Способ подготовки к переплаву металлоабразивных отходов

 

Использование: в черной металлургии, конкретнее в способах подготовки металлоабразивных отходов, в частности специальных сталей и сплавов к переплаву. Сущность: воздущный поток формируют в виде горизонтальной плоской струи. Скорость струи в зоне встречи с потоком частиц 35-100 м/с . Металлоабразивные отходы подают на виброплоскость с углом наклона плоскости 10-25° к горизонтали и частотой колебаний плоскости в пределах 1400-900 с^-1 . Это позволяет резко снизить при переплаве отходов содержание серы в расплаве, улучшить шлакообразование и повысить выход металла. 1 ил.

Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к способам подготовки материалов к переплаву.

Известен способ подготовки материалов, включающий подачу материалов в воздушный поток и фракционирование, в котором на первой стадии исходный материал обеспыливают и разделяют при скорости воздушного потока 5,7÷9,5 м/c, а на второй стадии крупный материал, полученный на первой стадии, разделяют при скорости воздушного потока 18÷32 м/c [1].

Известен способ подготовки материалов к переплаву, включающий подачу материала в виде горизонтального плоского потока частиц в вертикальный воздушный поток плоской струи, фракционирование, в котором материал под воздействием плоской воздушной струи разделяется за счет разного изменения траектории у частиц разной массы [2]. Недостатком этих способов является невозможность удаления неметаллических примесей при фракционировании металлоабразивных отходов высоколегированных сталей и сплавов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ разделения сыпучих материалов, включающий подачу материала на наклонную плоскость, разделение плоского потока материала на сходе с наклонной плоскости горизонтальным плоским воздушным потоком, в котором разделение происходит в процессе взаимодействия свободно падающих частиц материала с плоской струей газа [3]. Недостатком этого способа является невозможность удаления неметаллических примесей, например серы, при фракционировании металлоабразивных отходов высоколегированных сталей и сплавов ввиду трудности обеспечения равномерной подачи их в зону разделения и малой горизонтальной скорости частиц.

Цель изобретения - повышение эффективности разделения за счет удаления неметаллических примесей.

Достигается это тем, что в способе подготовки к переплаву металлоабразивных отходов типа высоколегированных сталей и сплавов, включающем подачу материала на наклонную плоскость, разделение плоского потока материала на сходе с наклонной плоскости горизонтальным плоским воздушным потоком, наклонную плоскость устанавливают под углом от 10 до 25^о к горизонтали и сообщают ей колебания с частотой от 1400 до 9000 с^-1, а воздушный поток подают со скоростью от 35 до 100 м/c.

При создании изобретения исходят из того, что металлоабразивные отходы обладают повышенной взаимной сцепляемостью металлочастиц, практически несыпучи, а неметаллические примеси из остатков абразивных кругов, особенно наполнитель (пирит, алебастр), обладают повышенной адгезией к металлочастицам, что делает невозможным разделение металлоабразивных отходов на отдельные составлящие известными способами.

Воздушный поток необходимо формировать в виде горизонтальной плоской струи воздушного потока со скоростью от 35 до 100 м/c. При скорости воздушного потока ниже 35 м/c неметаллические примеси и металлическая пыль недостаточно полно отсеивается от более крупной фракции металлочастиц, так как траектории падения частиц с разным отношением массы к поверхности после воздействия струи различаются незначительно для их полного разделения. Скорость воздушного потока выше 100 м/c приводит к получению частицами слишком большого отклоняющего импульса, что чрезмерно расширяет фронт падения частиц, затрудняя их разделение в соответствующие емкости, и увеличивает вынос в газоочистку.

Наклонную плоскость необходимо устанавливать под углом от 10 до 25^ок горизонтали с колебаниями с частотой от 1400 до 9000 с^-1. При подаче металлоабразивных отходов на виброплоскость с углом наклона менее 10^орезко ухудшается удаление неметаллических примесей за счет увеличения толщины слоя отходов на плоскости и недостаточного рассредоточения частиц по ширине плоскости.

