Способ грануляции металлургических шлаковых расплавов

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А (я) 4 С 04 В 5/02

ЗЯ(- -., Ц

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ABT0PCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3525095/29-33 (22) 23; 12.82 (46) 07.01.86. Бюл. У 1 (71) Научно-исследовательский институт металлургии (72) В.П. Соснин, И.А. Копырин, В.П. Зайко, В.Ф. Серый, Д.Ф. Железнов, Л.К. Рябов и О.К. Веретенников (53) 669.046.58(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 622775, кл. С 04 В 5/02, 1976.

Авторское свидетельство СССР

Р 628109, кл. С 04 В 5/00, 1977. (54) (57) СПОСОБ ГРАНУЛЯЦИИ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ШЛА1(ОВЫХ РАСПЛАВОВ путем диспергирования расплава на частицы .и охлаждения их до затвердевания в водовоздушном потоке при транспортировании в полости цилиндрической поверхности, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, выделения металла из шлака и стабилизации рассыпающихся шлаков при переработке расплавов с т.пл. 16001800 С, цилиндрическую поверхность вращают со скоростью 2-12 об/мин, а водовоздушнйй поток для охлаждения подают так, что он соприкасается с

:этой поверхностью вдоль нее.

03049

1 1 12

Изобретение относится к переработ-; ке высокотемпературных расплавов и может быть использовано в черной и цветной металлургии при переработке шлаковых расплавов, в частности от выплавки ферросплавов.

Цель изобретения — повышение надежности, выделение металла иэ шлака и стабилизация рассыпающихся шлаков при переработке расплавов с т.пл. 1600-1800 С.

Способ включает диспергирование расплава на частицы, охлаждение их до затвердевания в .водовоэдушном пото ке при транспортировании в полости цилиндрической поверхности, при этом цилиндрическую поверхность вращают со скоростью 2-12 об/мин, а водовоздушный поток подают так, что он соприкасается с этой поверхностью вдоль нее.

Подача водовоздушного потока вдоль образующей вращающейся цилиндI рической поверхности,соприкасающегос с этой поверхностью, обеспечивает разгон диспергированных частиц,движущихся в потоке, и вместе с тем сдувание частиц, налипших на необдуваемую часть поверхности, которые при вращении поверхности смещаются в зону потока. Это предотвращает накапливание частиц на необдуваемой поверхности и зашлаковывание полости, повышает стабильность процесса и обеспечивает полное затвердевание частиц во время полета. Так как поверхностное натяжение на границе раздела металл — шлак больше поверхностного натяжения шлака и меньше поверхностного натяжения металла, то при движении капель в потоке воздуха шлаковый расплав сдувается с частиц металла и таким образом включения металла выделяются в виде отдельных частиц, которые после затвердевания легко отделяются от частиц шлака.

Высокая удельная поверхность образующихся частиц и их обдув водовоэдушной смесью обеспечивает высокие скорости охлаждения шлака, эа счет чего осуществляется его термическая стабилизация от силикатного распада.

На чертеже показано устройство, реализующее предлагаемый способ.

Шлаковый расплав сливают в диспергирующее устройство 1, например, наклонный виброжелоб, которое дис5

20 я

45 пергирует расплав на частицы при входе в полость 2 вращающейся цилиндри- ческой поверхности, например барабанного холодильника или трубопровода. Под диспергирующим устройством расположено сопла 3, примыкающее торцом к цилиндрической поверхности в ее нижней части. Образующиеся капли оседают внутри полости под действием силы тяжести и попадают в водовоздушный поток, истекающий из сопла. Подок движется вдоль образующей цилиндрической поверхности 2, соприкасаясь с ней. Большая часть капель подхватывается потоком и уносится в глубь полости 2. Для обеспечения надежного уноса расход воздуха составляет 300-900 м на 1 т шлака, воды 0,1-0,3 м на 1 т шлака.

Под действием турбулентных пульсаций потока воздуха, а также в результате упругого столкновения капель с потоком некоторое количество капель выбрасывается потоком и осаждается на необдуваемом участке цилиндрической поверхности 2 в головной части.

При вращении поверхности частицы смещаются в зону потока, сдуваются с поверхности и уносятся вглубь.Для предотвращения агломерации осевших частиц вращение цилиндрической поверхности должно осуществляться со скоростью 2-12 об/мин. Как установлено исследованиями, при скорости вращения менее 2 об/мнн происходит накопление частиц, осевших вне зоны потока, и их агломерация. При скоростях вращения более 12 об/мин центробежная сила, действующая на частицы, превосхОдит влияние сил тяжести и их трудно сдуть, что также ведет к агломерации. За время движения в водовоздушном потоке частицы успевают затвердеть и после затвердевания попадают в бункер-накопитель. L

Пример. Расплав шлака силикокальция с t = 1700 С диспергируют на виброжелобе, примыкающем к цилиндрической поверхности — барабанному холодильнику диаметром 2 и длиной

20 м, вращающемуся со скоростью

8 об/мин. На входе в холодильник под виброжелобом установлено воэдухоподающее сопло с водяной форсункой, причем нижние кромки корпуса холо-, дильника и сопла расположены на одном уровне. Диспергированные частицы шлака и металла имеют крупность

Скорость вращения холодильника,об/мин 0,5 1,0 2,0 6 l0 12 14

Содержание фракции

0-5 мм в полученном материале, мас.7

70 80 95 94 93 90 75

Составитель В. Образцов

Техред И.Асталош .Корректор В. Бутяга

Редактор Н. Гунько

Заказ 8381/28 Тираж 604 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.,д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

1 до 5 мм. После диспергировагия частицы попадают в водовоздушный поток, который при расходе воздуха 400 м /ми и воды 200 л/мин подается вдоль образующей цилиндрической поверхности холодильника. Водовоздушный поток подхватывает частицы и уносит их в глубь холодильника. Во время движения происходит дополнительное диспергирование крупных частиц и сдув шлака с поверхности частиц металла.

При контакте раскаленных частиц с дисперсной влагой происходит интенсивное охлаждение с образованием пара. За время движения частицы затвердевают и по мере затухания потока выпадают из него и осаждаются внутри холодильника. При указанных режимах скорость охлаждения

Из данных таблицы. следует, что при скоростях вращения менее 2 об/мин и более 12 об/мин в получаемом материале содержание фракции 0-5 мм резко уменьшается, что свидетельствует об агломерации частиц одна с.другой, в барабанном холодильнике. На выходе из холодильника частицы имеют температуру до 500 С. Материал состоит из смеси зерен металла и шлака. Зерна металла отделяют от шлака методом

203049 4 составляет 500-1000 С/с, что обеспечивает термическую стабилизацию н шлака в высокотемпературной р -фазе.

Дальнейшее охлаждение происходит при пересыпании в плотном слое вращающегося холодильника. Для определения оптимального интервала скоростей вращения цилиндрической поверхности проводят опыты при различных

10 числах оборотов барабанного холодильника. Расходы воздуха и воды в опытах остаются постоянными. После каждого опыта полученный материал рассеивают по фракциям и определяют содержание фракции 0-5 мм.

Результаты опытов по определению оптимальных скоростей вращения цилиндрической поверхности даны в таблице.

I сепарации. В готовом шлаке содержание металла не превышает 0,1-0„57.

Полученные частицы, охлажденные до

20 .С, не рассыпаются в порошок и в дальнейшем при хранении не теряют своей формы, что свидетельствует об устойчивой стабилизации шлака. Гра35 нулированныи шлак используют для с получения высших марок цемента.

Зашлакования барабанного холодильника не наблюдают.