Способ внепечной стабилизации отвального шлака феррованадиевого производства Советский патент 1993 года по МПК C21C7/76 

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к способам обработки шлаковых расплавов с целью изменения их физических и химических свойств.

Целью изобретения является увеличение гидравлической активности и стабилизации гранулометрического состава отвального шлака феррованадиевого производства.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе внепечной стабилизации отвального шлака феррованадиевого производства, включающем ввод в шлаковый расплав оксида бора, оксид бора предварительно смешивают с частично обожженным на 50-80% известняком в массовом соотношении (0,25-1):1 и вводят смесь в шлаковый расплав в количестве 0,01-0,05 от его массы.

Ввод в состав стабилизирующей смеси известняка обусловлен следующими соображениями:

- вызвать барботаж шлакового расплава и обеспечить более равномерное распределение оксидов бора в объеме шлака;

- ввести в шлаковый расплав дополнительное количество оксида кальция.

В соответствии с этим достигается увеличение гидравлической активности и стабилизация гранулометрического состава отвального известково-силикатного шлака.

Важным отличительным признаком является использование частично обожженного известняка.

При использовании известняка, обожженного менее чем на 50%, в шлаковый расплав поступает недостаточное количество оксида кальция при большом охлаждающем эффекте вводимой добавки. Это приводит к значительному уменьшению гидравлической активности шлака, и степени стабилизации его гранулометрического состава.

При использовании известняка, обожженного более чем на 80% в шлаковый расплав поступает повышенное количество оксида кальция в условиях недостаточного перемешивания шлакового расплава видесл С

00

оэ

о

00

со

л я ю щи моя углекислым газом и плохой ассимиляции оксида кальция шлаковым расплавом. Результатом этого также является существенное уменьшение гидравлической активности шлака и степени стабилизации его гранулометрического состава,

Массовое отношение оксида бора к известняку должно находиться в пределах 0,25-1.

При значении отношения оксида бора к известняку менее 0,25 в шлаковый расплав поступает повышенное количество оксида кальция в условиях избытка выделяющегося углекислого газа и значительного охлаждающего эффекта вводимого в состав смеси известняка. В результате этого существенно уменьшается гидравлическая активность шлака и степень стабилизации его гранулометрического состава,

При значении отношения оксида бора к известняку более 1 в шлаковый расплав поступает недостаточное количество оксида кальция в условиях слабого перемешивающего действия малого количества вводимого известняка, что приводит к уменьшению гидравлической активности шлака и степени стабилизации его гранулометрического состава.

Массовое соотношение компонентов стабилизирующей смеси определено экспериментально при расходе оксида бора в пределах 5-10 кг/т отвального шлака.

В связи с изложенным общий массовый расход двухкомпонентной стабилизирующей смеси составляет:

-при расходе 820з 5 кг/т - 10-25 кг/т

-при расходе В20з 10 кг/т - 20-50 кг/т.

Таким образом, при расходе оксида бора в пределах 5-10 кг/т общий расход смеси будет равен 10-50 кг/т или 0,01-0,05 от массы шлакового расплава.

При меньшем и большем значениях об щего расхода стабилизирующей смеси существенно снижается его гидравлическая активность и резко уменьшается степень стабилизации его гранулометрического состава,

Результаты экспериментальной проверки влияния степени обжига известняка, массового отношения оксида бора к известняку и общего расхода стабилизирующей смеси на степень стабилизации гранулометрического состава отвального шлака феррованадиевого производства и его гидравлическую активность приведены в таблицах 1, 2 и 3.

Для определения степени стабилизации гранулометрического состава отвального шлака производили отбор проб массой 10 кг в начале, середине и конце слива стабилизированного шлака. Пробы шлака взвешивали, подвергали дроблению во фракции 10- 25 мм и рассеву на сите с размером ячеек 0,08 мм, Степень стабилизации определяли

как отношение массы оставшегося на сите шлака к массе шлака до его рассева, выраженное в процентах. Шлак, неподвергнутый стабилизации, рассыпается в мелкодисперсный порошок, который полностью

(кроме металловключений в виде корольков) проходит через сито с размером ячеек 0,08 мм.

