Линия для изготовления железосодержащих брикетов на основе отходов металлургического производства

Линия для изготовления железосодержащих брикетов на основе отходов металлургического производства

Реферат

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к утилизации металлургических отходов, которые могут использоваться как дополнительное сырье для доменного и сталеплавильного производства.

Известна линия для брикетирования стальной окалины, которая является отходом металлургического производства. Линия содержит средство для измельчения окалины до частиц крупностью 0,3-3,0 мм, смеситель, пресс, печь для обжига брикетов (см. патент РФ №1055919, МПК 6 С 22 В 1/242, БИ № в 7, 1996 г.).

Для обеспечения механической прочности, требуемой от полуфабрикатов из окалины, перед прессованием размолотую окалину смешивают со специальным связующим веществом.

Существенными признаками аналога, сходными с существенными признаками заявляемого технического решения, являются: смеситель, пресс.

Недостатком известной линии является наличие в ней печи для обжига, что приводит к повышению энергоемкости и значительному удорожанию производства брикетов, а измельчение окалины до частиц крупностью 0,3-3,0 мм, не позволяет получить брикет необходимой плотности и прочности.

Кроме того, конструкция линии не обеспечивает возможности использования замасленной окалины в качестве сырья.

Известна линия для изготовления брикета (см. патент РФ №2183679, МПК 7 С 21 С 5/52, С 22 В 1/24, БИ № 17, 2002 г.), которая по технической сущности и достигаемому техническому результату является наиболее близкой к заявляемому изобретению.

Линия содержит емкости для сырья, весы, средство для увлажнения, смеситель и вибропресс, установленные по ходу технологического процесса и соединенные механизмами подачи сырья.

Существенными признаками прототипа, сходными с существенными признаками заявляемого изобретения, являются: емкости для сырья, весы, дозатор, смеситель и вибропресс, установленные по ходу технологического процесса и соединенные механизмами подачи сырья.

Недостатком известной линии является то, что ее конструкция не позволяет расширить ее технологические возможности за счет использования в качестве сырья для производства железосодержащих брикетов окалиномаслосодержащих шламов вторичных отстойников прокатных цехов с целью возвращения отходов в металлургические переделы, а также нестабильное качество полученных при помощи линии брикетов, обусловленное как недостаточным качеством сырья, так и недостаточной эффективностью вибрационного воздействия в одной плоскости на формируемую массу.

В основу изобретения поставлена задача усовершенствовать линию для изготовления железосодержащих брикетов на основе отходов металлургического производства путем расширения ее технологических возможностей за счет введения в нее новых звеньев, обеспечивающих возможность переработки шламов вторичных отстойников прокатных цехов, которые включают мелкофракционную (до 0,02 мм окалину) с содержанием масла до 15-17%, что вместе с использованием вибропресса, выполненного с возможностью вибрационного воздействия на брикет в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, повышает эффективность вибрационного воздействия на формируемую массу, позволяет оптимизировать процесс прессования, получить металлургический брикет с большим содержанием металла в данном объеме, стойкий к разрушению, а также получить минеральное масло средней вязкости, пригодное к использованию. Обеспечивается полная утилизация отходов и их возвращение в технологические процессы металлургического производства, уменьшается вредное влияние на окружающую среду.

Поставленная задача решается тем, что в линии для изготовления железосодержащих брикетов на основе отходов металлургического производства, содержащей систему подготовки шихты и формирования брикетов, включающую установленные по ходу технологического процесса емкости (8, 9, 11) для приема сырья, корректирующих и связующих добавок, связанные механизмами подачи, дозирования и транспортирования со смесителем (24), соединенным с вибропрессом (13), согласно изобретению, она содержит взаимосвязанные систему извлечения железосодержащего материала из окалиномаслосодержащих шламов вторичных отстойников прокатных цехов и систему регенерации масла, при этом система извлечения железосодержащего материала из шлама содержит смеситель-перегружатель (2) шламов, соединенный с гравитационным смесителем (1) шлама с моющим веществом, поданным от смесителя-реактора (5), при этом смеситель (1), установлен с возможностью слива жидкой составляющей смеси (суспензии) в бак (3) и подачи твердой составляющей смеси (промытой окалины) питателем 6 на фильтр (7) ее обезвоживания, а бак (3) соединен с емкостями (17, 18) системы регенерации масла, последовательно соединенными для каскадного отстоя суспензии и сообщающимися с баком-накопителем (16) обезмасленых стоков, который связан трубопроводом возврата со смесителем-перегружателем (2), при этом емкости (18) связаны с последовательно соединенными между собой виброситом (19), магнитным сепаратором (20), фильтром-прессом (21) и емкостями (23) очищенного от примесей масла, а вибропресс (13) системы подготовки шихты и формирования брикетов выполнен с вибраторами, установленными с возможностью придания колебательных движений пуансону и матрице в двух взаимно перпендикулярных плоскостях.

Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков заявляемого изобретения и достигаемым техническим результатом заключается в следующем.

