окускованного материала на сжатие, кН/см 2 удар,истирание,3.Продолжительность 12,0 0,2-0,4 самоотвердения, час Положительные результаты в соответствии с заявляемым техническим результатом получены при обработке шламовой пульпы с влажностью 40-90 смесью пылевидной извести и доломита предлагаемого состава в соответствии с примерами 2, 3 и 4. При этом достигается высокая прочность окускованного материала (брикетов) и уменьшается продолжительность основного этапа обезвоживания до начала периода твердения смеси. Причем изготовленные с использованием доломитовой пыли брикеты отличались повышенной прочностью по сравнению с применением чистой известковой пыли. Влажность брикетов через 24 часа составила 9, а через 15 суток была в пределах 0,3-0,5 и они не теряли своей формы. Результаты образцов,изготовленных в соответствии примерами 1 и 5 имеют показатели,значение которых не удовлетворяет поставленной задаче по разработке нового состава вяжущего. Содержание оксида кальция в кальцийсодержащем компоненте(пылевидной извести) в образцах составляло не менее 70. Прочность прессованных брикетов в процессе их вылеживания практически не изменялась, и они оказались вполне пригодными для транспортирования по системам конвейеров и пересыпкам трактов шихтоподачи. Результаты лабораторных исследований подтвердили, что наиболее прочные брикеты получаются при безобжиговом окусковании при расходе известковой и доломитовой пыли в указанных пределах. Предлагаемое вяжущее в сравнении с прототипом, являющимся и базовым объектом, позволяет упростить процесс безобжигового окускования за счет ускорения процесса самотвредения и упрочнения окускованного материала и повысить прочностные характеристики окускованного материала при более полной утилизации техногенных тонкодисперсных отходов металлургического производства (высоковлажных железосодержащих шламов, и пылевидных отходов производства извести и обожженного доломита) и вернуть их в качестве вторичных материалов в металлургический передел. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Вяжущее для безобжигового окускования,включающее кальцийсодержащий материал и вещество, содержащее активный оксид магния,отличающийся тем,что в качестве кальцийсодержащего материала используют пылевидный отход производства свежеобожженной извести, а в качестве вещества, содержащего активный оксид магния, используют пыль обжига сырого доломита или молотый обожженый доломит и указанные ингредиенты взяты в следующем соотношении, ма.пылевидный отход производства свежеобожженной извести - 75-85 вещество, содержащее активный оксид магния- 15-25. 2. Вяжущее по п.1, отличающееся тем, что содержание активного оксида кальция в кальцийсодержащем материале должно быть не менее 70 .

МПК / Метки

МПК: C22B 1/243, C22B 1/24

Метки: окускования, безобжигового, вяжущее

Код ссылки

<a href="http://kzpatents.com/4-ip25103-vyazhushhee-dlya-bezobzhigovogo-okuskovaniya.html" rel="bookmark" title="База патентов Казахстана">Вяжущее для безобжигового окускования</a>

Похожие патенты