Способ получения карбонизацией блоков из высокоосновных марганцевых шлаков Советский патент 1984 года по МПК C22B1/242 

00 4;

СдЭ

Изобретение относится к черной металлургии, з частности к ферросплавному производству, и может быть использовано для переработки отвальных шлаков при выплавке мета лического марганца, являкицихся цен ным шлакообразующим материалом в сталеплавильном и доменном произво стве . Известен способ замедления гидр тации извести частичной карбонизацией путем обработки извести углекислым газом Cl 3. Недостаток способа - медленное развитие карбонизации. Средняя часть куска (примерно на расстояни 5 мм от поверхности к центру) недо таточно подвергается карбонизации и значительное количество подаваем го СО расходуется только на образование поверхностной пленки, состоящей из CaCQj . Наиболее близким к изобретению является способ получения карбонизацией блоков из высокоосновного к вертерного шлака, согласно котором в измельченный конвертерный шлак добавляют воду, формуют под давлением в блоки и упрочняют их карбонизацией с использованием С02-содержащим газом Г . Недостаток данного способа заключается в большой продолжительно ти процесса, так как увлажнение шл ка осуществляют после полного его охлаждения, измельчения и формиров ния блока с предварительной вьщерж кой при комнатной температуре. Цель изобретения - упрощение технологии производства шлаковых блоков и повышение его производи ельности. Цель достигается тем, что согла но способу получения карбонизацией блоков из высокоосновных марганцевых шлаков, включающему охлаждение и увлажнение шпака, карбонизацию С02-содержащим газом, шлаковый расплав при 1400-1450С продувают водяным паром, охлаждая его до 850-900 С, после чего охлаждение и увлажнение производят одновремен с карбонизацией в два этапа, проду вая его смесью С02-содержащего газ и водяного пара сначала в соотноше нии 1:(3,5-4,0), а с температуры 625-675 С до затвердевания блока в соотношении (4-5):1. 12 Технология производства металлического марганца электротермическим способом связана с наведением высокоосновного шлака. Температура отвального шлакового расплава после его выпуска из печи находится в пределах 1400-1450°С, охлаждение шлака начинают при указанной температуре , а для быстрого его охлаждения продувают водяным паром. Дальнейшие этапы охлаждения сйязаны с одновременной карбонизацией высокоосновного шлака в два этапа, обусловленного особенностями полиморфных превращений и свяванного с существованием трех энантиотропных модификаций Ca2SiO : об гексагональная со структурой глазерита ( di- ) ; оС - ромбическая со структурой /5- jp - ромбическая со структурой оливина и одна метастабильная и монотропная по отношению к у-форме модицикация - /5 -моноклинная. Согласно диаграмме СаО - Si02 -форма может быть получена из «i-формы при 675 С. Переход при 85СгС из модификации сС с. координацией CaOg и СаО-„ в модификацию у с координацией СаО/, сопровождается большим возрастанием удельного объема (порядка 12%) переход же Ы- примерно при в нестабильную низкотемпературную модификацию /j с ее возможной координацией CaOg может вообще не отразиться на удельном объеме, или же изменить его на 1%. Поэтому проводят карбонизацию поэтапно. 1 Начало первого этапа осуществляют в пределах температур 850-900°С, именно в диапазоне этих температур начинается полиморфное превращение ot- ij-Ca2Sia, сопровождающееся увеличением объема кристаллов до 12% и вызывающее распад в тонкий порошок богатых известью шлаков. При продувке расплава СО -содержащим газом и водяным паром до 675С в структуру . входит ,9% С02 , производя химическую стабилизацию высокотемпературной модификации. Поэтому содержание CCl2 в структуре . / 0,9% следует признать оптимальной и принять ее за основу при определении второго компонента смеси - водяного пара. Количество вдуваемого водяного пара к СО -содержащему газу в соотно3шении менее 3,5 недостаточно активн производит охлаждение расплава, более 4 - снижает концентрацию COL в смеси, ухудшая тем самым карбонизацию . Второй этап продувки начинают в пределах температур 625-675 С и до затвердевания, при котором происходит переход о --фор «.1 в нестабильную низкотемпературную модификацию /S, при которой происходит незначительное увеличение объема кристаллов до 1%. С этой целью на втором этапе изменяют режим продувки С02-содержа щим газом и водяным паром в соотношении (4-5):1. Концентрация продуваемого СО--содержащего газа увеличена, так как при температуре ниже величиной, определяющей степень карбонизации, является скорост переноса 00 в газовой фазе и диффузия в пленке СаСО. Выбор соотношения СО -содержащег газа к водяному пару более 5 не рационален из-за плохого усвоения €02 структурой .. Применение С05,-содержащего газа к водяному пару менее 4 не обеспечивает достаточ ной концентрации СО и диффузии его в пленке СаСО. Пример. Получение карбониза цией блоков из высокоосновных марга цевых шлаков проводят в лабораторны условиях. Для карбонизации используют рассыпающийся высокоосновной 14 шлак производства металлического марганца (Са 44-46%, Si02 27-29%, MgO 3-5%, Al О 2-4%, FeO 0,1-0,2%, Mn 15-16%, P 0,03%, S 0,03%). Шлак навеской 850 г расплавляют в молибденовом тигле при 1400-1450°С, Затем расплав продувают водяным паром с целью его охлаждения. При достижении температуры шлака 850-900 С продувку ведут смесью СС -содержащего газа и водяного пара в соотношении 1:(3,5-4,0), меняя соотношение С0„содержащего газа и водяного пара в пределах 1:1, 1:2, 1:3, 1:4, 1:5. Требуемые результаты получают при соотношении 1:3,5 и 1:4. С температуры 625-675С и до затвердевания шлакового блока продувку ведут смесью водяного пара и C0«содержащего газа в соотношении 1:(4-5). Выбор такой газовой смеси определяется в процессе опробования различных вариантов соотношения смеси водяного пара и С02-содержащего газа. Предлагаемый способ карбонизации блоков из высокоосновных шлаков позволяет повысить производительность за счет сокращения времени на период самопроизвольного охлаждения шла- ка, что является основным сдерживающим фактором в промьшшенных условиях. Отпадает необходимость формировать блоки под давлением.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАРБОНИЗАЦИЕЙ БЛОКОВ ИЗ ВЫСОКООСНОВНЫХ МАРГАНЦЕВЫХ ШЛАКОВ, включающий охлаждение и увлажнение шлака с последующей карбонизацией С02-содержащим газом, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии производства шлаковых блоков, повьш1ения производительности; шлаковый расплав при 1400-1450°С продувают водяным . паром, охлаждая его до 850-900С, после чего охлаждение и увлажнение производят одновременно с карбонизацией в два этапа, продувая его смесью С02-содержащего газа и водяного пара сначала в соотношении 1: