Способ получения строительных материалов из шлака металлургического производства

 

Сущность изобретения: способ получения строительных материалов из шлака металлургического производства включает введение в шлаковый расплав разжижителя и кремнеземсодержащей добавки, перемешивание шлакового расплава и последующего охлаждения. Разжижитель можно вводить в струю шлакового расплава при его сливе в ковш или в пустой ковш, а затем сливают в этот ковш шлаковый расплав. Разжижитель можно вводить в пустой ковш и в струю шлакового расплава при его подаче в ковш. Разжижитель можно вводить в струю шлакового расплава при сливе его из ковша в чашу. Разжижитель можно вводить в пустую шлаковую чашку, а затем подают в эту чашу шлаковый расплав. Разжижитель можно вводить в пустую шлаковую чашу и в струю шлакового расплава при сливе его из ковша в шлаковую чашу. Разжижитель можно вводить в миксер перед сливом в него шлакового расплава или в струю шлакового расплава при сливе его в миксер или в пустой миксер и в струю шлакового расплава при сливе его в миксер. 9 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к строительным материалам. Оно может быть использовано при утилизации металлургических шлаков, в том числе шлаков сталеплавильных и ферросплавных производств, в результате которой получают строительные материалы различного назначения: заполнитель, активное гидравлическое вяжущее, шлаковату, полуфабрикаты, готовые литые изделия и т.п.

Наиболее близким техническим решением к изобретению по технической сущности к достигаемому результату является способ получения строительных материалов из шлака металлургического производства путем введения в шлаковый расплав кремнеземсодержащей добавки, перемешивания шлакового расплава и последующего его охлаждения.

Однако этот способ пригоден только для металлургических производств, в которых огненно-жидкий шлак сохраняет свое жидкотекучее состояние в течение времени, достаточного для его переработки путем погружения в него твердой сыпучей добавки, равномерного ее распределения и последующего взаимодействия с компонентами шлака. Такими возможностями обладают лишь некоторые разновидности высокоосновных шлаков. Большое количество металлургических шлаков характеризуются слишком высокой исходной вязкостью. Кроме того, технология ряда производств предусматривает многоступенчатый слив шлака: сначала шлак вместе с металлом сливается из печи в ковш, в котором металл оседает, затем шлак самотеком из ковша поступает в шлаковую чашу, расположенную ниже ковша. При такой технологии вязкость шлакового расплава, вследствие интенсивного охлаждения, резко возрастает, что препятствует эффективному использованию кремнеземсодержащих добавок. Кроме того, введение значительного количества кремнеземсодержащих добавок в смесь шлака и металла может оказаться вредным для собственно металлургического производства, поскольку поддержание высокой основности шлака является непременным условием максимального выхода металла.

Целью изобретения является создание условий, при которых кремнеземсордержащие добавки, вводимые в огненно-жидкие шлаки металлургических производств, вступали бы во взаимодействие со шлаковыми компонентами, не нарушая основного технологического процесса выплавки металла и обеспечивая необходимое качество получаемых стройматериалов.

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения строительных материалов путем введения в шлаковый расплав кремнеземсодержащей добавки, перемешивания шлакового расплава и последующего его охлаждения, перед введением кремнеземсодержащей добавки в шлаковый расплав вводят разжижитель. Разжижитель вводят в струю шлакового расплава при его сливе в ковш или вводят в пустой ковш, а затем сливают в этот ковш шлаковый расплав. Разжижитель вводят в пустой ковш и в струю шлакового расплава при его подаче в ковш. Разжижитель вводят в струю шлакового расплава при сливе его из ковша в чашу. Разжижитель вводят в пустую шлаковую чашу, а затем подают в ту чашу шлаковый расплав. Разжижитель вводят в пустую шлаковую чашу и в струю шлакового расплава при сливе его из ковша в шлаковую чашу. Разжижитель вводят в миксер перед сливом в него шлакового расплава или в струю шлакового расплава при сливе его в миксер или в пустой миксер и в струю шлакового расплава при сливе его в миксер.

В качестве разжижителя используют вещества, не оказывающие негативного влияния не выход металла и качество металла, но понижающие вязкость шлакового расплава. Это могут быть соли щелочных и щелочно-земельных металлов и различные окислы: Na₂O^.mSiO₂; K₂O^.mSiO₂; NaCO₃; NaCl Na₂O; NaF; CaF₂; MgF₂; AlF₃; CaCl₂; MgCl₂; MgO; F₂O; Y₂O₅; TiO₂. Выбор этих веществ и их дозирование определяют видом металлургического производства, разновидностью основного продукта (феррохром, ферромарганец, и т.п.), а также особенностями данной технологии, связанной, в частности, с многоступенчатостью операций по удалению шлака.

Дополнительным эффектом от разжижения шлака является улучшение условий отделения металла, поэтому введение ряда разжижителей на стадии перекачки из печи в ковш смеси шлака и металла может сократить потери последнего.

П р и м е р. При производстве низкоуглеродистого феррохрома в струю смеси шлака и металла, поступающей из печи в ковш, вводят 5% Na₂CO₃, затем в струю шлакового расплава, поступающего перетоком из ковша в чашу, добавляют 10% горелой земли отхода литейного производства, используемого в качестве кремнеземсодержащей добавки. В процессе естественного охлаждения получают в шлаковой чаше шлак, жидкотекучее состояние которого сохраняется в течение 3 ч, за этот период корка в чаше легко пробивается ломом. Остывший шлак дробят и получают щебень с наивысшей меркой по дробимости Др15, причем распадание шлака, характерное для отхода данного производства, не наблюдалось.

Существует много разновидностей строительных материалов, которые могут быть получены из шлаков, модифицированных кремнеземсодержащими добавками с предварительным введением в шлаковый расплав разжижителей. Кроме щебня, это может быть граншлак, получаемый путем быстрого охлаждения расплава и используемый либо в качестве мелкого заполнителя, либо в качестве компонента вяжущего, либо в качестве самостоятельного вяжущего, шлакового, получаемая вытягиванием жидкого шлака в нити, штучные изделия из шлака, получаемые из шлакового расплава методом литья в формы с последующим отжигом по специальному режиму.

После введения разжижителей в шлаковый расплав возможно принудительное перемешивание, например, барботирование.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ ИЗ ШЛАКА МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА путем введения в шлаковый расплав кремнеземсодержащей добавки, перемешивание шлакового расплава и последующее его охлаждение, отличающийся тем, что перед введением кремнеземсодержащей добавки в шлаковый расплав вводят разжижитель.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что разжижитель вводят в струю шлакового расплава при его сливе в ковш.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что разжижитель вводят в ковш, а затем сливают в этот ковш шлаковый расплав.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что разжижитель вводят в пустой ковш и в струю шлакового расплава при его подаче в ковш.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что разжижитель вводят в струю шлакового расплава при сливе его из ковша в чашу.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что разжижитель вводят в пустую шлаковую чашу, а затем подают в эту чашу шлаковый расплав.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что разжижитель вводят в пустую шлаковую чашу и в струю шлакового расплава при сливе его из ковша в шлаковую чашу.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что разжижитель вводят в миксер перед сливом в него шлакового расплава.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что разжижитель вводят в струю шлакового расплава при сливе его в миксер.

10. Способ по п. 1, отличающийся тем, что разжижитель вводят в пустой миксер и в струю шлакового расплава при сливе его в миксер.