RU2224007C1 - Elevated-strength coal briquette and a method of fabrication thereof - Google Patents

Abstract

FIELD: manufacture of building materials. SUBSTANCE: metallurgicalapplication briquettes consist of 100 parts coal fine, 1-5 parts burnt lime, and 7-15 parts molasses. Fabrication comprises mixing burnt lime with coal fine, ageing resulting mix, adding indicated amount of molasses, stirring, and directly molding stirred mix into briquettes. EFFECT: optimized strength required for novel iron production processes. 10 cl, 1 dwg, 7 tbl, 3 ex

Description

Изобретение относится к брикетам, применяемым в металлургии. Более конкретно изобретение относится к брикетам, которые получают из угольной мелочи с использованием негашеной извести и мелассы, что позволяет обойтись без процесса сушки угольной мелочи за счет осуществления экзотермической реакции влаги, содержащейся в угле, с негашеной известью, при одновременном достижении повышенной прочности за счет связующей способности сахарата кальция, образующегося в результате химической реакции между негашеной известью и мелассой. Изобретение относится также к способу получения таких брикетов. Поскольку брикеты, изготовленные согласно изобретению, имеют повышенную прочность, они могут применяться в ходе плавильно-восстановительного процесса получения железа, который широко применяется в последнее время. The invention relates to briquettes used in metallurgy. More specifically, the invention relates to briquettes, which are obtained from coal fines using quicklime and molasses, which eliminates the drying process of coal fines due to the exothermic reaction of moisture contained in coal with quicklime, while achieving increased strength due to the binder the ability of calcium sugar, formed as a result of a chemical reaction between quicklime and molasses. The invention also relates to a method for producing such briquettes. Since briquettes made according to the invention have increased strength, they can be used during the smelting reduction process for producing iron, which has been widely used recently.

Известно, что процессы FINEX и COREX или плавильно-восстановительные процессы получения железа обладают тем преимуществом, что позволяют использовать в качестве топлива для плавильной печи уголь вместо кокса. Однако в случае, если уголь имеет форму угольной мелочи с размерами частиц 8 мм и менее, он не может обеспечить полное сгорание в плавильной печи, и часто задерживается в коллекторе. Кроме того, когда угольная мелочь накапливается в коллекторе в избыточном количестве, теряется температурный баланс процесса, что создает таким образом различные проблемы в ходе процесса. Поэтому необходимо ограничить применение такой угольной мелочи в процессе получения железа. Однако применяемые в настоящее время в процессах получения железа угли содержат угольную мелочь с размерами частиц не более 8 мм. It is known that FINEX and COREX processes or smelting reduction processes for producing iron have the advantage of allowing coal instead of coke to be used as fuel for the smelter. However, in the event that the coal has the form of fines with a particle size of 8 mm or less, it cannot provide complete combustion in the smelter, and is often retained in the collector. In addition, when coal fines accumulate in the collector in excess, the temperature balance of the process is lost, which creates various problems in the process. Therefore, it is necessary to limit the use of such coal fines in the process of obtaining iron. However, the coals currently used in iron production processes contain coal fines with particle sizes of no more than 8 mm.

Возможности применения угольной мелочи в процессах получения железа ограничены главным образом или вдуванием пылеугольного топлива (PCI), или применением угля для производства кокса. Однако, поскольку характеристики углей, которые могут использоваться в процессе COREX, четко оговорены, существуют ограничения в возможности применения такого угля для иных, чем процесс COREX, целей. Таким образом, желательно создать способ получения брикетов путем кускования подходящим образом угольной мелочи. До сих пор, однако, в технике не найдено подходящего способа брикетирования угольной мелочи для последующего применения в процессах FINEX и COREX. The possibilities of using coal fines in iron production processes are limited mainly by the injection of pulverized coal fuel (PCI), or the use of coal for the production of coke. However, since the characteristics of the coals that can be used in the COREX process are clearly stated, there are restrictions on the possibility of using such coal for purposes other than the COREX process. Thus, it is desirable to create a method for producing briquettes by appropriately biting coal fines. Until now, however, no suitable method for briquetting coal fines for subsequent use in FINEX and COREX processes has been found in the technique.

Так, например, в патентах Великобритании GB 2227024 A и США 4738685 описаны способы изготовления брикетов с использованием смеси угольной мелочи, мелассы и неорганического отвердителя. Согласно этим способам, брикеты должны отверждаться при комнатной температуре в течение 1-3 сут или в печи при температуре от 200 до 300^oС в течение 1 ч с целью повышения прочности брикетов, поскольку эффективность операции отверждения в ходе процесса низка, что непосредственно связано с низкой начальной прочностью брикетов.So, for example, in British patents GB 2227024 A and US 4738685 described methods of manufacturing briquettes using a mixture of coal fines, molasses and inorganic hardener. According to these methods, briquettes must be cured at room temperature for 1-3 days or in an oven at a temperature of 200 to 300 ^o C for 1 h in order to increase the strength of the briquettes, since the efficiency of the curing operation during the process is low, which is directly related to low initial strength of briquettes.

В случае применения в технологическом процессе, таком как плавильно-восстановительный процесс, большого количества брикетов брикеты транспортируются и складируются с помощью ленточного конвейера. Если брикеты не обладают достаточной первоначальной прочностью, происходит их разрушение в процессе транспортировки на ленточном конвейере. Чтобы избежать такого разрушения, брикеты необходимо нагревать после формовки до температуры свыше 200^oС. Однако для такого дополнительного процесса нагревания требуется крупномасштабное сушильное оборудование, создающее дополнительные экономические проблемы в форме больших издержек и низкой производительности изготовления брикетов.If used in a technological process, such as a smelting and recovery process, a large number of briquettes, the briquettes are transported and stored using a conveyor belt. If the briquettes do not have sufficient initial strength, they are destroyed during transportation on a conveyor belt. To avoid such destruction, the briquettes must be heated after molding to temperatures above 200 ^o C. However, such an additional heating process requires large-scale drying equipment, which creates additional economic problems in the form of high costs and low productivity of briquette production.

В то же время способ изготовления брикетов из угольной мелочи для производства кокса описан в открытой публикации патента Японии Heisei 7-97576 (дата публикации: 11 апреля 1995 г.). At the same time, a method of manufacturing coal fines briquettes for coke production is described in the open publication of Japanese patent Heisei 7-97576 (publication date: April 11, 1995).

Согласно этому способу, связующее типа каменноугольного дегтя или смолы нагревают до температуры размягчения (около 150^oС) или выше с целью плавления. Затем расплав в нужном количестве добавляют к угольной мелочи. Смесь тщательно перемешивают и подвергают прямому формованию путем охлаждения расплавленного связующего до температуры ниже температуры размягчения. Такая плавка путем нагрева и охлаждения связующего обеспечивает прочную связь частиц угля между собой, придавая им высокую прочность и сопротивление разрушению во время механической транспортировки. Однако такой нагрев связующего до температуры размягчения требует крупномасштабной системы нагревания, выделяющей вредные газы, которые делают в процессе работы небезопасной рабочую среду. Для улавливания и очистки вредных газов могут потребоваться дополнительные расходы.According to this method, a coal tar or resin binder is heated to a softening temperature (about 150 ^{° C.} ) or higher for melting. Then the melt in the right amount is added to the coal fines. The mixture is thoroughly mixed and subjected to direct molding by cooling the molten binder to a temperature below the softening temperature. Such melting by heating and cooling the binder provides a strong bond of the coal particles with each other, giving them high strength and resistance to destruction during mechanical transportation. However, such heating of the binder to a softening temperature requires a large-scale heating system emitting harmful gases, which make the working environment unsafe during operation. For the capture and purification of harmful gases, additional costs may be required.

