Способ производства щебня из склонных к распаду шлаков текущего выхода

 

1. СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ЩЕБНЯ ИЗ СКЛОННЫХ К РАСПАДУ ШПАКОВ ТЕКУЩЕГО ВЬКОДА путем их естественного охлаждения до 600-900 С и последующего охлаждения в воде, отличающийся тем, что, с целью повышения качества шлакового щебня при сокращении периода оборачиваемости шлаковозного парка, перед погружением в воду шлак предварительно дробят, затем усредняют его температуру в теплоизолирующей емкости, после чего вьщерживают в воде в течение 1,5-2,5 ч. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что шлак дробит до кусков размером 50-500 мм. сл

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК () 9) (11) 4(51) С 04 В 5/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3575103/29-33 (22) 08.04.83 (46) 30 ° 03.85. Бюл. У 12 (72) В,В. Бодров, А.С. Козлов, А.Г. Кузуб, В.Н. Евтушенко, Г.А. Машков, И.Г. Лыженко, Л.M. Урман, Ю.А. Кузьменко и Л.П. Шильников (71) Ждановский металлургический институт и Донецкий металлургический завод им. В.И. Ленина (53) 669.054,82,691.322(088.8) (56) 1. Панфилов М.Н. Металлургический завод без шлаковых отвалов.

M., "Металлургия", 1978, с. 143.

2. Авторское свидетельство СССР

)г 267438, кл. С 04 В 5/02, 1967 (прототип) . (54)(57) 1. СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА 1(ЕБ-

НЯ ИЗ СКЛОННЫХ К РАСПАДУ ШПАКОВ ТЕКУЩЕГО ВЫХОДА путем их естественного охлаждения. до 600-900 С и последующего охлаждения в воде, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения качества шлакового щебня при сокращении периода оборачиваемосги шлаковозного парка, перед погружением в воду шлак предварительно дробят. затем усредняют его температуру в теплоизолирующей емкости, после чего выдерживают в воде в течение

115-2 5 Ч.

2. Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем. что шлак дробят до кусков размером 50-500 мм.

1147701

Изобретение относится к переработке металлургических шлаков и предназначено для производства строительного щебня иэ подверженных известковому распаду шлаков, преимущественно сталеплавильных.

Сталеплавильные шлаки с основностью более 1,3 содержат включения свободной (не связанной в молекулярные комплексы) извести. 10

При диффундировании воды внутрь кусков шлака происходит гидратация свободной извести со значительным увеличением объема включений, что является причиной известкового рас- 15 лада шлаков, Известно, что сталеплавильные шлаки, охлажденные в естественных условиях (без специальных мер по интенсификации охлаждения) и пролежав-,20 шие в отвалах менее года, практически непригодны для использования в дорожном строительстве из-за самораспада, а при интенсивном охлаждении их водой и пропаривании под дав- 25 лением (в автоклавах) процесс гидратации заканчивается за несколько часов.

Быстрое охлаждение горячего шлака вызывает образование микротрещин, через которые в шлак просачивается вода. Длительность процесса самораспада определяется скоростью поступления воды в объем шлака.

На ряде металлургических заводов в настоящее время применяется способ

35 термодробления, заключающийся в том, что шлак из шлаковозов выкантовывают в одну из трех секций шлаковой траншеи и охлаждают водой, подаваемой из душирующих устройств.,На охлажденный шлак выгружается следующая партия шлака и т,д. до заполнения секции. Затем заполняется шлаком следующая секция, а заполненная разгружается., Избыток. воды при охлаждении слоев шлака может привести к взрыву при попадании жидкого шлака на мокрую поверхность, поэтому воду подают в количестве, при котором гарантировано полное ее испарение 1 1).

Вместе с тем, при полном испарении воды ее не хватает для гидратации свободной извести, поэтому технология термодробления не обеспечивает получения щебня устойчивой структуры.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ изготовления щебня, заключающийся в том, что шлак выдерживают в ковшах до полного затвердевания жидкой фазы и о итаящения до 600-900 С, а затем сбрасывают в бассейн с водой (23.

Такой способ обеспечивает абсолютную взрывобезопасность и избыток воды, контактирующей со шлаком, но имеет недопустимо низкую оборачиваемость шлаковых чаш; неоднородность получаемого щебня как по стабильности структуры, так и по зерновому составу.

Причина недостатков в том, что шлак имеет низкую теплопроводность и, как показали специально проведенные опыты, даже после 7-8 ч выдерж- ки в зимнее время при заливке в шлаковые чаши емкостью 16 м центральная зона нередко содержит жидкую фазу, тогда как пристенная зона охлаждается до 250-350 C.

При такой температуре шлак не подвержен ни термодробленню, ни термостабилизации в отношении силикатного распада в результате полиморфного перехода д - в у-фазу двукальциевого силиката. При перегрузке в воду без предварительного дроб" ления "холодный" наружный слой шлака теплоизолирует горячую внутреннюю область и замедляет скорость ее охлаждения, что существенно снижает вероятность образования макро- и микротрещин.

Основная масса полученного щебня имеет размер, превышающий допустимые

ГОСТом значения, нуждается в додрабливании и длительной выдержке во влажной среде для завершения процесса распада.

Цель изобретения — повышение качества шлакового щебня при сокращении периода оборачиваемости шлаковозного парка.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу производства щебня иэ склонных к распаду шлаков текущего выхода путем их естественного охлаждения до 600-900 С и последующего охлаждения в воде, перед погружением в воду шлак предвари .тельно дробят, затем усредняют его температуру в теплоизолируницей ем3 1147 кости, после чего выдерживают в воде в течение 1,5-2,5 ч.

