Способ получения абразивного зерна из ферросплавных шлаков

 

Изобретение относится к черной металлургии , в частности к переработке ферросплавных шлаков, и может быть использовано для получения из них абразивного порошка для струйной обработки поверхностей. Цель изобретения - повышение однородности и абразивности классифицированного и сепарированного материала, полученного из ферросплавных шлаков, и снижение его пылеобразующей способности . Способ основан на охлаждении исходного материала (шлака), его дроблении до крупности минус 3-5 мм и сепарации крупного абразивного материала из продуктов дробления. Перед сепарацией крупный абразивный класс подвергают нагреву до температуры 110-250°С с одновременным перемешиванием и обеспыливанием по нижнему пределу крупности абразивного зерна, Затем осуществляют сепарацию абразивного класса от металлических включений . 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s В 03 В 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЪСТВУ (21) 4707223/03 (22) 19.06.89 (46) 15,10.91. Бюл, М 38 (71) Уральский научно-исследовательский институт черных металлов и Никопольский завод ферросплавов (72) С.А.Леонтьев, А.А.Грабеклис, Б,Ф.Величко, А.В.Коваль, А.Н,Кузьменко, В.П.Синебок, П.Н.Полещук и В.И.Ишутин (53) 621.928.6(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1484370, кл. В 03 В 7/00, 1986. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АБРАЗИВНОГО

ЗЕРНА ИЗ ФЕРРОСПЛАВН6!Х ШЛАКОВ (57) Изобретение относится к черной металлургии, в частности к переработке ферросплавных шлаков, и может быть использовано для получения из. них абраИзобретение относится к черной металлургии, в частности к переработке ферросплавных шлаков, и может быть использовано для получения из них абразивного порошка для струйной обработки поверхностей.

Цель изобретения — повышение однородности и абразивности классифициро-. ванного и сепарированного материала, полученного из ферросплавных шлаков, снижение его пылеобразующей способности.

На чертеже представлена схема получения абразивного зерна из ферросплавных шлаков.

Способ осуществляют следующим образом.

Освобожденный от крупных частиц шлака (выше ВПК), основной массы вскры„„5U „„1683814 А1 зивного порошка для струйной обработки поверхностей. Цель изобретения — повышение однородности и абразивности классифицированного и сепарированного материала, полученного из ферросплавных шлаков, и снижение его пылеобразующей способности. Способ основан на охлаждении исходного материала (шлака), его дроблении до крупности минус 3 — 5 мм и сепарации Kðóïного абразивного материала из продуктов дробления. Перед сепарацией крупный абразивный класс подвергают нагреву до температуры 110 — 250 С с одновременным перемешиванием и обеспыливанием по нижнему пределу крупности абразивного зерна. Затем осуществляют сепарацию абразивного класса от металлических включений, 1 ил, тых корольков сплава, и обеспыленный но

НПК шлаковый материал направляют в аг.регат, обеспечивающий нагрев шлака до

110-2500С с одновременным перемешиванием его, т.е. в условиях динамического взаимодействия частиц; В указанном режиме происходит интенсивное испарение влаги, оставшейся на.,поверхности и в порах частиц шлака после водяного орошения его при охлаждении в шлаковой траншее, Кроме того, при трении частиц шлака друг о друга и о подложку перемешивающего агрегата, разрешении наиболее хрупких из них при соударениях на зернах сухого абразива наводится трибозаряд, способствующий взаимному отталкиванию частиц, разрыхлению вс го материала. Оба эффекта (нагрев и образование одноименных зарядов) значительно об5

55 легчают последующее дополнительное обеспыливание зернового шлака. Подготовленный таким образом абразивный класс подвергают одному из известных способов сепарации от металлических включений; гравитационному, магнитному или, что особенно важно, электрическому, так как нагрев совместно с перемешиванием шлака обуславливают наведение на зернах абразива заряда, достаточного для эффективного отделения диэлектрических шлаковых частиц от электропроводных металлических включений, например, на трибоадгезионном сепараторе.

По результатам петрографического исследования частиц абразивного класса ферросплавных шлаков установлено, что скелетная кристаллическая фаза "разбавлена" прослойками хрупкого стекла, содержащими включения сплава. При нагреве шлаковых частиц за счет разной степени расширения корольков сплава и силикатной матрицы (коэффициент объемного расширения ферросплавов в 2,5 — 3,0 раза превышает этот параметр у стеклофазы) происходит разрушение зерна по прослойкам стекла вдоль кристаллов основной фазы. При этом освобожда|отся корольки сплава, а осколки зерен приобретают остроугольную форму, тем самым увеличивая абразивную способность шлаковых частиц, В результате предлагаемой термомеханической обработки с одновременным или последующим дополнительным обеспыливанием и сепарацией шлака от металлических включений получают более однородной по фракционному и фазовому составу материал с повышенной абраэивностью и меньшей пылеобразующей способностью.