Кроме того, для плавильно-восстановительного процесса получения железа ежедневно требуется несколько сотен тонн брикетов. Поэтому брикеты должны складироваться на открытой площадке до тех пор, когда они могут быть использованы. Летом температура на открытом воздухе может повышаться под воздействием солнечного излучения до 40-60^oС. Поэтому связующее из смолы, обладающей примерно такой же температурой размягчения, может повторно размягчиться, вызвав слипание брикетов между собой и затруднив выполнение с ними подъемно-транспортных операций механическими средствами.In addition, several hundred tons of briquettes are required daily for the smelting and reduction process for producing iron. Therefore, briquettes should be stored in an open area until then, when they can be used. In summer, the temperature in the open air can increase under the influence of solar radiation to 40-60 ^o C. Therefore, a binder from a resin having about the same softening temperature can re-soften, causing the briquettes to stick together and making it difficult for them to carry out lifting and transport operations with mechanical means .

Более того, обычно угольная мелочь обладает высокой влажностью. Проблема, связанная с брикетами, полученными прямым формованием, заключается в том, что избыточное содержание влаги ведет к снижению их прочности в холодном состоянии. По этой причине описанный способ изготовления брикетов обеспечивает низкий выход годного, поскольку требуется дополнительная операция сушки, ведущая к повышению издержек и снижению производительности. Moreover, usually coal fines have high humidity. The problem associated with briquettes obtained by direct molding is that excessive moisture content leads to a decrease in their strength in the cold state. For this reason, the described method of manufacturing briquettes provides a low yield because an additional drying operation is required, leading to higher costs and lower productivity.

В связи с этим, исходя из перечисленных проблем, было разработано настоящее изобретение, причем целью настоящего изобретения является получение брикетов, обладающих повышенной прочностью и высокой стабильностью при пониженной температуре, легкостью выполнения при большом количестве подъемно-транспортных операций; эти брикеты получают из угольной мелочи с использованием в качестве связующего мелассы, а также добавки для регулирования содержания влаги в угольной мелочи, когда не требуется дополнительная операция сушки или нагревания с целью удаления влаги из угольной мелочи. Кроме того, целью настоящего изобретения является создание способа изготовления таких брикетов. In this regard, based on the above problems, the present invention was developed, and the purpose of the present invention is to obtain briquettes having increased strength and high stability at low temperature, ease of execution with a large number of hoisting operations; these briquettes are obtained from coal fines using molasses as a binder, as well as additives to control the moisture content in coal fines, when an additional drying or heating operation is not required to remove moisture from coal fines. In addition, the aim of the present invention is to provide a method for the manufacture of such briquettes.

Таким образом, согласно настоящему изобретению, указанные выше и иные цели могут быть достигнуты путем создания брикетов, обладающих высокой прочностью и состоящих из 100 вес.ч. угольной мелочи, 1-5 вес.ч. негашеной извести и 7-15 вес.ч. мелассы. Thus, according to the present invention, the above and other objectives can be achieved by creating briquettes with high strength and consisting of 100 parts by weight coal fines, 1-5 parts by weight quicklime and 7-15 parts by weight molasses.

Кроме того, согласно настоящему изобретению, указанные выше и иные цели могут быть достигнуты путем создания способа изготовления брикетов повышенной прочности, который включает в себя операции:
(a) смешивание 100 вес.ч. угольной мелочи с 1-5 вес.ч. негашеной извести и выдерживание смеси;
(b) смешивание 7-15 вес.ч. мелассы с выдержанной смесью, полученной в ходе операции (а), и их перемешивание и
(c) прямое формование перемешанной смеси, полученной в ходе операции (b), с целью формирования брикетов.In addition, according to the present invention, the above and other objectives can be achieved by creating a method of manufacturing briquettes of increased strength, which includes operations:
(a) mixing 100 parts by weight coal fines with 1-5 parts by weight quicklime and aging the mixture;
(b) mixing 7-15 parts by weight molasses with the aged mixture obtained during operation (a), and their mixing and
(c) direct molding the mixed mixture obtained in step (b) to form briquettes.

Указанные выше и иные цели, признаки и другие преимущества настоящего изобретения ниже поясняются более подробно с помощью примера выполнения, показанного на чертеже, где схематически показан способ изготовления брикетов согласно изобретению. The above and other objectives, features and other advantages of the present invention are explained below in more detail using the exemplary embodiment shown in the drawing, which schematically shows a method of manufacturing briquettes according to the invention.

Описание предпочтительных вариантов реализации изобретения. Description of preferred embodiments of the invention.

Целью изобретения является получение брикетов, обладающих высокой прочностью и состоящих из 100 вес.ч. частей угольной мелочи, 1-5 вес.ч. негашеной извести и 7-15 вес.ч. мелассы. The aim of the invention is to obtain briquettes with high strength and consisting of 100 parts by weight parts of coal fines, 1-5 parts by weight quicklime and 7-15 parts by weight molasses.

Авторы настоящего изобретения провели изыскания и исследования с целью найти способ окускования угольной мелочи для изготовления брикетов без удаления содержащейся в ней влаги, и обеспечивая при этом высокую прочность брикетов, которая требуется для плавильно-восстановительного процесса получения железа. В конечном счете они обнаружили, что влагу, содержащуюся в угольной мелочи, можно удалить посредством экзотермической реакции, в ходе которой влага и негашеная известь (СаО) превращаются в гашеную известь (Ca(OH)₂) следующим образом:
[Реакция 1]
CaO + H₂O --> Ca(OH)₂
Кроме того, обнаружено, что после добавления к смеси угольной мелочи и негашеной извести в качестве связующего мелассы она вступает в химическую реакцию с негашеной известью, образуя связи из сахарата кальция, что препятствует ее разбавлению влагой, присутствующей в смеси. Таким образом, появляется возможность получать брикеты, обладающие высокой прочностью, не выполняя при этом дополнительной операции нагрева и сушки после операции прямого формования при получении брикетов. Настоящее изобретение основывается на перечисленных открытиях и фактах.The authors of the present invention conducted research and studies with the aim of finding a method of sintering coal fines for the manufacture of briquettes without removing the moisture contained in it, while ensuring the high strength of the briquettes, which is required for the smelting reduction process for producing iron. Ultimately, they found that the moisture contained in the coal fines can be removed through an exothermic reaction, during which moisture and quicklime (CaO) are converted into slaked lime (Ca (OH) ₂ ) as follows:
[Reaction 1]
CaO + H ₂ O -> Ca (OH) ₂
In addition, it was found that after adding coal fines and quicklime to the mixture as molasses binder, it reacts chemically with quicklime, forming bonds from calcium sugar, which prevents its dilution with the moisture present in the mixture. Thus, it becomes possible to obtain briquettes having high strength without performing the additional heating and drying operation after the direct molding operation upon receipt of the briquettes. The present invention is based on the above findings and facts.

Ниже приведено подробное описание настоящего изобретения. The following is a detailed description of the present invention.

Угольная мелочь, применяемая в настоящем изобретении, включает в себя уголь, который, согласно техническим требованиям к гранулометрическому составу, не может применяться в процессе COREX. Обычно рекомендуется применение в процессе COREX угля с размерами частиц не менее 8 мм, а в настоящем изобретении применяется угольная мелочь с размерами частиц менее 8 мм. Предпочтительно, согласно изобретению, в качестве угольной мелочи применяется мелочь, подвергнутая измельчению до размеров частиц около 4 мм. Когда угольная мелочь имеет слишком крупные размеры частиц, повышают давление, прилагаемое при брикетировании прямым формованием, что ведет к появлению трещин в брикетах и, следовательно, к понижению их прочности. Более предпочтительным является гранулометрический состав угольной мелочи, при котором на долю частиц с размерами около 4 мм и менее приходится 80% или более. The fines used in the present invention include coal, which, according to the technical requirements for particle size distribution, cannot be used in the COREX process. Coal with a particle size of at least 8 mm is generally recommended in the COREX process, and coal fines with a particle size of less than 8 mm are used in the present invention. Preferably, according to the invention, fines are used as coal fines, crushed to a particle size of about 4 mm. When the coal fines have too large particle sizes, increase the pressure applied during briquetting by direct molding, which leads to the appearance of cracks in the briquettes and, consequently, to a decrease in their strength. Particularly preferred is the particle size distribution of coal fines, in which 80% or more are particles with a size of about 4 mm or less.

