Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Спосіб обробки розплавленого металургійного шлаку, що включає перемішування його з домішкою, яка є доменним шлаком, якщо обробляється сталеплавильний шлак, або сталеплавильним шлаком, якщо обробляється доменний шлак, наступне охолоджування і здрібнювання отриманого матеріалу, який відрізняється тим, що кількість домішки у вигляді доменного шлаку, яку вводять в сталеплавильний шлак, визначають із співвідношення:

а кількість домішки у вигляді сталеплавильного шлаку, яку вводять в доменний шлак, визначають із співвідношення:

де  - масова частка доменного шлаку в суміші;

 - масова частка сталеплавильного шлаку в суміші;

 - маса доменного шлаку, кг;

 - маса сталеплавильного шлаку, кг;

,  - вміст  і  у сталеплавильному шлаку, мас. %;

,  - вміст  і  у доменному шлаку, мас. %;

 і  - емпіричні коефіцієнти, які відповідно дорівнюють: =0,3-0,6; =0,15-0,35.

2. Спосіб обробки розплавленого металургійного шлаку за п. 1, який відрізняється тим, що домішки використовують у розплавленому вигляді.

3. Спосіб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що перемішування розплавленого шлаку з домішками здійснюють шляхом одночасного зливу їх у проміжну ємність.

4. Спосіб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що температуру розплаву суміші шлаку з додатками у процесі обробки підтримують на 30-200 К вище температури плавлення суміші.

5. Спосіб за п. 4, який відрізняється тим, що розплав суміші шлаку з домішками у процесі обробки підігрівають заглибним факелом горіння палива.

6. Спосіб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що розплав суміші шлаку з домішками у процесі обробки продувають енергоносієм, що містить кисень.

7. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що у розплав суміші шлаку з домішками додатково вводять матеріали, що містять , масу яких визначають, виходячи із співвідношення:

де  - маса матеріалу, що вводиться, кг;

 - маса суміші шлаку з домішками, кг;

 - емпіричний коефіцієнт, який дорівнює =0,6-0,7;

 - вміст  в суміші шлаку з домішками, у мас. частках;

 - вміст  в матеріалі, що містить , у мас. частках.

8. Спосіб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що перемішування розплаву шлаку з домішками здійснюють продуванням його газоподібними енергоносіями.

9. Спосіб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що перемішування розплаву шлаку з домішками здійснюють за допомогою введеного до розплаву фігурного стрижня, що уводиться у розплав.

10. Спосіб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що перемішування розплаву шлаку з домішками здійснюють коливальним або обертальним рухом ємності, що його містить.

11. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що здрібнювання отриманого матеріалу проводять одночасно з охолодженням шляхом розпилення в рідкому стані.

12. Спосіб за п. 11, який відрізняється тим, що проводять додаткове здрібнювання отриманого матеріалу.

Текст

Дивитися

Винахід відноситься до металургії (області утилізації шлаків металургійного виробництва) та будівельної промисловості (області виробництва будівельних матеріалів та в'яжучих речовин). Відомий спосіб обробки сталеплавильного шлаку [1], що включає розміщення шлаку на відкритій площадці, де під дією вологи атмосферного повітря в шлаку відбуваються реакції гідратації (гасіння) вільного вапна (СаО). Згодом гідравлічне розширення припиняється і шлак можна використовувати в різноманітних областях буді вельної галузі (при будівництві доріг, гідроспоруд, будинків та ін.). Для реалізації відомого способу потрібна значна питома поверхня зіткнення шлаку із атмосферним повітрям, що зумовлює необхідність в підготуванні та використанні великих площ (земельних територій) для складування шлаку. Внаслідок величезних обсягів випуску шлаку (лише в Україні майже 2млн. т щорічно) реалізація відомого способу пов'язана зі значними витратами. Крім того, для здійснення відомого способу потрібен тривалий термін витримки шлаку на відкритому повітрі, протягом якого вміст вільного вапна у сталеплавильному шлаку знижується до рівня, при якому шлак можна використовува ти в будівельній промисловості. У процесі гідратації сталеплавильний шлак розсипається з утворенням пилу; на відкритих майданчиках це призводить до запилення повітря та виникненню додаткових екологічних проблем. Відомий спосіб обробки сталеплавильного шлаку [1], що включає введення в розплавлений сталеплавильний шлак додатків, що містять SiО2 (піску), перемішування їх із шлаком при одночасному продуванні киснем, наступне охолодження та роздрібнення отриманого матеріалу. При цьому за рахунок додатків, що містять SiО2, зв'язується вільне вапно присутнє в шлаку, що запобігає гідравлічному розширенню, і, отже, розширює можливості його використання у будівельній промисловості. При реалізації відомого способу в якості додатків, що містять SіO2, у розплавлений шлак уводиться пісок, який необхідно придбавати та транспортува ти па підприємство. Це призводить до додаткових матеріальних витрат, а також витрат енергії на нагрів і розплавлювання піску в шлаку (уведенню для цих цілей значної кількості кисню). Це призводить до подорожчання технології обробки шлаку. Крім того, відома технологія не дозволяє використовува ти сталеплавильний шлак з основністю (CaO/SiО2) що перевищує 5,5, тому що при цьому, по-перше - шлак стає тугоплавким, а по-друге - високий вміст СаО викликає необхідність додавати більшу кількість піску, аніж те, що може бути розплавлене за рахунок теплоти екзотермічних реакцій взаємодії шлаку із киснем, що вдувається. Одним з основних недоліків відомого способу є і те, що в результаті обробки шлаку забезпечується лише стабілізація зміни об'єму матеріалу. При цьому не повністю реалізується хімічний потенціал шлаку, що містить у своєму складі CaO, SiО2, MgO, АІ2О 3 та інші елементи, що можуть утворювати в'яжучі речовини. Кінцевий матеріал містить малу кількість в'яжучих речовин (2CaO×SiО2, 3CaO×SiO2, 3СаО×АІ2О 3 та ін.), що зумовлює його понижену будівельну цінність. Відомий спосіб обробки рідкого (розплавленого) металургійного шлаку [2] - прототип, який включає перемішування його з добавкою, яка є рідким доменним шлаком, якщо обробляється сталеплавильний шлак, або рідким сталеплавильним шлаком, якщо обробляється доменний шлак, наступне охолоджування і роздрібнення отриманого матеріалу, при чому змішування рідких шлаків здійснюється при наступному співвідношенні, % мас.: розплав доменного шлаку 30-80, розплав сталеплавильного шлаку 20-70. При реалізації відомого способу змішування рідких (розплавлених) шлаків здійснюють при наступному співвідношенні, мас. %: розплав доменного шлаку 30-80, розплав конвертерного шлаку 20-70. При цьому не ураховується хімічний склад вихідних шлаків, який визначальним чином впливає на якісні і кількісні характеристики кінцевого продукту. Легко показати, що при вказаному співвідношенні доменного і сталеплавильного шлаків, при відомих існуючих складах доменного і сталеплавильного шлаків, не може бути досягнуте отримання необхідної якості кінцевого продукту, а саме отримання цементу. Наприклад, при відомому хімічному складі конвертерного і доменного шлаків ВАТ "МК" Азовсталь" м. Маріуполь (см.табл.1) Таблиця 1 СаО SiO2 АІ 2О 3 Fе FeO+Fe\2О 3 ТіО2 MgO MnO S Основність СаО/ (SiO2+AІ2 O3+Fе 2O3) Доменний Конвертерний шлак шлак 47,85 69,85 28,80 10,8 8,45 2,1 2,46 3,44 10 1,23 4,9 2,86 3,17 1,9 2,16 0,12 1,62 3,51 при складі суміші шлаків: доменний шлак 60% за наслідками чисельного експерименту, проведеного за допомогою ПЕОМ в кінцевому продукті присутній вапно у вільному вигляді, в кількості від 2 до 4%, а при складі суміші шлаків: доменний шлак від 40 до 60%, конвертерний шлак від 40 до 60% в кінцевому продукті міститься знижений зміст в'яжучих з'єднань (3CaOSiO2, 2CaOSiO2 і ін.). Таким чином, при вказаних хімічних складах доменного і конвертерного шлаків отримання цементу можливо тільки у вузькому діапазоні кількісного співвідношення шлаків в суміші мас. %: доменний шлак 60-90, конвертерний шлак 10-40, в решті діапазону співвідношення шлаків в суміші отримання цементу необхідної якості неможливо. Другий приклад: при відомому хімічному складі конвертерного і доменного шлаків ВАТ ММК ім. Ілліча м. Маріуполь (см.табл.2) Таблиця 2 СаО SiO2 АІ 2О 3 Fe FеO+Fe\2O 3 ТіО2 MgO MnO S Основність СаО/ (SiO2+Al 2O3+Fe2O 3) Доменний Конвертерний шлак шлак 43,3 54,5 38,5 16,8 6,05 2 3,88 0,6 14 0,23 4,8 4,07 1,92 4,5 4,6 0.25 0,96 1,66 при складі суміші шлаків: доменний шлак >50%, конвертерний шлак

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

A method for processing metallurgical slag

Автори англійською

Suschenko Andrii Viktorovych

Назва патенту російською

Способ обработки металлургического шлака

Автори російською

Сущенко Андрей Викторович

МПК / Мітки

МПК: C04B 7/147, C04B 5/00

Мітки: спосіб, металургійного, шлаку, обробки

Код посилання

<a href="http://uapatents.com/7-72876-sposib-obrobki-metalurgijjnogo-shlaku.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб обробки металургійного шлаку</a>

Подібні патенти