Способ обработки шлакового расплава Советский патент 1980 года по МПК C04B5/00 

(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ЙШАКОВОГО Изобретение относится к области металлургии, в частности предназначено для использования иа предприятиях черной металлургии для корректировки СВОЙСТВ жидких доменных шлаков с целью использования последних, например, для производства минеральной Вс1ты. Известен способ обработки ишаковых расплавов в шлаковозных ковшах, который предусматривает нагрев и перемешивание жидкого доменного шлака путем продувки погружной газовоздушной горелкой. При этом в ие го вводится до 20% твердых добавок Недостатки этого способа следующие:низкий уровень нагрева шлака (до ) , ограничивающий количество вводимых добавок (до 20%), при этом модуль кислотности шлакового расплава может быть доведен всего до 1,3, что не позволяет применять полученны шлаковый расплав.для получения высококачественной минераловатной продук ции; - недостаточная гомогенность расп ва по химическому составу из-заheполного проплавления всех вводит ых РАСПЛАВА твердых корректирующих добавок ввиду низких температур, достигаемых при указанном способе; -большие выбррсы шлака; -низкий тепловой КПД процесса ввиду больших потерь тепла с уходящими газами. Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является способ обработки шлакового распЛава, включающий нагрев расплава топливно-кислородной смесью постепенным погружением в иего факела с одновременной подачей твердых корректируюЕШ«х добавок 2 , Осуществление этого способа для улучшения качества расплава путем ввода и расплавления 25-60% корректирующих добавок невозможно. Это связано с тем, что введение такого большого количества добавок на уровне факела охлаждает зону горения. При этом происходит снижение теплового КПД процесса из-за удлинения зоны горения, в результате чего при больших количествах вводимых добавок часть: топлива может догорать за пределами ишаковой ванны.

Целью изобретения является повы шение КПД процесса при введении в шлаковый расплав корректирующих добавок в количестве 25-60%.

Поставленная цель достигается тем, что в способе обработки шлакового расплава, включающем нагрев расплава топливнокислородной смесью погруженнек в него факела и подачу твердых корректирующих добавок, сначала погружают факел до уровня поверхности расплава, подают на последнюю добавки и выдерживают факел на этом уровне в течение 2040% общего времени обработки/ затем погружают его на глубину, соответствующую 15-25% высоты слоя расплава с послудующей выдержкой в течение 20-40% времени обработки, после чего факел погружают на глубину, соответствую1цую 40-501 высоты слоя pucnnass,

. Предложенный способ, .осуществляют еле дукяцим. обр аэ ом..

В плавильную емкость заливают жйдКий шлак (например, доменный). После этого в емкость Ьпускают погружную горелку до сопрокосновения ее сопел с расплавом и внедрения 1пбд уровень распла1ва. Далее в плавильную емкооть на поверхность шлака ввойй ЧГ1еедаё1к6р рёктйру10щие добаайй-В1 количестве 25-60% общей Массы шла кового расплава. Это обеспечтйваёт получейие шлакового расплава, имеющего требуемый модуль кислотности {1,5-2,0) и п)Ьйтб дно го дп и получения высококачественной мин ер ало ват ной продук-

Ц1 и/---:-, /. : ....-,....--.;-.-,.„б начале процесса при наличии холодного. Сильно вязкого uuiakav погружение го:релки на з наЧйТё Льнуй глубину сопровождается большими выбросами шлака и неустойчивым режимом работы горелки. Поэтому сойла горелки долядаы находиться на уровне поверхности расплава, а факел должен енёдаяться в расплав. В результате будет происходить нагрев и расплавление твердых корректирующих добавок.

Время, достаточное для такого нагрева и расплавления, по экспери- . ментальным данным составляет 20 40% общего времени получения шлакового расплава при расходе топливокислородной смеси стехиоМетрического соотношения 50-100 MVT,

По мере нагрева шлакового расплава и рйсплавлемия в нем твёрдых коректирующих добавокгчэрелку погружат tja глубину до 25% высоты шлакоой ванны.