Согласно изобретению, угольную мелочь, содержащую влагу, не подвергают отдельной операции сушки. Содержание влаги в угольной мелочи согласуется с количеством добавленной негашеной извести. Наиболее предпочтительным является содержание в угольной мелочи, принимая во внимание количество добавленной негашеной извести, приблизительно от 6 до 12% влаги. При небольшом содержании влаги в угольной мелочи реакция с негашеной известью проходит в недостаточной степени, что ведет к понижению прочности брикетов. С другой стороны, если угольная мелочь содержит слишком много влаги, это не позволяет эффективно осуществлять формовку брикетов и гарантировать их высокое качество. According to the invention, coal fines containing moisture are not subjected to a separate drying operation. The moisture content in the coal fines is consistent with the amount of quicklime added. Most preferred is the content in the fines, taking into account the amount of quicklime added, from about 6 to 12% moisture. With a small moisture content in the coal fines, the reaction with quicklime is not enough, which leads to a decrease in the strength of the briquettes. On the other hand, if coal fines contain too much moisture, this does not allow efficiently forming briquettes and guaranteeing their high quality.

Согласно изобретению, негашеная известь обеспечивает высокую прочность брикетов двумя путями: с одной стороны, она удаляет из угольной мелочи влагу, и, с другой стороны - повышает прочность брикетов за счет формирования связей из сахарата кальция. Негашеная известь (СаО) удаляет влагу из угольной мелочи путем осуществления экзотермической реакции с влагой, содержащейся в угольной мелочи с образованием гашеной извести, как показано выше в реакции 1. Кроме того, негашеная известь может вступать в химическую реакцию с мелассой, образуя связи из сахарата кальция, которые повышают прочность брикетов. Кроме того, благодаря такому формированию связей из сахарата кальция предупреждается разбавление мелассы влагой, содержащейся в угольной мелочи. According to the invention, quicklime provides high strength of briquettes in two ways: on the one hand, it removes moisture from coal fines, and, on the other hand, it increases the strength of briquettes due to the formation of bonds from calcium sugar. Quicklime (CaO) removes moisture from coal fines by exothermally reacting with moisture contained in coal fines to form slaked lime, as shown in reaction 1 above. In addition, quicklime can react chemically with molasses to form bonds from sugar calcium, which increase the strength of briquettes. In addition, due to this formation of bonds from calcium sugar, dilution of molasses with moisture contained in coal fines is prevented.

Согласно изобретению негашеную известь добавляют в количестве от 1 до 5 вес. ч. на 100 вес. ч. угольной мелочи. Если добавить негашеную известь в количестве менее 1 вес. ч., она не сможет в достаточной степени выполнить функцию удаления влаги из угольной мелочи за счет осуществления реакции с влагой и, кроме того, не сможет формировать связи из сахарата кальция путем осуществления реакции с мелассой, что способствует понижению прочности брикета. Если добавить негашеную известь в количестве более 5 вес.ч., происходит ухудшение физических свойств полученных брикетов. According to the invention, quicklime is added in an amount of from 1 to 5 weight. hours per 100 weight. h. coal fines. If you add quicklime in an amount of less than 1 weight. h., it will not be able to sufficiently fulfill the function of removing moisture from coal fines due to the reaction with moisture and, in addition, will not be able to form bonds of calcium sugar by reaction with molasses, which reduces the strength of the briquette. If quicklime is added in an amount of more than 5 parts by weight, the physical properties of the resulting briquettes deteriorate.

Негашеная известь, которую можно использовать согласно изобретению, должна предпочтительно иметь размеры частей около 1 мм. Наиболее важно, чтобы негашеная известь состояла из частиц размерами около 1 мм и менее, причем на долю частиц размерами 0,3 мм и менее приходилось не менее 50% по весу. Чем меньше размеры частиц негашеной извести, тем больше ее удельная площадь. Таким образом, негашеная известь, состоящая из более мелких частиц, легче превращается в гашеную известь путем реакции с влагой, содержащейся в угольной мелочи. Если негашеная известь содержит частицы размерами более 1 мм, причем на долю частиц размерами 0,3 мм и менее приходилось менее 50% по весу, реакция негашеной извести с влагой, содержащейся в угольной мелочи, происходит в недостаточной степени, с вероятностью сохранения в полученных брикетах непрореагировавшей негашеной извести. Такая непрореагировавшая негашеная известь имеет тенденцию вступать в реакцию с влагой, содержащейся в воздухе, что ведет к снижению прочности брикетов. Quicklime that can be used according to the invention should preferably have a particle size of about 1 mm. Most importantly, quicklime should consist of particles of about 1 mm or less, with particles of 0.3 mm or less having at least 50% by weight. The smaller the particle size of quicklime, the greater its specific area. Thus, quicklime, consisting of smaller particles, is more easily converted into slaked lime by reaction with moisture contained in coal fines. If quicklime contains particles larger than 1 mm, and particles of 0.3 mm or less accounted for less than 50% by weight, quicklime does not sufficiently react with moisture contained in coal fines, with the possibility of preservation in the resulting briquettes unreacted quicklime. Such unreacted quicklime tends to react with moisture contained in the air, which reduces the strength of the briquettes.

Согласно изобретению, в качестве связующего используют мелассу, которая может сохранять свою вязкость при комнатной температуре и таким образом более удобна для обращения в больших количествах по сравнению с каменноугольным дегтем или смолой, твердым материалом, обращение с которым в больших количествах затруднено. According to the invention, molasses is used as a binder, which can maintain its viscosity at room temperature and is thus more convenient for handling in large quantities compared to coal tar or tar, a solid material that is difficult to handle in large quantities.

Добавляемое согласно изобретению количество мелассы регулируют в количестве от 7 до 15 вес.ч. в расчете на 100 вес.ч. угольной мелочи. При добавлении мелассы в количестве менее 7 вес.ч. прочность брикета остается низкой. При добавлении мелассы в количестве более 15 вес.ч. возможно возникновение проблемы липкости при смешивании с угольной мелочью. The amount of molasses added according to the invention is controlled in an amount of from 7 to 15 parts by weight. per 100 parts by weight coal stuff. When molasses is added in an amount of less than 7 parts by weight briquette strength remains low. When molasses is added in an amount of more than 15 parts by weight stickiness may occur when mixed with fines.

Предпочтительно содержание твердой фазы в мелассе составляет от 70 до 85% по весу относительно суммарной массы мелассы. При содержании твердой фазы в мелассе менее 70% по весу полученные брикеты обладают низкой прочностью из-за недостаточного содержания в мелассе сахарата, обладающего истинными связующими характеристиками. Кроме того, при высоком содержании влаги в мелассе получаются брикеты с пониженной прочностью. При содержании твердой фазы в мелассе, превышающем 85% по весу, происходит повышение вязкости мелассы, что затрудняет ее равномерное смешивание с другими ингредиентами. Preferably, the solids content of molasses is from 70 to 85% by weight relative to the total mass of molasses. When the solids content in molasses is less than 70% by weight, the obtained briquettes have low strength due to the insufficient content of sugar in the molasses, which has true binding characteristics. In addition, with a high moisture content in molasses, briquettes with reduced strength are obtained. When the solids content in molasses exceeds 85% by weight, the viscosity of molasses increases, which makes it difficult to mix it evenly with other ingredients.

