Способ переработки распадающегося металлургического шлака

 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к переработке самораспадающихся металлургических шлаков. Цель - повышение эффективности и экономичности процесса, утилизации тепла и улучшение условий, труда. Охлаждение расплава и грануляцию металл овключений ведут одновременно путем контакта слоя перерабатываемого. шлака, движущегося под действием гравитационых сил по направляющим охлаждаемым поверхностям элементов системы испарительного или водяного охлаждения . Грануляцию металловключеНИИ,охлаждение шпака и отделение распавшихся пьшевидных частиц шлака от металловключений ведут в теплоизолированной камере. 1 ил, 1 табл. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (59 4 С 04 В 5/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4144232/29-33 (22) 10. 11.86 (46) 07.06.88. Бюл. У 21 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт по очистке технологических газов, сточных вод и использованию вторичных энергоресурсов предприятий черной металлургии

"ВНИПИЧерметэнергоочистка" (72) А.М. Касимов, Л. В. Маргорская, А.Н. Почтман, С.Е. Пигасов, Н.А. Акимов, Ю.Е. Жиляков и С.И, Карачарова (53) 669.054.82(088.8) (56) Байрамов Б.И. и др. Переработка шлаков ферросиливного производства.

Челябинск: Южно-уральское изд-во, 1971, с. 64.

Грабеклис А.А. и др. Освоение технологии пневмосепарации шлаков от производства силикомарганца. — Сталь.

1984, У 9, с. 39-42.

Авторское свидетельство СССР

У 1046213, кл. С 04 В 5/02, 1982...SU„„1401025 А1 (54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ РАСПАДАЮЩЕГОСЯ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ШЛАКА (57) Изобретение относится к черной металлургии, в частности к переработке самораспадающихся металлургйческих шлаков. Цель — повышение эффективности и экономичности процесса, утилизации тепла и улучшение условий труда.

Охлаждение расплава и грануляцию металловключений ведут одновременно путем контакта слоя перерабатываемого". шлака, движущегося под действием гравитационых сил по направляющим охлаждаемым поверхностям элементов системы испарительного или водяного охлаждения. Грануляцию металловключений,ох- Е

И лаждение шпака и отделение распавшихся пыпевидных частиц шпака от металловключений ведут в теплоизолированной камере. 1 ил, 1 табл.

1401025

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к переработке самораспадающихся металлургических шлаков . 5

Цель изобретения — повышение эффективности и экономичности процесса, утилизации тепла и улучшение условий труда.

На чертеже изображена принципиаль-19 ная схема устройства для реализации способа переработки распадающегося металлургического шлака.

Расглав шлака из ковша 1 через входной патрубок заливают в теплоизо-15 лированную камеру 2 на наклонную нап— равляющую поток поверхность 3, которая снабжена охлаждающими элементами

4, например системой испарительного охлаждения. Для организации передви- 0 жения шлака по направляющим поверхностям под действием гравитационных сил угол с(их наклона выбирают из усло-. вий обеспечения стекания расплава на начальной стадии процесса, изменяя

его .до угла наклона P, не меньшего, чем минимальный угол естественного откоса пылевидных частиц шлака данного процесса. Для распределения во времени процесса охлаждения движуще- 30 гося шлака внутри камеры 2 размещяют несколько направляющих наклонных поверхностей, установленных на противоположных сторонах камеры навстречу друг друга. При выборе угла наклона, длины и ширины направляющих поверхностей стремятся обеспечить минимальную толщину слоя шлака для повышения эффективности процесса его охлаждения и процесса грануляции металловключений, 40 которые проходят одновременно по мере продвижения шлака по направляющим охлаждающим поверхностям. Охлаждение шлака сопровождается его распадом.

Смесь затвердевших металлических гранул и частиц распавшегося шлака разделяют путем использования инерционного эффекта движущегося потока при срыве с последней из направляющих поверхностей пылевидных частиц шлака и металлических гранул, имеющих раз50 ные плотности, массы и линейные размеры. Кроме того, пылевидные частицы шлака подхватывает вентиляционный поток, отводящий пыпевоздушную смесь на пылеочистку через газоход 5, а ме55 таллические гранулы скатываются в бункер металпоотсева через патрубок б.

Наиболее крупные фракции шлака отводятся из пылегазового потока через патрубок 7, куда они поступают под действием гравитационных сил в расширенной зоне 8 газохода при снижении несущей способности воздушного потока.

Пример. Ковш с расплавом шлао ка с температурой 1500 С, образовавшегося в процессе выплавки низкоуглеродистого феррохрома, кантуют со сливом в отверстие на охлаждаемые полки в теплоизолированной камере с обеспечением разливания расплава по полке с толщиной слоя 50 — 100 мм. Расплав перетекает с одной наклонной охлаждаемой полки на другую, расположенную на противоположной стороне камеры со встречным наклоном. Полки перекрывают друг друга в плане, обеспечивая падение массы перерабатываемого шлака с конца одной полки на верхнюю часть другой, расположенной ниже. Процесс падения материала с полки на полку повторяется 6 раз. Угол наклона полок изменяют последовательно от 15 до 43 о (от угла о, обеспечивающего стекание расплава, до угла Р, обеспечивающего ссыпание порошкообразного распавшегося шлака; угол Р больше угла естественного откоса шлака).

Охлаждение и гранулирование металла происходит на охлаждаемых полках в процессе перемещения слоя расплавленного шлака по наклонной поверхности под действием гравитационных сил, При этом линзы расплавленного металла, находящегося в слое, перемещающегося по полке шлака, охлаждаются быстрее шлака благодаря более высокой теплопроводности.

Так как металл имеет большую,чем шлак, плотность, линзы металла погружаются через слой шлака вплотную к поверхности охлаждающих наклонных полок. Перемещаясь по ним, линзы скатываются под действием перемещающего их слоя шлака и принимают округгую форму с гладкой поверхностью, т,е. превращаются в гранулы, на которых не может плотно закрепиться корочка затвердевшего позже шлака, что наблюдается в известном способе, где скраповины имеют неровную поверхность с раковинами и углублениями, в которых закрепляется большое количество нераспавшегося шлака в виде корок и настылей.

Расплавленный слой шлака, перемещаясь с полки на полку, теряют темпе1401025 ратуру, отдавая тепло воде, охлаждающей наклонные полки. При температуре около 400 С шлак распадается в пороо шок пересыпающийся на последнюю полг 5 ку и падающий с нее в смеси с округлымй гранулами ранее застывшего металла, Параметры твердой фазы по предлагаемому и известному (контрольный ð лист) способам приведены в таблице.

2Р

Физическое тепло перерабатываемого шлака отводится системой водяного охлаждения и используется для бытовых нужд.

После падения массы перерабатываемого шлака с конца передней полки гранулы затвердевшего металла падают под действием собственной массы в бункер металлоотсева, а мелкодисперсные частицы шлака подхватываются потоком вентиляционного воздуха, создаваемого вентилятором, и поступают по газоходу на разделение твердой и

25 газовой фаз в газоочистку. При этом в расширенной части газохода при снижении скорости пылевоздушной смеси из нее выпадают наиболее крупные фракции шлака и поступают в бункер крупнозернистого шлака, Из га оочистки уловленный пылевидный шлак поступает в бункер и далее отгружается потребителю.

Использование способа позволяет повысить эффективность процесса пу- 35 тем повышения степени разделения конечных продуктов — шлака и металловключений и, тем самым, повьппает эффективность утилизации шлака в сель-, ском хозяйстве, а металловключений — 4р при переплавах.