Погружение факела вызвано необходамо С т ью ув еличе н и я т еплОу с воени я и дальнейшего усреднения состава асплава.. .

Погружение горелки на большую глубину в этот период, невозможно вследствие нарушенияустойчивой работы горелки и сильных выбросов шлак из-за недостаточно высокой температуры и повышенной вязкости, расплава.

Время для проведения, данной стадии продувки составляет 40% общего времени ведения процесса. Оно является достаточным для того, чтобы нагреть, расплав. При этом температура расплава возрастает до 1500-1700°С, iTO обеспечивает проплавлёййепрактически всех введенных твердых корретирующих добавок.

Для окончательного усреднения состава и температуры шлакового расплава горелку погружают на максимальную глубину, при которой про-исходит перемешивание всей массы расплава, но исключается контакт факела со стенками емкости. Такая глубина должйа быть близка к половине высоты шлаковой ванны.

Ниже проводится конкретный пример осуществления предполагаемого изобретения.

Жидкийдоменный шлак (2 т) залив ют в емкость. После, этого в емкость опускают погружную горелку до внедрения факелов под уровень расплава, вдувая горящую газовую смесь природного газа и кислорода из расчета 70i . Затем в шлак вводят 0,8 т корректирующих добавок (щебня, кремнезема), что составляет 40% массы расплава.

Время продувки после введения добавоксоставляет 15 мин или 30% betaerb времени приготовления расплава. По мере проплавления добавок газокислорбдную горелку опускают на глубину 25 см в расплав и в течение 16 мин (40% общего времени) проводят полное проплавление добавок и усреднение состава ас1(Лав, подняв температуру до .

Далее газокислородную горелку опускают на глубину 50 см от поверхности расплава. Интенсивное перемешивание шлакового расплава струями пламени, его высокая температура позволяют существенным образом ускорить процесс растворениякорректирующих добавок и гомогенизировать шлаковый расплав, повысив его модуль кислотности до 1,53.

Это позволит применять полученный шлаковый расплав для изготовлени из него высококачественной миНераловатной продукции.

Преимущества предполагаемого спосхзба заключаются в следующем:

- улучшается качество полученного шлакового расплава в результате повышения его кислотности и однородности - ускоряется процесс расплавления требуемого количества корректирующих добавок -уменьшаются выбросзл шлака/ ста билизируется режим работы горелки; -увеличивается тепловой КПД про цесса. Перечисленные преимущества позволят применять полученный шлаковый расплав для изготовления из него вы кокачественной продукции. Ожидаекый экономический эффект применения данного способа в Минера ловатном производстве составит 4-6 Р на тонну расплава. Одновременно буд обеспечено производство высококачес венных минергшоватных изделий из жидких металлургических шлаков. Формула изобретения Способ обработки шлакового расплава, включающий нагрев расплава топливно-кислородной смесью погружением в него факела и подачу твердых корректирующих добавок, о т л и ч а ю щи йся тем, что, с целью возможности повыиения КПД про цесса при введении в шлаковый расплав корректирующих добавок в количестве 25-60%, сначала погружают факел до уровйя поверхности расплава, подают на последнюю добавки и выдерживают факел на этом уровне в течение 20-40% общего времени обработки, затем погружают его на глубину, соответствующую 15 - 25% высоты слоя расплава с ;последующей выдержкой в течение 20- 40% общ.его времени обработки, после чего мфакел погружают на глубину, сфотвётствувзйбтб 40-50% высоты слоя расплава. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Пиоро Л, С. к др% Получение в шлаковозных ковшах расплавов с заданными физико-химическими свойствами. Строительные материалы , 1967, 2, с. 35, 36. 2. Авторское свидетельство СССР 454257, кл. С 21 С 5/54, 1973.