При слишком высокой вязкости мелассы ее можно разбавить, добавив воду в количестве не более 10% по весу от массы используемой мелассы. If the molasses viscosity is too high, it can be diluted by adding water in an amount of not more than 10% by weight of the mass of molasses used.

Кроме того, авторы изобретения обнаружили, что прочность брикетов зависит от порядка смешивания, в связи с чем ими разработан порядок, согласно которому при изготовлении брикетов осуществляется смешивание и/или выдерживание сырьевых материалов, включающих в себя, согласно настоящему изобретению, угольную мелочь, негашеную известь и мелассу. In addition, the inventors found that the strength of the briquettes depends on the mixing order, and therefore they developed a procedure according to which, in the manufacture of briquettes, raw materials are mixed and / or aged, including, according to the present invention, coal fines, quicklime and molasses.

Таким образом, согласно другому аспекту, настоящее изобретение относится к способу изготовления брикетов повышенной прочности, который включает в себя следующие операции:
(d) смешивание 100 вес.ч. угольной мелочи с 1-5 вес.ч. негашеной извести и выдерживание смеси;
(e) смешивание 7-15 вес.ч. мелассы с выдержанной смесью, полученной в ходе операции (а), и их перемешивание и
(f) прямое формование перемешанной смеси, полученной в ходе операции (b), с целью формирования брикетов.Thus, according to another aspect, the present invention relates to a method for manufacturing briquettes of increased strength, which includes the following operations:
(d) mixing 100 parts by weight coal fines with 1-5 parts by weight quicklime and aging the mixture;
(e) mixing 7-15 parts by weight molasses with the aged mixture obtained during operation (a), and their mixing and
(f) direct molding the mixed mixture obtained in step (b) to form briquettes.

На чертеже показана последовательность выполнения операций данного процесса. The drawing shows the sequence of operations of this process.

Сначала угольную мелочь смешивают с негашеной известью. Негашеную известь применяют в количестве от 1 до 5 вес.ч. в расчете на 100 вес.ч. угольной мелочи. Предпочтительно для получения гомогенной смеси используют смеситель 4 (сдвоенный шнековый смеситель). Смешивание выполняют в течение приблизительно 1-3 мин. First, coal fines are mixed with quicklime. Quicklime is used in an amount of 1 to 5 parts by weight. per 100 parts by weight coal stuff. It is preferable to obtain a homogeneous mixture using a mixer 4 (twin screw mixer). Mixing is performed for approximately 1-3 minutes.

После смешивания желательно выдержать смесь, чтобы дать негашеной извести время превратиться в гашеную известь, как показано выше в реакции 1. Хотя превращение негашеной извести в гашеную может осуществляться в процессе перемешивания, время нахождения в смесителе относительно невелико, в связи с чем выдерживание ограничено. Таким образом, для долгосрочного хранения, обеспечивающего выполнение реакции 1, применяют крупный резервуар типа бункера. В это время длительность выдерживания составляет предпочтительно от приблизительно 2 мин до 2 ч. При длительности менее 2 мин в полученных брикетах сохраняется непрореагировавшая негашеная известь, что может привести к понижению прочности брикетов. При длительности более 2 ч имеет место снижение производительности. After mixing, it is desirable to withstand the mixture in order to allow quicklime to turn into slaked lime, as shown in reaction 1 above. Although the conversion of quicklime to slaked lime can take place during the mixing process, the residence time in the mixer is relatively short, and so holding is limited. Thus, for long-term storage, ensuring the performance of reaction 1, apply a large tank type hopper. At this time, the aging time is preferably from about 2 minutes to 2 hours. With a duration of less than 2 minutes, unreacted quicklime is retained in the resulting briquettes, which may lead to a decrease in the strength of the briquettes. With a duration of more than 2 hours, a decrease in productivity occurs.

После выдерживания первой смеси угольной мелочи и негашеной извести к смеси добавляют от 7 до 15 вес.ч. мелассы в расчете на 100 вес.ч. угольной мелочи. В это время также может использоваться смеситель 5. Предпочтительным является распыление мелассы с использованием инжекторного сопла, что способствует повышению эффективности смешивания. After keeping the first mixture of coal fines and quicklime, 7 to 15 parts by weight are added to the mixture. molasses per 100 parts by weight coal stuff. Mixer 5 can also be used at this time. It is preferable to spray molasses using an injection nozzle, which improves mixing efficiency.

В то же время, в процессе смешивания в смесителе гашеная известь может вступать в химическую реакцию с мелассой с образованием связей из сахарата кальция, а непрореагировавшая негашеная известь может вступать в реакцию с содержащейся в мелассе влагой, превращаясь в гашеную известь. Однако химическая реакция между негашеной известью и мелассой ограничивается коротким временем нахождения в смесителе. At the same time, in the process of mixing in the mixer, hydrated lime can react chemically with molasses to form bonds from calcium sugar, and unreacted quicklime can react with moisture contained in molasses, turning into hydrated lime. However, the chemical reaction between quicklime and molasses is limited by the short residence time in the mixer.

Однако, если время нахождения смеси в смесителе увеличить, возможно образование большего количества сахарата кальция, обеспечивающего усиленное отверждение брикетов и позволяющего получить брикеты с повышенной прочностью. Таким образом, согласно настоящему изобретению, вторую смесь перемешивают в течение определенного времени для осуществления реакции образования сахарата кальция. Предпочтительно процесс перемешивания осуществляется в течение длительного времени с использованием месильной машины (обозначена на чертеже позицией 6 в отличие от применяемой в ходе предыдущей операции смешивания). However, if the residence time of the mixture in the mixer is increased, it is possible to form a larger amount of calcium sugar, providing enhanced curing of the briquettes and allowing to obtain briquettes with high strength. Thus, according to the present invention, the second mixture is stirred for a certain time to effect the formation of calcium sugar. Preferably, the mixing process is carried out for a long time using a kneading machine (indicated by 6 in the drawing, in contrast to that used in the previous mixing operation).

Месильная машина 6 имеет форму вертикального цилиндра, который содержит вертикальную ось с прикрепленными к ней лопастями, и в который загружают перемешиваемый материал. Перемешивание второй смеси в месильной машине способствует повышению эффективности отверждения благодаря образованию связей из сахарата кальция. Лопасти установлены таким образом, чтобы обеспечивать перемешивание смеси. Месильная машина регулирует длительность перемешивания смеси в зависимости от объема содержащейся в ней смеси. The kneading machine 6 has the shape of a vertical cylinder, which contains a vertical axis with blades attached to it, and into which the mixed material is loaded. Stirring the second mixture in a kneading machine increases the curing efficiency by forming bonds from calcium sugar. The blades are installed in such a way as to ensure mixing of the mixture. The kneading machine controls the duration of the mixing of the mixture depending on the volume of the mixture contained in it.

Согласно изобретению, при длительности перемешивания менее 2 мин прочность брикетов снижается, а в случае, если длительность превышает 50 мин, смесь становится сухой, в связи с чем так же возможно снижение прочности брикетов. Таким образом, длительность перемешивания предпочтительно составляет от 2 до 50 мин. According to the invention, when the mixing time is less than 2 minutes, the strength of the briquettes decreases, and if the duration exceeds 50 minutes, the mixture becomes dry, and therefore it is also possible to reduce the strength of the briquettes. Thus, the mixing time is preferably from 2 to 50 minutes.

Полученную таким образом вторую смесь с повышенной эффективностью отверждения направляют в валковый пресс 7, который прикладывает к ней равномерное давление для получения брикетов с повышенной прочностью. The second mixture thus obtained with increased curing efficiency is sent to a roller press 7, which applies uniform pressure to it to obtain briquettes with increased strength.

