Металлургические брикеты

Брикетирование металлургического сырья

В государствах с развитой промышленностью на протяжении последних десятилетий особое внимание уделяется развитию технологий, помогающих сократить затраты энергии, сырьевых ресурсов при производстве продукции. Одну из задач, помогают решить, металлургические брикеты.

Также значительные инвестиции выделяются для разработки производственных методик и оборудования, оказывающих минимум негативного влияния на внешнюю среду. Среди подобных задач выделяют проблему утилизации отходов металлургического производства.

Особо остро дела обстоят в постсоветских государствах. За многие десятилетия работы предприятия тяжелой индустрии на территории этих стран произвели такое количество вторсырья, что площади для его хранения насчитывают сотни тысяч гектар. К примеру, в Украине отходы металлургии занимают больше 160 000 га.

Способы окусковывания металлургического вторсырья

Рециклинг утиля помогает не только избавиться от огромных объемов отходов, но и повысить экономическую выгоду производства. В металлургии наиболее ценным под переработку вторсырьем считается:

• колошниковая пыль, прокатная окалина;
• сталеплавильные, аглодоменные, угольные шламы;
• стальная, алюминиевая, чугунная стружка.

Трудность рециклинга подобного утиля заключается в мелком размере частиц этих материалов. Поэтому перед повторной обработкой такое сырье окусковывают. Традиционные методы окусковывания – изготовление окатышей, агломерация.

К недостаткам последнего способа относят недостаточную эффективность. Для производства окатышей нужно строго соблюдать гранулометрический состав отхода, влажностный режим, что затрудняет осуществление качественной переработки вторсырья.

Металлургические брикеты снижают расходы до 30% при производстве чугуна

Разновидности технологий брикетирования

Ввиду наличия подобных препятствий при традиционных способах окусковывания отходов металлургии появился интерес к технологии брикетирования металлургического утиля. Этот метод активно используется передовыми предприятиями на протяжении последних лет. Выпуск брикетов из утиля металлургии осуществляют термическим (горячим) и холодным (безобжиговым) способами.

Термобрикетирование отхода металлургии

Горячее брикетирование используется с 1960-х годов. Брикеты, произведенные таким способом, отличаются высокой прочностью в холодном и горячем состояниях, отличной влагостойкостью, восстановимостью. Данный метод состоит из следующих производственных этапов:

• Частичного восстановления железорудного отхода. Операция выполняется с помощью многоподовых, трубчатых печей или реакторов кипящего слоя при температуре 500…1000°C.
• Пластификации рудных частиц. Процесс проходит под действием сильного жара.
• Прессование размягчившихся из-за термического воздействия зерен. Под давлением частицы свариваются между собой.

Термобрикетирование не получило широкого распространения из-за дополнительных расходов на предварительную термообработку утиля, а также ввиду неудовлетворительности работы прессов при взаимодействии с горячим сырьем.

Холодное брикетирование металлургического вторсырья

Суть этого метода заключается в прессовке отходов при использовании связующих минеральных, органических компонентов или без них. Данный вариант создания брикетов дает возможность окусковывать однородный и неоднородный утиль различной влажности, крупности. Преимущества холодного брикетирования:

• простота технологического процесса;
• отсутствие потребности в технически сложном оборудовании;
• экологичность, невысокие энергетические затраты;
• возможность быстрого обустройства перерабатывающих производств в местах образования утиля.

К минусам этого способа относят более высокий по сравнению с окатышами, агломератом показатель истираемости, меньшую устойчивость к термическому воздействию. Подобные недостатки можно устранить путем оптимизации состава брикетов, коррекции условий плавки в кислородных конвертерах, а также электродуговых, низкошахтных, доменных печах.

Сферы использования брикетов из металлургического утиля

На сегодняшний день множество крупных зарубежных и отечественных предприятий занимается производством оборудования для холодного брикетирования отходов металлургии. Это обусловлено широким применением материала, окускованного таким способом. Брикеты из металлургического вторсырья используют как:

1. восстановительные, топливные компоненты при ферросплавном, доменном, сталеплавильном производствах;
2. добавки, регулирующие шлаковый режим агрегатов, предназначенных для переплавки стали;
3. железосодержащие включения, охладители в сталеплавильном и доменном производствах, заменители металлической шихты;
4. термоизоляционные составы, использующиеся при разливке стали;
5. промывочные добавки шихт для доменной печи;
6. раскисляющие, легирующие компоненты в сталелитейной индустрии.

Имеющийся опыт плавки брикетов включает множество позитивных производственных примеров. Благодаря этому брикетирование считают высокоэффективным, надежным методом окусковывания утиля металлургии.

Металлургические брикеты уменьшают образование шлаков

Регламент технологии производства брикетов из металлургического вторсырья

На текущий момент одной из основных проблем отрасли брикетирования производственного отхода считается отсутствие четких требований к готовой продукции. Промышленные организации пользуются индивидуальными классификациями, разработанными под личные нужды.

Наиболее оптимальным пока что считается деление брикетов согласно назначению (предложено И. Ф. Куруновым):

• I класс – самовосстанавливающаяся, имеющая в составе углерод и окислы железа продукция;
• II кл. – включающие флюсующие компоненты, железные окиси, не содержащие углерод брикеты;
• III класс – продукция, имеющая специальное назначение (например, использующаяся как промывочный, легирующий компонент).

На данный момент ведутся работы по созданию четкого регламента отрасли брикетирования. В учет берутся свойства сырья, условия изготовления, марки применяемого оборудования. Подобный подход поможет усовершенствовать технологию производства брикетов, разработать системный производственный подход, создать аналитические методы расчетов для оценки качества изготавливаемой продукции.