В состав линии включены три взаимосвязанные системы, а именно: система извлечения железосодержащего материала из окалиномаслосодержащих шламов вторичных отстойников прокатных цехов, позволяющая выделить и ввести в состав шихты для изготовления брикетов мелкофракционную, крупностью до 0,02 мм, окалину, которая легко уплотняется при вибропрессовании и улучшает качество изделий;

система подготовки шихты и формирования брикетов, обеспечивающая необходимую прочность и плотность брикетов за счет придания вибропрессу возможности осуществления вибрационного воздействия на формируемую массу, в двух взаимно перпендикулярных плоскостях;

система регенерации масла из шламов вторичных отстойников прокатных цехов, которая позволяет выделить из отходов минеральное масло средней вязкости, пригодное к использованию.

Такое конструктивное выполнение линии позволяет обеспечить утилизацию отходов металлургического производства, их возвращение в технологические переделы в виде стойких к разрушению металлургических брикетов с большим содержанием металла, а также минерального масла средней вязкости. Кроме того, производство брикетов при помощи заявляемой линии исключает вредное воздействие на окружающую среду, улучшает экологическое состояние на предприятии, является практически безотходным.

Таким образом, совокупность существенных признаков, характеризующих конструкцию линии, обеспечивает безотходное получение стойких к разрушению железосодержащих брикетов из окалиномаслосодержащих шламов вторичных отстойников прокатных цехов.

Изобретение поясняется чертежом, где приведена схема размещения оборудования линии для изготовления железосодержащих брикетов на основе отходов металлургического производства.

Линия состоит из системы извлечения железосодержащего материала из окалиномаслосодержащих шламов вторичных отстойников прокатных цехов, системы подготовки шихты и формирования брикетов, системы регенерации масла, связанных между собой механизмами подачи, взвешивания, дозирования и транспортирования установленных по ходу технологического процесса.

Система извлечения железосодержащего материала из окалиномаслосодержащих шламов вторичных отстойников прокатных цехов (в дальнейшем "шламы") содержит смеситель-перегружатель 2 шламов, соединенный шламонасосом 4 с гравитационным смесителем 1 для промывания пульпы, полученной смешиванием шлама и моющего вещества. Гравитационный смеситель 1, установлен с возможностью слива в приемный бак 3 жидкой смеси (суспензии), которая образовалась в нем после смешивания и отстоя смеси шлама и моющего вещества и соединен питателем 6 подачи твердой составляющей смеси (промытой окалины) с фильтром 7 ее обезвоживания. Кроме того, система включает смеситель-реактор 5 для подготовки концентрированного моющего вещества, соединенный трубопроводом с гравитационным смесителем 1, а фильтр 7 соединен с емкостью 8 для принятия и накопления обезвоженного сырья (промытой окалины) для изготовления брикета и баком-накопителем 16 стоков. Приемный бак 3 для слива суспензии соединен с емкостями 17, 18 системы регенерации масла, соединенными последовательно для каскадного отстоя и выделения масла из слитой из смесителя 1 суспензии, а емкости 17, 18 соединены с баком-накопителем 16 обезмасленых стоков, который связан трубопроводом возврата со смесителем-перегружателем 2, куда обезмасленые стоки из бака 16 насосом 15 подаются для повторного использования. При этом емкости 18 связаны с последовательно соединенными между собой виброситом 19, магнитным сепаратором 20, фильтром-прессом 21, который при помощи насоса 22 соединен с емкостями 23 приема и накопления выделенного масла.

Система подготовки шихты и формирования брикетов содержит емкость 8 для приема промытой окалины, емкость 9 для добавок, корректирующих химический состав шихты для брикетов, механизмы 10 подачи и дозирования шихты, подающие ее к смесителю 24 принудительного действия, который связан с емкостями 11 связующих пылевидных добавок. Смеситель 24 посредством конвейера 12 соединен с установкой холодного объемного вибропрессования на базе вибропресса 13, откуда сформированные брикеты направляют к контейнерам 14.

Линия для изготовления железосодержащих брикетов на основе отходов металлургического производства работает следующим образом.

Смеситель-перегружатель 2 заполняют окалиномаслосодержащими шламами вторичных отстойников прокатных цехов (в дальнейшем "шламы"), затем подают из бака-накопителя 16 обезмасленых стоков воду и перемешивают смесь. Шламонасосом 4 от смесителя-перегружателя 2 к гравитационному смесителю 1 подают смесь шламов с водой.