Согласно изобретению, изготовленные брикеты транспортируют по ленточному конвейеру 8 в бункер для брикетов 9 с целью хранения их при комнатной температуре без отдельной операции нагревания и сушки. Брикеты низкого качества снимают с ленточного конвейера 8 и передают в смеситель 5 с оставшейся смесью через утилизационный бункер 10 и повторно используют, повторяя последовательность операций. According to the invention, the manufactured briquettes are transported via a conveyor belt 8 to the briquette hopper 9 for storage at room temperature without a separate heating and drying operation. Low-quality briquettes are removed from the conveyor belt 8 and transferred to the mixer 5 with the remaining mixture through the recovery bin 10 and reused, repeating the sequence of operations.

Требуется приблизительно от 3 мин до 3 ч для формования брикета в ходе ряда операций от бункера для угольной мелочи 1 до валкового пресса 7. Кроме того, позициями 1, 2 и 3 на чертеже обозначены бункер для угольной мелочи, бункер для негашеной извести и бункер для мелассы соответственно. It takes approximately 3 minutes to 3 hours for the briquette to be formed during a series of operations from the coal fines hopper 1 to the roller press 7. In addition, the bins for coal fines, the hopper for quicklime, and the hopper for molasses, respectively.

Как описано выше, согласно изобретению, предлагаются брикеты, изготовленные в процессе смешивания угольной мелочи с негашеной известью и выдерживания смеси, смешивания мелассы с выдержанной смесью и ее перемешивания, когда меласса может полностью пропитать смесь таким образом, чтобы образовать связи из сахарата кальция и получить таким образом брикеты повышенной прочности. Поэтому брикеты, полученные способом, согласно изобретению, имеют повышенную начальную прочность и сразу же готовы к использованию без необходимости осуществления отдельной стадии упрочнения. As described above, according to the invention, there are provided briquettes made by mixing coal fines with quicklime and holding the mixture, mixing molasses with the aged mixture and mixing it, when molasses can completely impregnate the mixture in such a way as to form calcium sugar bonds and obtain briquettes of increased strength. Therefore, briquettes obtained by the method according to the invention have an increased initial strength and are immediately ready for use without the need for a separate hardening step.

С другой стороны, негашеная известь очень быстро реагирует с влагой и мелассой. Поэтому вне зависимости от того, выполняется ли сначала смешивание угольной мелочи с мелассой и затем с негашеной известью, или же смешивание всех перечисленных сырьевых материалов производится одновременно, поскольку негашеная известь слишком быстро реагирует с влагой и с мелассой, способствуя отверждению ингредиентов, оказывается невозможным равномерно распределить негашеную известь по смеси. Соответственно невозможным оказывается получить брикеты с повышенной твердостью. Quicklime, on the other hand, reacts very quickly with moisture and molasses. Therefore, regardless of whether the coal fines are first mixed with molasses and then quicklime, or all the listed raw materials are mixed at the same time, as quicklime reacts too quickly with moisture and molasses, helping to cure the ingredients, it is impossible to evenly distribute quicklime mixed. Accordingly, it is impossible to obtain briquettes with increased hardness.

Далее изобретение описывается более подробно на различных примерах. Эти примеры приведены исключительно в качестве иллюстрации и не ограничивают данное изобретение. The invention will now be described in more detail with various examples. These examples are provided by way of illustration only and do not limit the invention.

Пример 1. Example 1

Были приготовлены 2 образца согласно изобретению и 4 образца в качестве сравнительных примеров, химический состав которых показан ниже в табл. 1. Угольную мелочь с частицами крупностью не более 3,4 мм равномерно смешали с негашеной известью с целью контроля содержания влаги в угольной мелочи, после чего смешали с мелассой как со связующим. Полученную смесь спрессовали с помощью брикетировочного валкового пресса при комнатной температуре, сформировав плоский брикет длиной 63,5 мм, шириной 25,4 мм и толщиной 19,1 мм. Were prepared 2 samples according to the invention and 4 samples as comparative examples, the chemical composition of which is shown below in table. 1. Coal fines with particles no larger than 3.4 mm in size were uniformly mixed with quicklime in order to control the moisture content in coal fines, and then mixed with molasses as a binder. The resulting mixture was compressed using a briquetting roller press at room temperature, forming a flat briquette 63.5 mm long, 25.4 mm wide and 19.1 mm thick.

В табл. 1 к изобретению относятся образцы 1 и 2, в которых брикеты изготовлены путем равномерного смешивания угольной мелочи с 2-3 вес.ч. негашеной извести, а затем с 8-10 вес.ч. мелассы и путем прямого формования полученной смеси при комнатной температуре. In the table. 1 to the invention include samples 1 and 2, in which briquettes are made by uniformly mixing coal fines with 2-3 parts by weight quicklime, and then with 8-10 parts by weight molasses and by direct molding the resulting mixture at room temperature.

С другой стороны, брикет сравнительного образца 1 изготовили, использовав 10 вес.ч. мелассы в расчете на 100 вес.ч. угольной мелочи. Брикет сравнительного образца 2 изготовили путем равномерного смешивания 100 вес.ч. угольной мелочи с 3 вес.ч. карбоната кальция (СаСО₃), затем с 10 вес.ч. мелассы и путем прямого формования полученной смеси при комнатной температуре. Брикет сравнительного образца 3 изготовили путем равномерного смешивания 100 вес.ч. угольной мелочи с 3 вес.ч. гашеной извести (Са(ОН)₂), затем с 10 вес. ч. мелассы и путем прямого формования полученной смеси при комнатной температуре. Брикет сравнительного образца 4 изготовили путем равномерного смешивания 100 вес.ч. угольной мелочи с 1 вес.ч. негашеной извести, затем с 6 вес. ч. мелассы и путем прямого формования полученной смеси при комнатной температуре.On the other hand, the briquette of comparative sample 1 was made using 10 parts by weight of molasses per 100 parts by weight coal stuff. The briquette of comparative sample 2 was made by uniformly mixing 100 parts by weight of coal fines with 3 parts by weight calcium carbonate (CaCO ₃ ), then with 10 parts by weight molasses and by direct molding the resulting mixture at room temperature. The briquette of comparative sample 3 was made by uniformly mixing 100 parts by weight of coal fines with 3 parts by weight slaked lime (Ca (OH) ₂ ), then with 10 weight. including molasses and by direct molding the resulting mixture at room temperature. The briquette of comparative sample 4 was made by uniformly mixing 100 parts by weight of coal fines with 1 weight.h. quicklime, then with 6 weight. including molasses and by direct molding the resulting mixture at room temperature.

Сразу же после формования брикеты подвергли испытаниям с целью определить их сопротивление дробимости и интенсивность пылеобразования. Определение сопротивления дробимости осуществляли методом четырехкратного сбрасывания приблизительно 2 кг брикетов с высоты 5 м на чугунную плиту. После этого взвешивали куски брикетов размерами 10 мм или более и выполняли расчет сопротивления дробимости по формуле 1, приведенной ниже. После сбрасывания проводили также взвешивание кусков брикетов размерами менее 6,3 мм с последующим расчетом интенсивности пылеобразования по формуле 2, приведенной ниже. Immediately after molding, the briquettes were tested in order to determine their crush resistance and dust formation rate. The crushing resistance was determined by the method of four-fold dropping of approximately 2 kg of briquettes from a height of 5 m onto a cast-iron plate. After that, pieces of briquettes with dimensions of 10 mm or more were weighed and the crushability resistance was calculated according to formula 1 below. After dropping, pieces of briquettes weighing less than 6.3 mm were also weighed, followed by a calculation of the dust formation intensity using formula 2 below.