Средствами обеспечения грануляции включений металла является охлаждение двЖкущегося потока шлака. Движение организуют сливом шлака на нак- 45 лонную поверхность и движением его за счет сил гравитации, например используя для этого наклонные направляющие поверхности, при этом поток одновременно охлаждают эа счет выпол- 5р ненни указанных поверхностей охлаждающими. Благодаря различной теплонроводности шлака и металлических включений (линз расплавленного металла в объеме алака) последние охлаждаются быстрее и соответственно быстрее затвердевают. За счет большей плотности затвердевающие линзы постепенно когружаются в нижние слои шлака, в результате чего интенсивность чх охлаждения еще более возрастает, a,êðoìå того, находясь еще в полужидком состоянии,под действием собственного веса и динамического напора текущего расплава шлака линзы окатываются, превращаясь в гранулы шаровидной формы с гладкой поверхностью, препятствующей закреплению на ней корочек застывшего шлака.

Наряду с грануляцией эффективность процесса повышается за счет предупреждения образования застойных зон,порождающих образование корочек шлака, благодаря постоянному перемешиванию и турбулизации потока расплава шлака, движущегося в процессе охлаждения.

Экономичность процесса перерасотки шлака повышается за счет экономии энергоресурсов на органиэацию охлаждения. Кроме того, предлагаемый способ позволяет утилизировать выделяемое в процессе охлаждение шлака физическое тепло, используя его в дальнейшем на технологические нужды сторонних процессов или для отопления. Средством, обеспечивающим возможность утилизации, является использование для охлаждения процесса теплообмена с охлаждающими поверхностями, представляющими собой элементы системы испарительного охлаждения (или водного), Кроме того, для снижения теплопотеоь процесс ведут в теплоизолированной какамере, что обеспечивает улучшение условий труда обслуживающего персонала,.

Повьппению степени разделения зятю вердевших продуктов металл — шлак способствует то, что округлые гранулы металла, имеющие большие размеры, плотность и массу, легко и полностью отделяются от мелкодисперсного распавшегося шлака в зоне падения смеси с конца последней охлаждающей поверхности, Причем гранулы под действиен гравитационных сил падают в бункер металлоотсева, а пылевидные частицы шлака подхватываются горизонтальным воздушным потоком вентиляционного устройства и транспортируются в шлаковый бункер через систему пылеочистки.

Формула и з о б р е т е н и я

Способ переработки распадающегося металлургического шлака, включающий охлаждение шлака, сопровождающееся

1401025

Температура сплава, ас

Продолжительность

Процесс по способу

Потери шлака с

Распределение металла,мас.X

Примечание металлом, мас.Ж процесса. переработки ковша расплава емкостью

4,5 м, ч

Известный

1500-1600 8,5

0,7

Шлак 2,3

Металловключе90,4 ния

Немагнитный продукт (корки) 7,3

Предлага-. емый

1500-1600 1, 3

0,1

Шлак 1,3

Металловключения 98,7

Немагнитный продукт (корки) 0

его распадом, отделение распавшихся пыпевидных частиц шлака от металловключений, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности и экономичности процесса, утилизации тепла и улучшения условий труда, перед отделением металловключений от шлака осуществляют их rpaнуляцию путем подачи перерабатываемого шлака на направляющие элементы системы испарительного или водяного охлаждения, причем охлаждение, грануляцию металловключений и отделение распавшихся пылевидных частиц от металлического гранулята производят в теплоизоляционной камере.

С учетом потерь через стенки камеры и в газоочистке, с горячим металлоотсевом и пылевидным шлаком, имеющим температуру 200-359 С, выбрасываемый в атмосферу после газоочистки воздух имеет температуру . 100ОС.

)40I0?5

ЮлакайзРуыная сюс а аИГСП7КУ

Кегпалло- Крупные рракбнлючения guu шлака

Составитель В. Цветков

Редактор И, Дербак Техред М.Дидык . Корректор В. Бутяга

Заказ 2768/26 Тирал 594 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4