При наклоне угла более 25^о скорость продвижения частиц по плоскости резко увеличивается и рассредоточение частиц по всей ширине виброплоскости тоже затрудняется, из-за чего также ухудшается удаление неметаллических примесей.

При частоте вибрации плоскости ниже 1400 с^-1 эффективность разобщения частиц из-за малой жесткости соударений частиц с плоскостью в слое материала резко ухудшается, вследствие чего затрудняется отделение пылевидных частиц. При частоте вибрации выше 9000 с^-1 снова ухудшается качество разделения (разобщения) частиц в слое материала и выравнивания слоя из-за малой амплитуды колебаний виброплоскости при приемлемых энергозатратах на вибрацию.

Сущность способа заключается в том, что в трудносыпучем материале, каким являются металлоабразивные отходы, перед воздействием на него воздушной струей производится принудительное разобщение частиц и равномерная подача их в зону воздействия воздушной струи.

Частицы потока материала, встречаясь с плоской горизонтальной воздушной струей в начальных фазах свободного падения, получают на участке ее прохождения горизонтальный импульс движения, величина которого зависит от их массы и поверхности. Частицы пылевидной фракции материала получают значительное отклонение траектории от вертикали, тяжелые частицы получают малое отклонение. Соответствующей установкой разделительной полки можно разделить поток частиц на желаемые фракции.

Опробование предлагаемого способа производят на полупромышленной установке производительностью 1,0 т/ч. Металлоабразивные отходы представляют собой отходы от силового шлифования поверхности слябов нержавеющей стали типа 08-12Х18Н10Т на Кузнецком металлургическом комбинате.

Технологическая схема (фиг.1) включает бункер 1 с исходным материалом, устройство для принудительной выдачи металлоабразивной стружки (питатель) 2, виброполку 3, щелевое сопло 4 с козырьком 5 для формирования плоского воздушного потока, подвижную пересыпную полку 6 с вертикальной разделительной стенкой, служащей для разделения падающего потока частиц на нужные фракции, сбор которых осуществляют в емкости 7 и 8.

Опыты проводят с изменением заявленных параметров и с выходом за пределы оптимальных значений, а также по известному способу. Удаление неметаллических примесей характеризуют остаточным содержанием серы в очищенных отходах, пределом которого является содержание серы в зачищаемой стали. В исходном состоянии металлоабразивные отходы состоят из смеси волокнистой стружки и пылевидной составляющей, в которой сконцентрированы неметаллические примеси. Среднее содержание серы в исходном материале составляет 0,18%, содержание серы в зачищаемом металле - 0,02%.

В каждом опыте рассеву подвергают по 50-т кг металлоабразивных отходов. Содержание серы в металлоабразивных отходах после отсева пылевидной фракции в опытах определяют путем сплавления пробы стружки в слиток массой 200 г, после чего применяют стандартную для металлов методику. Степень удаления серы рассчитывают по формуле: η_s = 100% где η_s - количество серы, удаленной из металлоабразивных отходов путем рассева, %; S_мао - содержание серы в металлоабразивных отходах, %; S_{годн.отх.} - содержание серы в очищенных отходах, %; S_н.с. - содержание серы в зачищаемой нержавеющей стали, %.

Результаты опытов по воздушно-гравитационной очистке металлоабразивных отходов представлены в таблице.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОДГОТОВКИ К ПЕРЕПЛАВУ МЕТАЛЛОАБРАЗИВНЫХ ОТХОДОВ типа высоколегированных сталей и сплавов, включающий подачу материала на наклонную плоскость, разделение плоского потока материала на сходе с наклонной плоскости горизонтальным плоским воздушным потоком, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности разделения за счет удаления неметаллических примесей, наклонную плоскость устанавливат под углом 10 - 25^o к горизонтали и сообщают ей колебания с частотой 1400 - 9000 с^-1, а воздушный поток подают со скоростью 35 - 100 м/с.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2