[Формула 1]
Сопротивление дробимости (%) = (общий вес кусков брикетов размерами 10 мм и более после сбрасывания/общий вес брикетов перед сбрасыванием) x 100
[Формула 2]
Интенсивность пылеобразования (%) = (общий вес кусков брикетов размерами 6,3 мм и менее после сбрасывания/общий вес брикетов перед сбрасыванием) x 100
Сопротивление дробимости и интенсивность пылеобразования для каждого из брикетов, приготовленных из составов, приведенных в табл. 1, показаны ниже в табл. 2.[Formula 1]
Crushing resistance (%) = (total weight of pieces of briquettes with dimensions of 10 mm or more after dropping / total weight of briquettes before dropping) x 100
[Formula 2]
Dust generation rate (%) = (total weight of pieces of briquettes with dimensions of 6.3 mm or less after dropping / total weight of briquettes before dropping) x 100
The resistance to crushing and the intensity of dust formation for each of the briquettes prepared from the compositions shown in table. 1 are shown below in table. 2.

Как показано в табл. 2, образцы 1 и 2, состав которых соответствует указанному для данного изобретения, представлены брикетами, обладающими повышенной прочностью, при сопротивлении дробимости, превышающем 80%, и интенсивности пылеобразования менее 16%. С другой стороны, сравнительные образцы 1-4, состав которых выходит за рамки, указанные для изобретения, представлены брикетами с низким сопротивлением дробимости и высокой интенсивностью пылеобразования, что указывает на низкую прочность по сравнению с образцами, соответствующими настоящему изобретению. As shown in the table. 2, samples 1 and 2, the composition of which corresponds to that specified for this invention, are represented by briquettes having increased strength, with a crushing resistance of more than 80%, and dust formation intensity of less than 16%. On the other hand, comparative samples 1-4, the composition of which is beyond the scope specified for the invention, are represented by briquettes with low crushing resistance and high dust formation rate, which indicates low strength compared to samples corresponding to the present invention.

Пример 2. Example 2

Угольную мелочь с крупностью частиц 3,4 мм или более равномерно смешивали в течение 1 мин в миксере Мюллера с добавкой и выдерживали в течение определенного времени. После добавления к выдержанной смеси мелассы в качестве связующего и смешивания в миксере Мюллера в течение 3 мин смесь передали в месильную машину и в течение определенного времени перемешивали, чтобы повысить эффективность отверждения. Полученную смесь подвергли прямому формованию в брикетировочном валковом прессе при комнатной температуре. В результате были получены плоские брикеты длиной 63,5 мм, шириной 25,4 мм и толщиной 19,1 мм. Coal fines with a particle size of 3.4 mm or more were uniformly mixed for 1 min in an Müller mixer with an additive and kept for a certain time. After molasses was added to the aged mixture as a binder and mixed in a Mueller mixer for 3 minutes, the mixture was transferred to a kneading machine and mixed for a certain time to increase the curing efficiency. The resulting mixture was subjected to direct molding in a briquetting roller press at room temperature. The result was flat briquettes 63.5 mm long, 25.4 mm wide and 19.1 mm thick.

Показанные в табл. 3 брикеты образцов 1-7 были изготовлены согласно изобретению путем равномерного смешивания угольной мелочи с негашеной известью, выдерживания смеси, смешивания выдержанной смеси с мелассой, перемешивания этой смеси в месильной машине и прямого формования при комнатной температуре. Shown in tab. 3 briquettes of samples 1-7 were made according to the invention by uniformly mixing coal fines with quicklime, holding the mixture, mixing the aged mixture with molasses, mixing this mixture in a kneading machine and direct molding at room temperature.

С другой стороны, брикет сравнительного образца 1 был изготовлен путем равномерного смешивания угольной мелочи с негашеной известью, затем с мелассой без выдерживания смеси угольной мелочи и негашеной извести, перемешивания полученной смеси в месильной машине с последующим прямым формованием при комнатной температуре. On the other hand, the briquette of comparative sample 1 was made by uniformly mixing coal fines with quicklime, then with molasses without maintaining a mixture of coal fines and quicklime, mixing the resulting mixture in a kneading machine, followed by direct molding at room temperature.

Брикет сравнительного образца 2 был изготовлен путем равномерного смешивания угольной мелочи с негашеной известью, выдерживания смеси в течение 1 мин, смешивания этой смеси с мелассой, перемешивания этой смеси в месильной машине в течение 60 мин и прямого формования смеси при комнатной температуре. The briquette of comparative sample 2 was made by uniformly mixing coal fines with quicklime, keeping the mixture for 1 min, mixing this mixture with molasses, mixing this mixture in a kneading machine for 60 minutes and directly molding the mixture at room temperature.

Брикет сравнительного образца 3 был изготовлен способом, подобным способу изготовления брикета образца 1, но с использованием негашеной извести, в которой доля частиц, размеры которых не превышают 0,3 мм, составляет 15% по весу. The briquette of comparative sample 3 was made by a method similar to the method of manufacturing the briquette of sample 1, but using quicklime, in which the proportion of particles whose sizes do not exceed 0.3 mm is 15% by weight.

Брикет сравнительного образца 4 был изготовлен способом, подобным способу изготовления брикета образца 1, но с использованием угольной мелочи, в которой содержание влаги составляет 4,9% по весу. The briquette of comparative sample 4 was made by a method similar to the method of manufacturing the briquette of sample 1, but using coal fines, in which the moisture content is 4.9% by weight.

Брикет сравнительного образца 5 был изготовлен путем равномерного смешивания угольной мелочи только с мелассой, перемешивания этой смеси в месильной машине в течение 10 мин и прямого формования смеси при комнатной температуре. The briquette of comparative sample 5 was made by uniformly mixing coal fines with molasses only, mixing this mixture in a kneading machine for 10 minutes, and directly molding the mixture at room temperature.

Брикет сравнительного образца 6 был изготовлен способом, подобным способу изготовления брикета образца 1, но с использованием только угольной мелочи и гашеной извести. The briquette of comparative sample 6 was made by a method similar to the method of manufacturing the briquette of sample 1, but using only coal fines and slaked lime.

Брикет сравнительного образца 7 был изготовлен путем равномерного смешивания угольной мелочи с карбонатом кальция, выдерживания смеси в течение 1 мин, смешивания этой смеси с мелассой, перемешивания этой смеси в месильной машине в течение 10 мин и прямого формования смеси при комнатной температуре. The briquette of comparative sample 7 was made by uniformly mixing coal fines with calcium carbonate, keeping the mixture for 1 min, mixing this mixture with molasses, mixing this mixture in a kneading machine for 10 minutes and directly molding the mixture at room temperature.

Брикет сравнительного образца 8 был изготовлен путем равномерного смешивания угольной мелочи с негашеной известью, выдерживания смеси в течение 1 мин, смешивания этой смеси с мелассой, перемешивания этой смеси в месильной машине и прямого формования смеси при комнатной температуре. The briquette of comparative sample 8 was made by uniformly mixing coal fines with quicklime, keeping the mixture for 1 min, mixing this mixture with molasses, mixing this mixture in a kneading machine and directly molding the mixture at room temperature.

Сопротивление дробимости и интенсивность пылеобразования для каждого брикета, изготовленного в качестве образцов и сравнительных образцов, определяли сразу после формования и через 24 ч. Результаты показаны в табл. 4. The crushing resistance and dust formation intensity for each briquette made as samples and comparative samples were determined immediately after molding and after 24 hours. The results are shown in table. 4.