Нагрев шлаковых зерен до температур ниже 110 С не обеспечивает достаточно интенсивное испарение влаги из массы обрабатываемого материала и вскрытие включений сплава. При повышении степени нагрева до температур выше 250 С наблюдается окисление с поверхности корольков ферросплавов. Оксидная пленка существенно понижает эффективность последующей электрической или ма нитной сепарации включений сплава от абразива, что, в свою очередь, в целом снижает абразивную способность шлакового материала, вследствие хрупкости и преимущественно округлой формы корольков ферросплавов, В то же время перегрев. шлака инициирует рост микротрещин внутри зерен абразива, что в результате приводит к переизмельчению последних и, как следствие, снижению абразивности и повышению пылеобразу ащей способности. Кроме того, нагрев да температуры выше 250"С требует или специального интенсивного последу ощего охлаждения, или продолжительной выдержки шлака перед сепарацией, что снижает технологичность и производительность всего процесса.

В качестве сырьевого материала использовали шлаки от производства силикомарганца и ферросилиция, продробленные до крупности 0 — 5 мм.

На грохоте 1 исходный шлак рассеивался па ВПК абразива, т.е, по классу 2 мм, Падрешетный продукт крупностью 0 — 2 мм обеспыливался в пневмаклассификаторе 2 (скорость восходящего воздушного патока

10 — 12 м/c) по крупности 0,3-0,5 мм и поступал в сушильный барабан 3, температура в котором за счет сгорания природного газа поддерживалась 80 — 300 С, а скорость вращения составляла 12 об/мин, На выходе иэ барабана шлак дополнительно обеспыливался по НПК абразива (0,5 мм) и поступал в промежуточный бункер 4, из которого направлялся на сепарацианную установку (в данном примере — на вибросито 5), где абразивный класс (0,5 — 2 мм) окончательно освобождался от металлических примесей (королькав сплава) мельче НПК абразива, Основное и дополнительное обеспыливание обеспечивалось с помощью вентилятора, установленного на выходе системы воздухоочистки.

Абразивный зерновой материал, полученный по предлагаемому способу, анализировался на содержание в нем частиц мельче НПК абразива и металлических включений и на абразивность.

Результаты испытаний пр.-эедены в таблице 1, Испытания проводились при разных температурах нагрева шлаков, в режиме перемешивания и дополнительного обеспыливания и в отсутствие последних.

Как видно из таблицы, лучше результаты достигнуты при нагреве шлаков в интервале 110-250 С в режиме одновременного перемешивания с дополнительным обеспыливанием. Наблюдается явная корреляция между фракционной (степенью засоренности абразивного класса частицами шлака мельче НПК абразива) и фаэовай (содержанием металлических включений) однородностью, с одной стороны, и абразивностью с другой, Формула изобретения

Способ получения абразивного зерна из ферросплавных шлаков, включающий охлаждение, дробление шлака до крупности

1683814 минус 3 — 5 мм, его классификацию с выделением крупного абразивного и мелкого классов и сепарацию крупного абразивного класса от металлических включений, о тл ич а ю шийся тем, что, с целью повышения 5 однородности и абразивности, снижения пылеобраэующей способности материала, перед сепарацией крупный абразивный класс подверга{от нагреву до 110 — 250 С с одновременным перемешиванием и обеспыливанию по нижнему пределу крупности абразивного зерна.

Характеристики абразивного зерна шлаков силикомарганца(числитель) и ферросилиция (знаменатель) Степень нагрева абразивного зерна, С

Со е жаниевтова номаб азиве, мас. +

Абраэивность, г/см 10 * частиц мельче НПК металлических включений

0,94/2,1

0,76/1,5

0,72/1,2

0,74/1,4

0,61/1,4

0,62/1,6

0,68/1,9

0,66/2,3

Прототип

7,2 — 9,4

0,80 — 0,91

5,2 — 5,5

* 1 — без перемешивания и дополнительного обеспыливания;

2 — с перемешиванием и дополнительным обеспыливанием

QÛ7îþ(Р. 5,бам) д жсп еюу озУ уанисл на

Л (Р... {75rtw) 5

А5рози3нае ерш,Г (ак.,г,а» ),, М ппо8 (0" {",5лм

Составитель В, Шевченко

Редактор М. Товтин Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор H. Король

Заказ 3460 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент ", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

6,5/7,4

5,9/7,2

4,2/4,8

4,4/5,1

4,4/5,0

4,1/4,5

4,7/5,5

5,6/6,1

6,1/5,8

5,0/5,5

1,7/2,7

1,4/2,9

1,6/2,5

1,3/2,4

1,8/4,0

2,4/5,1

0,70/1,05

0,68/0,96

0,53/0,66

0,42/0,44

0,35/0,47

0,37/0,51

0,46/0,69

0,51/0,84

5,2/5,5

5.,4/6,1

5,8/6,5

5,5/6,5

5,6/6,0

5,5/5,8

5,3/5,5

4,9/5,2

5,6/6,2

5,8/6,7

6,5/7,4

6,9/7,8

6,8/7,7

6,9/7,9

5,6/6,7

5,2/5,9