Способ производства шлаковой пемзы

 

Использование: для переработки расплавленных шлаков на пемзу в металлургической и химической промышленности. Сущность изобретения: в способе производства шлаковой пемзы, включающем подачу расплавленного шлака на струю воды, текущую по открытому желобу, отбрасывание при этом образующегося продукта на экран и подачу продукта на транспортно-охлаждающее устройство, измеряют пропорциональную усилию, действующему на экран, величину, преобразуют ее в сигнал, компенсируют в нем помехи и регулируют в зависимости от результирующего сигнала подачу воды на желоб. Экран выполняют свободно качающимся, а в качестве величины пропорциональной усилию, действующему на экран, измеряют угловое или линейное смещение от положения равновесия. Кроме того, дополнительно корректируют подачу воды и/или шлака в зависимости от качества получаемой пемзы с учетом транспортного запаздывания от желоба до места приема анализа. Свойства шлаковой пемзы: насыпная масса 480 кг/м³. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к переработке расплавленных шлаков на пемзу в металлургической и химической промышленности.

Известен гидрожелобный способ производства шлаковой пемзы, (авторское свидетельство СССР N 337260), при котором на желоб подают шлак, а с торца желоба воду. Кроме того, снизу подают вододутьевые струи.

Способ имеет недостатки: очень сложна настройка технологического режима, а полученная пемза обладает повышенными насыпными массами и теплопроводностями.

Известен способ гидроэкранной переработки расплавленных шлаков на пемзу (авторское свидетельство N 1337359 прототип), включающий подачу шлакового расплава на струю воды, идущую по открытому каналу (желобу) с последующим отбрасыванием образующегося продукта на экран, на поверхности которого частички полужидкого расплава воссоединяются, затвердевший на экране продукт подают на транспортно-охлаждающее устройство.

Способ имеет недостатки: нестабильность насыпной массы получаемой пемзы, низкий выход легких фракций пемзы, что ведет к росту содержания в продукте высокотеплопроводных шлакового песка и литого щебня.

Предлагается способ производства шлаковой пемзы, включающий подачу расплавленного шлака на струю воды, текущую по открытому желобу, отбрасывание образующегося при этом продукта на экран и подачу продукта на транспортно-охлаждающее устройство, отличающееся тем, что измеряют величину, пропорциональную усилию, действующему на экран, преобразуют ее в сигнал, компенсируют помехи и, в зависимости от результирующего сигнала, регулируют подачу воды в желоб.

Вариант предлагаемого способа: экран выполнен с возможностью свободного качания, а в качестве пропорциональной усилию, действующему на экран, величины измеряют угловое или линейное смещение от положения равновесия.

Кроме того, дополнительно корректируют подачу воды и/или шлама в зависимости от качества получаемой пемзы. Корректировка выполняется с учетом запаздывания анализа пемзы.

Такие действия отсутствуют в известной авторам информации и являются новыми.

Авторами было установлено, что качество пемзы и выход ее обусловлен парогазодинамическими силами, возникающими при взаимодействии струи воды, текущей по открытому желобу с расплавленным шлаком. Эти силы возникают как за счет выделения газа из расплавленного шлака при его остывании, так и за счет испарения подаваемой на желоб воды. Образование пемзы происходит как на желобе, так и на экране. При прочих равных условиях и излишней подаче воды на желоб возникают парогазодинамические силы выше необходимых, которые отбрасывают частицы полужидкого расплава на экран, вызывая дробление пемзы в шлаковый песок. При недостаточной подаче воды парогазодинамических сил будет недостаточно для добрасывания полужидкого расплава на экран. Струя расплава шлака на желобе будет разрываться в тонких слабо связанных местах образуется литой щебень. Когда вода не будет доходить до свободного конца желоба, возможно его закозление литым щебнем. Таким образом, существуют определенные пределы величины этих сил, при которых возможно получение качественной шлаковой пемзы. Эти силы на рабочей поверхности желоба не могут быть измерены. Однако интегрально они могут быть оценены по усилию, действующему на экран.

При прочих равных условиях излишняя подача воды вызывает большое усилие, действующее на экран, чем при меньшей ее подаче. Величину, пропорциональную этому усилию, для регулирования преобразуют в сигнал: электрический, пневматический или иной для дальнейшего преобразования. В усилии, действующем на экран, есть составляющие не обусловленные подачей на него пемзы (помехи). Например, от действия вентиляции. Помехи могут быть также во входных элементах системы, преобразующей силу в сигнал. Влияние всех помех целесообразно компенсировать в этой системе. Скомпенсированный от помех сигнал, есть результирующий сигнал, в функции которого регулировка подачи воды на желоба.

Применяя экран, имеющий возможность свободно качаться под действием сил соударения с ним полужидкого расплава, эти силы интегрально могут быть оценены по смещению экрана от положения равновесия.

Это смещение, используемое для целей регулирования, целесообразно преобразовать в сигнал: электрический, пневматический или иной для дальнейшего преобразования. В смещении экрана от положения равновесия также могут быть составляющие, обусловленные помехами. Поэтому исключают влияние помех и получается скомпенсированный сигнал. В функции этого скомпенсированного сигнала регулировка подачи воды на желоб.

Так как температура и состав шлака даже в пределах одного выпуска из печи при нарушениях технологического процесса могут быть неодинаковы (тем более в шлаках разных выпусков и разных печей), то дополнительно корректируют подачу воды в зависимости от качества получаемой пемзы, и также, при значительных отклонениях, и/или подачу шлака на желоб. При этом необходимо учитывать транспортное запаздывание в транспортно-охлаждающем устройстве от желоба до места отбора пробы и время выполнения анализа.

Вышеизложенное подтверждает изобретательский уровень и практическую применимость способа. Возможность способа подтверждена экспериментально на установке по производству шлаковой пемзы НЛМК. Разливались шлаки доменной печи N 5 при стабильном ходе печи и одинаковой температуре и наполнении ковшей на одной из плавок. Результаты приведены в нижеследующей таблице.

Как следует из таблицы, насыпания масса пемзы, полученной по предложенному способу, существенно ниже чем без его применения. Пониженная насыпная масса обеспечивает пониженную теплопроводность пемзы.

Формула изобретения

1. Способ производства шлаковой пемзы, включающий подачу расплавленного шлака на струю воды, текущую по открытому желобу, отбрасывание при этом образующегося продукта на экран и подачу продукта на транспортно-охлаждающее устройство, отличающийся тем, что измеряют пропорциональную усилию, действующему на экран, величину, преобразуют ее в сигнал, компенсируют в нем помехи и регулируют в зависимости от результирующего сигнала подачу воды из желоба.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что экран выполнен с возможностью свободного качания, а в качестве пропорциональной усилию, действующему на экран, величины измеряют угловое или линейное смещение от положения равновесия.

3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что дополнительно корректируют подачу воды и/или шлака в зависимости от качества получаемой пемзы с учетом транспортного запаздывания от желоба до приема анализа.

РИСУНКИ

Рисунок 1