Для подготовки моющего раствора смеситель-реактор 5 загружают в заданном соотношении содой кальцинированной, жидким стеклом, эмульгатором и водой, после чего перемешивают полученный раствор. Моющий раствор подают в заданном соотношении на гравитационный смеситель 1 и после 2-3 минут смешивания смеситель 1 останавливают и в течение 8-10 минут осуществляют отстой смеси, после чего отстоянную жидкую составляющую (суспензию) желобом сливают в приемный бак 3. После первого слива жидкой фазы снова включают гравитационный смеситель 1 и подают на него вторую порцию моющего раствора. После перемешивания пульпы, полученной из моющего вещества и шлама, смеситель 1 останавливают и осуществляют вторичный отстой смеси. По завершении отстоя суспензию сливают в приемный бак 3 и питателем 6 подают промытую окалину на фильтр 7 обезвоживания, где промытую окалину обезвоживают (до концентрации, обеспечивающей достижение заданной прочности брикета). Полусухую окалину от фильтра 7 подают в емкость 8 для приема и накопления сырья для изготовления брикета. При необходимости корректирования химического состава брикета в состав шихты для его изготовления добавляют различные раскислители (Mn, Al, Si, С), их загружают в емкость 9, связанную механизмами 10 дозирования и подачи шихты, со смесителем 24 принудительного действия для полусухих смесей. Полусухую окалину из емкости 8.механизмами 10 дозирования и подачи также направляют к смесителю 24, куда одновременно поступают пылевидные связующие добавки, например портландцемент, из емкостей 11. Подготовленную в смесителе 24 смесь промытой окалины, пылевидных связующих добавок и, при необходимости, раскисляющих добавок конвейерами 12 подают на установку холодного объемного вибропрессования на базе вибропресса 13. Формирование брикета осуществляют способом холодного объемного вибропрессования, то есть одновременным воздействием на смесь давлением и вибрацией в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Вибратор, установленный на площадке с пуансоном, придает колебательные движения пуансону в вертикальной плоскости. Вибратор, установленный на площадке под матрицей, придает колебательные движения матрице в горизонтальной плоскости. В процессе вибрации стремительно снижается вязкость формируемой смеси, значительно уменьшается трение и сцепление между частицами в смеси, формируемая смесь превращается из жесткой и малоподвижной в подвижную текучую массу, которая быстро заполняет форму. Сформированные на поддонах брикеты укладывают на контейнеры 14 и направляют на склад готовой продукции (не показан). После формирования брикеты должны затвердеть до достижения сопротивления раздавливанию.

Образованная в результате двойного промывания и отстоя окалиномаслосодержащих шламов суспензия, состоящая из воды, тонкой фракции окалины и масла, из бака 3 поступает в систему регенерации масла, где осуществляют ее последующее разделение с целью извлечения из нее компонентов, пригодных к повторному использованию (минеральные масла).

Суспензия из бака 3 гравитационного смесителя 1 попадает в емкости 17, 18, где осуществляется каскадный отстой-переливание раствора по степени разделения. В ходе отстоя растворов в емкостях 17, 18 осуществляется разделение суспензии на составляющие. Тонкая фракция окалины осаждается и в виде обезмасленого раствора возвращается из бака-накопителя 16 в смеситель-перегружатель 2 при помощи насоса 15. Поверхностный слой отстоявшейся суспензии из емкости-отстойника 18 поступает на вибросито 19, где очищается от посторонних включений, размер которых превышает 0,2 мм. Масло, прошедшее через сито 19, обрабатывается постоянным магнитом магнитного сепаратора 20, с помощью которого извлекаются ферромагнитные частицы, после чего оно подается к фильтру-прессу 21, откуда очищенное от примесей масло насосом 22 подается в емкости 23 его накопления.

Использование изобретения обеспечивает возвращение в технологические переделы отходов металлургического производства в виде брикетов, которые используются как добавка в шихту при производстве чугуна и стали.

Линия для изготовления железосодержащих брикетов на основе отходов металлургического производства, содержащая систему подготовки шихты и формирования брикетов, включающая установленные по ходу технологического процесса емкости (8, 9, 11) для приема сырья, корректирующих и связующих добавок, связанные механизмами подачи, дозирования и транспортирования со смесителем (24), соединенным с вибропрессом (13), отличающаяся тем, что она содержит взаимосвязанные систему извлечения железосодержащего материала из окалиномаслосодержащих шламов вторичных отстойников прокатных цехов и систему регенерации масла, при этом система извлечения железосодержащего материала из шлама содержит смеситель-перегружатель (2) шламов, соединенный с гравитационным смесителем (1) шлама с моющим веществом, поданным от смесителя-реактора (5), при этом гравитационный смеситель (1) установлен с возможностью слива жидкой составляющей смеси - суспензии - в бак (3) и подачи твердой составляющей смеси - промытой окалины - питателем (6) на фильтр (7) ее обезвоживания, а бак (3) соединен с емкостями (17, 18) системы регенерации масла, последовательно соединенными для каскадного отстоя суспензии и сообщающимися с баком-накопителем (16) обезмасленых стоков, который связан трубопроводом возврата со смесителем-перегружателем (2), при этом емкости (18) системы регенерации масла связаны с последовательно соединенными между собой виброситом (19), магнитным сепаратором (20), фильтром-прессом (21) и емкостями (23) очищенного от примесей масла, а вибропресс (13) системы подготовки шихты и формирования брикетов выполнен с вибраторами, установленными с возможностью придания колебательных движений пуансону и матрице в двух взаимно перпендикулярных плоскостях.