Гидравлическую активность стабилизированного шлака определяли путем испыта5 ни.я стандартных образцов по ГОСТ 310.4-76.

Из приведенных в таблицах 1-3 данных следует, что пределы степени обжига известняка (50-80%), массового отношения окси0 да бора к известняку (0.25-1) и массового отношения стабилизирующей смеси к шлаковому расплаву (0,01-0,05) являются оптимальными и обеспечивают степень стабилизации гранулометрического соста5 ва известково-силикатного шлака в пределах 93,0-94,8% и его гидравлическую активность на уровне 129-130 кгс/см2 (по минимальным значениям достигнутых показателей в заявленных пределах).

0 При меньших и больших значениях заявленных параметров показатели способа существенно ухудшаются.

Ниже приведен пример конкретного технического осуществления предлагае5 мого способа виепечной стабилизации отвального шлака феррованадиевого производства.

При выплавке феррованадия в дуговой электропечи ДС-6Н1 силикоалюмотермиче0 ским способом получают 3 т сплава и 6 т отвального известково-силикатного шлака, содержащего 0,29% YaOs, 0,18% Fe06u$, 59,53% CaO 28,20% 5Ю2, 7.12% MgO, 4,45 А120з,0,12% MriO, 0,11% Сг20з.

5 При сливе из электропечи отвального шлака в него равномерно вводят 60-300 кг стабилизирующей смеси, содержащей соответственно 30-60 кг оксида бора и 30-240 кг известняка, обожженного на 50-80%.

0 Частично обожженный известняк со держал 47.3-75,7% СаО, 1,05-1,20% SiCfc. 0,03-0,05% МпО, .0,32-0,41%, FeO, 0,25- 0,33% А1203, 0,015-0,020% РгОз, 0,025- 0,030% S.

5 Стабилизированный шлак после затвердевания и охлаждения подвергали помолу совместно с добавками, повышающими его гидравлические свойства, и использовали для изготовления бетонных и железобетонных изделий.

Предлагаемый способ обеспечивает существенное улучшение экологических условий производства ванадиевых ферросплавов.

Формула изобретения Способ внепечной стабилизации отвального шлака феррованадиевого производства, включающий ввод в шлаковый

рзсппае оксид бора, о т л и ч а ю щ и п ;: тем, что, с целью увеличения гидрэвлм- ской активности шлакя и стабилизации ГГА; : лометрического состава шлака, оксид 0-:ч предварительно смешивают с обожжем;; :: на 50-80% известняком в COOTHOUISI-U (0,25-1.0):1 и вводят смесь в шлаковый р плав в количестве 0.01-0,05 от ею массы.

Т а б л 11 i.. .-.

Использование: изобретение относится к области черной металлургии, конкретно, к способам обработки шлаковых расплавов. Сущность изобретения: оксид бора предварительно смешивают с обожженным на 50- 80% известняком в соотношении (0,25-1,0): и вводят смесь в шлаковый расплав в количестве 0,01-0,05 от его-массы. 3 табл.

Влияние степени обжига известняка на степень стабилизации гранулометрического cor/; вэ и гидравлическую активность отвального шлака

Примечание: степень обжига известняка определяли как отношение % CaO u дукте обжига к 94% СаО (содержанию оксида кальция в извести, полученной в резу/-,; тате обжига известняка на 100%), выраженное в процентах;

В203

массовое отношение

0 ,625;

СаСОз расход стабилизирующей смеси 0.03 от массы шлакового расплава.

.Таблиц

Влияние массового отношения оксида бора к частично обожженному известняку и, степень стабилизации гранулометрического состава и гидравлическую активность

отвального шлака

Примечание, Степень обжига известняка равна 65%

Расход стабилизирующей смеси равен 0.03 от массы шлакового распла;

Т а б л и ц а 3

Влияние массового отношения стабилизирующей смеси к шлаковому расплаву на степень стабилизации и гидравлическою активность отвального шлака