Кроме того, целесообразно шлак дробить до кусков размером 50-500 мм.

Качество щебня определяется со5 держанием наиболее ценных щебеночных фракций (5-70 мм), прочностными характеристиками и устойчивостью структуры против распада, определяемой потерей массы при пропаривании, выраженной в процентах к начальной массе пробы. ГОСТом допускается потеря массы менее 57.

Обработка кусков с размером более

500 мм приводит к неравномерности охлаждения, а следовательно, и растрескнванню шлака, дробление до размеров менее 50 мм нежелательно из-за неоправданного увеличения энергоемкости и длительности обработки шлака, а также потери его теплосодержания.

Неравномерная температура шлака является причиной неравномерного распределения трещин по объему шлака при опускании его в воду и неоднород- 5 ности зернового состава и прочностных свойств щебня, поэтому операция термостатирования существенно улучшает качество производимого щебня.

Экспериментально установлено, что

30 при выдержке шлака в воде менее

1,5 ч отдельные шлаки иь еют распад, превышающий 67., а выдержка более

2,5 ч нецелесообразна из-за снижения производительности участка.

Улучшение оборачиваемости достигается тем, что шлаковозы не выдерживаются по 7-12 ч до затвердевания шлака, а выкантовываются на сухую площадку по прибытии на шлаковый двор. При этом жидкий шлак растекается по дну траншеи и быстро затвердевает.

Способ осуществляется следующим образом.

Состав шлаковозов доставляется на шлаковый двор, оборудованный бассейном с водой. Шлак из ковшей выкантовывается в сухую траншею, дробится падающим грузом и перегружает- 50 ся в шлаковую яму, выполненную в виде колодца. Яма накрывается футерованной крышкой. После выдержки в яме в течение времени, достаточного для усреднения температуры кусков, шлак 55 перегружается в бассейн с водой, выдерживается в воде до завершения процесса гндратации большей части

701 4 свободной извести (1,5-2,5 ч), затем после обезвоживания, магнитной сепарации и рассева на фракции, отправляется потребителю.

Вариант осуществления способа.

После дробления падающим грузом шлак складируется в штабель в траншее, штабель накрывается футерованной составной крьппкой. После термостатирования горячая крышка переносится по секциям на штабель из шлака следующего состава, а термостатированный шлак перегружается в бассейн с водой, Пример, Мартеновский шлак в шлаковозах емкостью 16 м доставляется составами по 4 шлаковоза на шлаковый двор, оборудованный бассейном, площадкой для обезвоживания, площадкой для термостатирования и дробильно-сортировочным комплексом.

Шлаковые ковши поочередно кантуются, крупные куски шлака разбиваются падающим грузом, куски с размером менее 0,5 и грейфером перегружаются на площадку термостатирования и укладываются в бурт размером

8х8 мм и высотой 3 м, затем бурт накрывается футерованными шамотным кирпичом, плитами и выдерживается

20 мин.

После термостатирования плиты секционного покрытия снимаются, шлак грейфером перегружается в бассейн с водой и выдерживается там 2 ч, выгружается грейфером на площадку для обезвоживания, выдерживается на площадке 2 ч, подвергается рассеву и магнитной сепарации на сортировочном комплексе, затем отгружается потребителю.

Температура шлака в процессе обработки неконтролируется. Необходимый температурный режим соблюдается при единственном условии — нахождении шлака в шлаковозах менее 6 ч и чем меньше, тем лучше качество шлакового щебня, При доставке составов шлаковозов на шлаковый двор через каждые три часа обеспечивается практически непрерывное поочередное использование участков шлакового двора, а производительность его составит 500 тыс.т. в год.

Обобщенные результаты испытаний приведены в таблице.

Данные по стабильности структуры и прочности приведены для различных фракций щебня. муму, шлаковый щебень имеет стабильность структуры, отвечающей требованиям ГОСТа, высокую прочность и практически не нуждается в додрабливании, причем свойства щебня однородны в массе, что обеспечивается примерно одинаковой температурой всей партии шлака, загружаемой в бассейн, исключается потребность в отвалах для вылеживания шлака до завершения процессов распада, а следовательно, и связанные с этим дополнительные перевозки и перегрузки.

Время выдержки в воде, ч, арка по рочности а сжатие, ger/cM2

Температура перед охлаждением водой, о

Способ обработки шлака

Потери массы при пропаривании, 7

Содержание щебеночных фракций

5-70 мм (X) Охлаждение в естественных условиях

48,9

800-1000 9,09-19, 8 Охлаждение водой без дробления (прототип) 1,5

16,5

600-900

800-1000 3, 18-17,05

2,5

29,2

36,7

50, 06

56,91

59,25

Предварительное дробле. ние и термостатирование

800-1000

300

53,81

66,54

72,82

1000

2,82-4,20

2,82-3,48

1000-1200 2,49-3,02

2,21-3,0

58, 13

75,88

900

2,5

79,18

Составитель И. Иноземцева

Редактор Л. Авраменко Техред Л.Мартяшова

Корректор С. Шекмар

Заказ 1491/23 Тираж 605

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

В 114770

Повышение прочностных характерис-., тик в результате водотермостабилизации объясняется тем, что раскрытие трещин происходит по наиболее слабым местам и концентраторам напряжений, Таким образом, данный способ абсолютно взрывобезопасен, поскольку шлак из ковшей кантуется в сухую траншею, шлаковые чаши не простаива- 10 ют в ожидании охлаждения шлака до полного затвердевания, поэтому длительность их оборота сведена к мини6,59-17,32

5,37-16,8Î

5, 12-15,93

3,68-5,34

3,60-4,21