Как показано в табл. 4, брикеты образцов 1-7 обладают более высокой прочностью, для которой характерны сопротивление дробимости, превышающее 88%, и интенсивность пылеобразования менее 10%. Кроме того, как удалось определить через 24 ч, брикеты сохраняли высокую прочность, при сопротивлении дроби-мости 77% и интенсивности пылеобразования менее 19%. As shown in the table. 4, the briquettes of samples 1-7 have a higher strength, which is characterized by crushing resistance exceeding 88%, and the intensity of dust formation is less than 10%. In addition, as it was possible to determine after 24 hours, the briquettes retained high strength, with a crushing resistance of 77% and a dust generation rate of less than 19%.

В отличие от этого в сравнительных образцах 1-8 представлены брикеты с низким сопротивлением дробимости и высокой интенсивностью пылеобразования, которые поэтому рассматриваются как дефектные брикеты, которые не подходят для использования в плавильно-восстановительной печи. In contrast, in comparative samples 1-8, briquettes with low crushing resistance and high dust formation intensity are presented, which are therefore considered to be defective briquettes that are not suitable for use in a smelting reduction furnace.

В табл. 5 показан диапазон значений сопротивления дробимости и интенсивности пылеобразования для образцов угля и брикетов. Уголь обеспечивает сопротивление дробимости в диапазоне, приемлемом для фактического плавильно-восстановительного процесса получения железа. Если сопротивление дробимости угля окажется ниже приемлемого диапазона, происходит понижение температуры расплавленного железа, что ведет к снижению производительности и создает проблемы для производственного процесса. Кроме того, в случае загрузки в плавильную печь угля или брикетов с показателем интенсивности пылеобразования, превышающим приемлемое значение, имеет место неполное сгорание. В этом случае в коллекторе скапливается избыточное количество несгоревшего угля, что ведет к повышению издержек производства и отрицательно влияет на производственный процесс. По этой причине требуется, чтобы значения этих показателей для брикетов находились в более узком оптимальном и приемлемом диапазоне, поскольку пыль, выделяющаяся из этих брикетов, состоит из более мелких частиц. In the table. Figure 5 shows the range of crushing resistance and dust formation intensity for coal samples and briquettes. Coal provides crushing resistance in a range acceptable for the actual iron-smelting reduction process. If the resistance to crushing coal is below an acceptable range, the temperature of the molten iron decreases, which leads to a decrease in productivity and creates problems for the production process. In addition, in the case of loading coal or briquettes into the smelting furnace with a dust generation rate exceeding an acceptable value, incomplete combustion takes place. In this case, an excess amount of unburned coal accumulates in the collector, which leads to an increase in production costs and adversely affects the production process. For this reason, it is required that the values of these indicators for briquettes be in a narrower optimal and acceptable range, since the dust released from these briquettes consists of smaller particles.

Пример 3. Example 3

Следующий эксперимент был выполнен с изменением порядка смешивания негашеной извести и мелассы с угольной мелочью с тем, чтобы определить изменение характеристик полученного брикета в зависимости от изменения порядка смешивания. The next experiment was performed with a change in the order of mixing quicklime and molasses with coal fines in order to determine the change in the characteristics of the resulting briquette depending on the change in the mixing order.

Сначала, как показано в табл. 6, угольную мелочь с частицами размером 3,4 мм и менее (из Австралии, месторождение Маунт Торли), равномерно смешивали в течение 10 мин в миксере Мюллера с 3 вес.ч. негашеной извести в расчете на 100 вес. ч. угольной мелочи. Затем к этой смеси добавили 8 вес.ч. мелассы и в течение 5 мин перемешивали в месильной машине с целью добиться повышения эффективности отверждения. Полученную смесь подвергли прессованию в брикетировочном валковом прессе при комнатной температуре, получив плоские брикеты длиной 63,5 мм, шириной 25,4 мм и толщиной 19,1 мм. First, as shown in the table. 6, coal fines with particles of 3.4 mm or less (from Australia, Mount Torley field) were uniformly mixed for 10 min in a Mueller mixer with 3 parts by weight quicklime per 100 weight. h. coal fines. Then, 8 parts by weight of this mixture was added. molasses and mixed for 5 min in a kneading machine in order to achieve an increase in curing efficiency. The resulting mixture was pressed in a briquetting roller press at room temperature to obtain flat briquettes 63.5 mm long, 25.4 mm wide and 19.1 mm thick.

Для получения других брикетов угольную мелочь с частицами таких же размеров, что и выше, равномерно смешивали в течение 5 мин в миксере Мюллера с 8 вес. ч. мелассы как связующего в расчете на 100 вес.ч. угольной мелочи. Затем к этой смеси добавили в качестве отвердителя 3 вес.ч. негашеной извести и смешивали с ней в миксере Мюллера в течение 3 мин, а затем в течение 5 мин перемешивали в месильной машине с целью добиться повышения эффективности отверждения. Полученную смесь подвергли прессованию при комнатной температуре для получения брикетов. To obtain other briquettes, coal fines with particles of the same size as above were uniformly mixed for 5 min in a Müller mixer with 8 wt. including molasses as a binder per 100 parts by weight coal stuff. Then, 3 parts by weight of hardener were added to this mixture. quicklime and mixed with it in a Mueller mixer for 3 minutes, and then mixed for 5 minutes in a kneading machine in order to achieve an increase in curing efficiency. The resulting mixture was pressed at room temperature to obtain briquettes.

Для получения других брикетов угольную мелочь с частицами таких же размеров, что и выше, равномерно смешивали в течение 5 мин в миксере Мюллера одновременно с 8 вес.ч. мелассы и с 3 вес.ч. негашеной извести в расчете на 100 вес. ч. угольной мелочи. Затем эту смесь в течение 5 мин перемешивали в месильной машине с целью добиться повышения эффективности отверждения. Полученную смесь подвергли прессованию в брикетировочном валковом прессе при комнатной температуре, получив плоские брикеты длиной 63,5 мм, шириной 25,4 мм и толщиной 19,1 мм. To obtain other briquettes, coal fines with particles of the same size as above were uniformly mixed for 5 min in a Mueller mixer simultaneously with 8 parts by weight. molasses and with 3 parts by weight quicklime per 100 weight. h. coal fines. Then this mixture was stirred for 5 minutes in a kneading machine in order to achieve an increase in curing efficiency. The resulting mixture was pressed in a briquetting roller press at room temperature to obtain flat briquettes 63.5 mm long, 25.4 mm wide and 19.1 mm thick.

Полученные брикеты подвергли испытанию сбрасыванием сразу же после изготовления и через 24 ч после получения этих брикетов с целью определения сопротивления дробимости и интенсивности пылеобразования. Результаты испытаний показаны в табл. 7. Метод оценки применялся такой же, как и в примере 1. The resulting briquettes were tested by dropping immediately after manufacturing and 24 hours after receiving these briquettes in order to determine the crush resistance and dust formation intensity. The test results are shown in table. 7. The evaluation method used was the same as in example 1.

В табл. 7 показано, что образец 1, соответствующий способу, при котором угольную мелось сначала смешивают с негашеной известью, выдерживают и затем смешивают с мелассой, представляет брикет с сопротивлением дробимости 95% или более и интенсивностью пылеобразования 5% или менее. In the table. 7 shows that sample 1, corresponding to the method in which coal chalk is first mixed with quicklime, aged and then mixed with molasses, is a briquette with a crush resistance of 95% or more and a dust formation rate of 5% or less.

С другой стороны, сравнительные образцы 1 и 2, которые выходят за рамки настоящего изобретения, представляют брикеты с пониженным сопротивлением дробимости и повышенной интенсивностью пылеобразования с получением таким образом пониженной по сравнению с образцом 1 прочности. Далее это будет описано более подробно. On the other hand, comparative samples 1 and 2, which are outside the scope of the present invention, represent briquettes with reduced crush resistance and increased dust formation intensity, thereby obtaining a strength lower than that of sample 1. This will be described in more detail below.

