Способ подкисления жидкого металлургического шлака Советский патент 1983 года по МПК C03B1/00 

Изобретение относится к производству теплоизоляционных строительныЗс материалов и может быть использовано при подкислении жидких металлургических шлаков, используемых в качестве сырья для производства минеральной ваты.

Известен способ подкисления жидкого металлургического шлака путем введения подкисляющих твердых добавок непосредственно в расплав Сl3Недостатком указанного способа Я1вляется длительное усвоение твердой добавки жидкой фазой, приводящее к большим энергозатратам для их расплавления, и невозможность подкисления шлака более модуля кислотяости М(1,2 из-за плохого перемешивания жидких шлаков с добавками.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ подкисления шлакового расплава, получаемого плавлением шихты в вагранке , согласно которому подкисление происходит за счет омывания расплавом нагретой до 1550-1650 С силикатной насадки, состоящей из кусков тугоплавкого материала, кото1 лй по своему химическому составу является более кислым, чем шлак 2.

Однако известный способ не позволяет получать расплав с требуемым модулем кислотности и тем самым не обеспечивает получение высококачественной минеральной ваты. Это объясняется невозможностью регулирования объема смываемой нас.адки, от которо10го зависит степень подкисления шлака, и который ограничен конструктивными параметрами вагранки. Кроме того, способ требует значительных энергозатрат . Расход условного топлива при

15 получении шлакового расплава в вагранке составляет 270 кг на 1 т расплава против 100 кг на 1 т расплава, полу-, чаемого из жидких металлургических шлаков.

20

Цель изобретения - повышение качества расплава за счет регулирования модуля кислотности и уменьшение энергозатрат на процесс подкисления.

Указанная цель достигается тем,

25 что согласно способу подкисления жидкого металлургического шлака, включающему укладку тугоплавкой силикатной кусковой насадки, нагревание насадки, подачу струи жидкого

30 металлургического шлака, омывание нагретой насадки струей шлака и вос полнение нарадки, насадку нагревают до температуры на 80-100°С выше тем пературы подаваемого на насадку шла ка, при омывании насадки струю шла ка периодически перемещают, изменяя место омывания, а восполнение изношенной насадки производят.синхронно перемещению струи. Пример 1. Примыкающую к ванне-запаснику камеру для размещения насадки диаметром 500 мм заполняют ломом бакора фракции 80 Д40 мм на высоту 6,5 м. Нагревание насадки осуществляют газовыми гррел нами, смонтированными на камере.. На нагретую насадку подают из ванн запасника струю жидкого металлургического шлака диаметром 20-30 мм с модулем кислотности 1,02, нагрето до 1320°С. Чтобы избежать загустевания ЖИДКОГО шлака на поверхности насадки и обеспечить ее омывание, насадку нагревают до и поддерживают температуру в пределах 1400-1420°С. Жидкий шлак, омывая нагретую насадку и стекая по ней под действием гравитационных сил вниз, к. выпускно му отверстию, размывает ее и тем самым подкисляется. Разность температур жидкого шлака и насадки легко поддерживается путем регулирования работы горелок камеры. Место подачи струи жидкого шлака на поверхность насадки периодически изменяют (не менее 2-3 раз в течение 1ч) при помощи качающегося желоба, направляя ее на неизношенную часть поверхности насадки, а образовавшуюся промоину заполняют новыми порциями бакора вслед за перемещением струи. Производительность струи жидкого шлака, подаваемого из ванны-запасника 2000 кг/ч, модуль кислотности ее 1,02} расход лома бакора 350 кг/ч. модуль кислотности подкисленного расплава М., 1,2. Пример. 2. В камеру для размещения насадки загружают куски кварцита фракции 70-130 мм на высоту 0,9 м, нагревают их до 1380°С. Температура -жидкого шлака 1280С. Производительность струи жидкого шлака, подаваемой из ванны-запасника, 2100 кг/ч, модуль кислотности 1,0, Для его подкисления расход кварцита 800 кг/ч, модуль кислотности подкисленного расплава М 1,4. Подкисление проводят по технологии, описанной в примере 1. В качестве подкислителя могут так же использоваться любые другие тугоплавкие кусковые силикатные материалы, содержащие преимущественно кислые окислы Si 02., , например лом высокоглиноземистого бруса, фёррохромовый шлак и др. В каждом конкретном случае технология подкисления будет аналогичной, изменяется только высота столба насадки в зависимости от химического состава материала насадки. Свойства металлургического шлака до и после подкисления приведены в таблице.

Температура жидких доменных шла- 55 ков, заливаемых в ишакоприемные печи, находится в пределах 1280-1320°С и в среднем равна 1280С. Согласно изобретению, оптимальная температура насадки должна быть на 90±1С°С выше SO температуры шлака, т.е. 1370 .

Если разность температур насадки и струи шлака ниже оптимальной, например равна БСРс, т.е. насадка нагрета до 1330°С, то вязкость шлака после 5

подкисления до М.и 1,2 около 12 Пз. В данном случае перегрева подкисленного шлака, обладающего повышенной вязкостью (12 Пз), недостаточно для быстрого стекания его через насадку, в результате чего образуются выносимые продуктами горения вверх брызги расплава.

Ьсли разность температур насадки и струи шлака выше оптимальной, например 150 С, т.е. насадка нагрета до 14309С, то резко возрастают энергетические затраты на подкисление 1 кг раплава, не давая ощутимых других технологических преимуществ, поэтому повышение нагрева насадки сверх оптимальной температуры экономически нецелесооб раэно. При сжигании газа в насадке дости гается коэффициент использования теп ла топлива 0,75 .- 0,80 за счет большой тепловоспринимающей ее поверхности (24-27 MVM),4To обеспечивает уменьшение энергозатрат на процесс подкислений по сравнению собычным способом растворения твердой добавки в жидком шлаке или другими способами. Реализация предлагаемого способа позволит получить при пониженных по сравнению с другими способами подкисления энергозатратах более тонкое и длинное волокно, обладающее более высокой водостойкостью и химической стойкостью, а следовательно, долговечностью, что положительно скажется на качестве минераловатных изделий. Формула изобретения Способ подкисления жидкого металлургического шлака, включающий укладку тугоплавкой силикатной куско вой насадки,, нагревание насадки, по- дачу струи жидкого металлургического шлака, омывание нагретой насадки струей шлака и восполнение насадки, отличающийся тем, что, с целью повышения качества расплава за счет регулирования модуля кислотности и уменьшения энергозатрат, на процесс подкисления, насадку нагревают до температуры на 80 - выше температу : подаваемого на насадку шлака, при омывании насадки струю шлака периодически пер хецают, изменяя место омыванйя, а восполне- ; ние изношенной насадки производят синхронно перемещению струи. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Справочник по производству теплозвукоизоляционных материсшов. М., Стройиздат, 1975, с. 116. 2.Гоберис; С.Ю., Рацёнас Р.П. , Газовая вагранка для минераловатного производства. - Строительные материалы, 1977, 9, с. 16-17. I