Для получения сравнительного образца 1 использован способ, в котором угольную мелочь сначала смешивают с мелассой, а затем смешивают с негашеной известью для получения брикета. To obtain comparative sample 1, a method was used in which the coal fines are first mixed with molasses and then mixed with quicklime to produce a briquette.

В случае смешивания мелассы с угольной мелочью перед добавлением негашеной извести смесь угольной мелочи и мелассы обладает повышенной влажностью, поскольку меласса обычно содержит от 15 до 30 вес.% влаги. В этом случае превращение (гидроксилирование) негашеной извести в гашеную известь происходит очень быстро, вызывая химическую реакцию с образованием связей сахарата кальция на поверхности негашеной извести, соприкасающейся со смесью при последовательном смешивании негашеной извести со смесью. В результате происходит отверждение смеси до равномерного распределения негашеной извести по смеси. В результате сформованный таким образом брикет обладает низкой первоначальной прочностью 64,3%. С другой стороны, обнаружено, что через 24 ч брикеты приобретают повышенное сопротивление дробимости. Это связано с химической реакцией образования связей из сахарата кальция, которая, не будучи завершена, постепенно продолжается с течением времени. In the case of mixing molasses with coal fines before adding quicklime, the mixture of coal fines and molasses has high humidity, since molasses usually contains from 15 to 30 wt.% Moisture. In this case, the conversion (hydroxylation) of quicklime to slaked lime occurs very quickly, causing a chemical reaction with the formation of calcium sugar bonds on the surface of quicklime in contact with the mixture by sequential mixing of quicklime with the mixture. As a result, the mixture is cured to a uniform distribution of quicklime throughout the mixture. As a result, the briquette thus formed has a low initial strength of 64.3%. On the other hand, it was found that after 24 hours, the briquettes acquire increased crushing resistance. This is due to the chemical reaction of the formation of bonds from calcium sugar, which, not being completed, gradually continues over time.

Для получения сравнительного образца 2 использован способ, в котором угольную мелочь одновременно смешивают и с негашеной известью, и с мелассой для получения брикета. To obtain comparative sample 2, a method was used in which coal fines are simultaneously mixed with quicklime and molasses to obtain a briquette.

В этом случае, как и в случае сравнительного образца 1, негашеная известь вступает в реакцию с мелассой с образованием связей из сахарата кальция до равномерного смешивания негашеной извести и мелассы с угольной мелочью, вызывая отверждение смеси. В случае раннего отверждения смеси оказывается невозможным получить однородную смесь, состоящую из угольной мелочи, негашеной извести и мелассы. В результате сформованные таким образом брикеты обладают начальной прочностью 71,5%, которая ниже, чем у брикетов, полученных согласно настоящему изобретению. С другой стороны обнаружено, что через 24 ч брикеты приобретают повышенное сопротивление дробимости. Это связано с химической реакцией образования связей из сахарата кальция, которая, не будучи завершена, постепенно продолжается с течением времени. In this case, as in the case of comparative sample 1, quicklime reacts with molasses with the formation of bonds from calcium sugar to uniformly mix quicklime and molasses with coal fines, causing the mixture to solidify. In the case of early curing of the mixture, it is impossible to obtain a homogeneous mixture consisting of coal fines, quicklime and molasses. As a result, the briquettes thus formed have an initial strength of 71.5%, which is lower than that of the briquettes obtained according to the present invention. On the other hand, it was found that after 24 hours, the briquettes acquire an increased crushability. This is due to the chemical reaction of the formation of bonds from calcium sugar, which, not being completed, gradually continues over time.

Как ясно видно из приведенного описания, согласно изобретению, предлагаются брикеты, обладающие оптимальной прочностью, требующейся для новых процессов получения железа, процессов FINEX и COREX, и являющиеся за счет этого полезными и эффективными, что способствует повышению их конкурентоспособности. As can be clearly seen from the above description, according to the invention, briquettes are provided that have the optimum strength required for new iron production processes, FINEX and COREX processes, and which are therefore useful and effective, thereby increasing their competitiveness.

Хотя предпочтительные варианты реализации настоящего изобретения описаны в иллюстративных целях, специалистам в данной области техники должна быть ясна возможность внесения различных изменений, дополнений и замещений без отступления от объема и сущности изобретения, раскрытых в прилагаемой формуле изобретения. Although preferred embodiments of the present invention are described for illustrative purposes, it will be apparent to those skilled in the art that various changes, additions, and substitutions can be made without departing from the scope and spirit of the invention disclosed in the appended claims.

Claims (12)

1. Брикет, обладающий повышенной начальной прочностью и состоящий из 100 вес.ч. угольной мелочи, 1-5 вес.ч. негашеной извести и 7-15 вес.ч. мелассы.1. The briquette having a high initial strength and consisting of 100 parts by weight coal fines, 1-5 parts by weight quicklime and 7-15 parts by weight molasses. 2. Брикет по п.1, имеющий сопротивление дробимости не ниже 70% и интенсивность пылеобразования не более 20% и пригодный для применения в плавильно-восстановительном процессе получения железа.2. The briquette according to claim 1, having a crushing resistance of not less than 70% and a dust generation rate of not more than 20% and suitable for use in a smelting reduction process for producing iron. 3. Брикет по п.1, в котором угольная мелочь содержит от 6 до 15 вес.% влаги.3. The briquette according to claim 1, in which the coal fines contains from 6 to 15 wt.% Moisture. 4. Брикет по п.1, в котором негашеная известь содержит частицы размерами не более 1 мм, причем доля частиц размерами не более 0,3 мм составляет не менее 50% по весу.4. The briquette according to claim 1, in which quicklime contains particles with a size of not more than 1 mm, and the proportion of particles with a size of not more than 0.3 mm is at least 50% by weight. 5. Способ изготовления брикетов повышенной прочности, который включает в себя операции: смешивания 1-5 вес.ч. негашеной извести со 100 вес.ч. угольной мелочи и выдерживания смеси; смешивания 7-15 вес.ч. мелассы с выдержанной смесью и их перемешивания и прямого формования перемешанной смеси с целью получения брикетов.5. A method of manufacturing briquettes of increased strength, which includes operations: mixing 1-5 parts by weight quicklime with 100 parts by weight coal fines and aging the mixture; mixing 7-15 parts by weight molasses with a seasoned mixture and their mixing and direct molding of the mixed mixture in order to obtain briquettes. 6. Способ по п.5, в котором угольная мелочь содержит от 6 до 15 вес.% влаги.6. The method according to claim 5, in which the coal fines contains from 6 to 15 wt.% Moisture. 7. Способ по п.5, в котором негашеная известь содержит частицы размерами не более 1 мм, причем доля частиц размерами не более 0,3 мм составляет не менее 50% по весу.7. The method according to claim 5, in which quicklime contains particles with a size of not more than 1 mm, and the proportion of particles with a size of not more than 0.3 mm is at least 50% by weight. 8. Способ по п.5, в котором осуществляют выдерживание от 2 мин до 2 ч для превращения негашеной извести в гашеную.8. The method according to claim 5, in which they are aged for 2 minutes to 2 hours to convert quicklime to slaked lime. 9. Способ по п.5, в котором перемешивание осуществляют в течение 2-50 мин для повышения скорости отверждения.9. The method according to claim 5, in which the mixing is carried out for 2-50 minutes to increase the curing rate. 10. Способ по п.5, в котором после прямого формования не осуществляют дополнительную операцию нагрева и сушки.10. The method according to claim 5, in which after direct molding does not carry out an additional operation of heating and drying. Приоритет по пунктам и признакам:Priority on points and signs: 19.12.2000 - по пп.1-10;12/19/2000 - according to claims 1-10; 29.08.2001 - уточнение признаков.08/29/2001 - clarification of signs.

Images