Способ подготовки шихты

 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к подготовке металлолома и последующему его использованию при производстве стали в конверторе. Цель изобретения - уменьшение затрат на обеспечение бе- i зопасных условий ведения процесса за счет уменьшения пылегазовыделения при заливке чугуна в конвертор. Загрязненный нефтепродуктами легковесный металлический лом и стружку перед прессованием перемешивают с порошкообразными шлакообразующими материалами, например известью, известняком , доломитом или их смесью, а затем их .пакетируют. При этом к порошкообразным шлакообразующим материалам добавляют % от их массы соли щелочных металлов. 1 з.п.ф-лы,1 табл. г (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

ССИМАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1

SU„„17

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А BTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЬ Й НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ CCCP (21) 4642449/02 (22) 14.12.88 (46) 15,01.92.Бюл. М 2 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт охраны труда и тех ники безопасности черной металлургии (72) В.И.Соколов, H.A.Кудри э

В,Д,Жидков, П.И.Шигорин, Л.И.Соколова, Р,Ф.Нугуманов и A.Ï.Ðûìàðåå (53) 669.042:621 ° 783.235(088.8) (56) Технологическая документация для участка по переработке металлолома прессом модели Б-1642- Ф 5 и прессом Б-1642 М 3 ТИ 02-02-03-85„

1985, Челябинск. (54) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ШИХТН (57) Изобретение относится к черной

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к подготовке металлолома! и последующему его использованию при производстве стали в конверторе.

Целью изобретения является уменьшение затрат на обеспечение безопасности усл ыий ведения плавки эа счет уменьшения пылегазовыделения при заливке чугуна в конвертор.

В предложенном способе подготовки загрязненного нефтепродуктами легковесного стального лома и стружки путем их пакетирования в холодном спс-. тоянии лом перед прессованием обрабатывают порошкообразными солями, окислаии щелочных и щелочно-земельных металлов, минералами на их основе или (51)5 С 22 В 1/248, С 21 С 5/28

2 металлургии, в частности к подготовке металлолома и последующему его использованию при производстве стали в конверторе. Цель изобретения уменьшение затрат на обеспечение бе- зопасных условий ведения процесса за счет уменьшения пылегазовыделения при заливке чугуна в конвертор.

Загрязненный нефтепродуктами легковесный металлический лом и стружку перед прессованием перемешивают с порошкообразными шлакообраэующими материалами, например известью, изве" стняком, доломитом или их смесью, а затем их пакетируют. При этом к порошкообраэным шлакообразующим материалам добавляют 1ь от их массы соли щелочных металлов. 1 э.п.ф-лы,1 табл. комплексными составами, состоящими из сочетаний данных окислов, солей и минералов на их основе. Подобная обработка металлолома приводит к подавлению процессов горения неФтепродуктов и других горючих веществ в полости агрегата, а также их испарению с последующим возгоранием в полости конвертора и в восходящем пылегазовом потоке.

Сущность предлагаемого воздействия на горючие нефтепродукты заключается в снижении скорости горения последних (удлинении времени их горения) и тем самым уменьшении пылегазовых выбросов (величины оакеля) в период заливки чугуна с последующим догораниеи нефтепродуктов я период оро1705375 ду ки, когда инв .ртор распоп 1жен герll1KЗЛЬНО, l1 ПР lKTI1 П СК11 BCÑÜ ПМПЕгазовьй поток из агрегата улавливается гээоотводяц>лм трактом, Способ обработки, включа>.ций,в частности, прессование, способствует появлению дополнительного эффекта, сни 1ающего скорость горения неф тепродуктов. Сущность данного эффекта заключается в закупоривании пор в спрессованном пакете пластичной массой, состоящей иэ смеси порошков и нефтепродуктов. При этом в замкнутом или частично замкнутом пространстве внутри пор из-за малых скоростей удаления пэров нефтепродуктов быстро достигается значение парциально о давления последних> близкое или равное давлению насыщенного пара. Испарение прекращается либо тормозится> а значит меньшая часть паров будет сгорать в факеле, возникающем при заливке чугуна.

В закупоренное либо частично замкнутое пространстьо прекращается либо ограничивается доступ воздуха (а значит окислителя - кислорода), что так же приводит к подавлению процесса горения.

При использовании в качестве веществ, замедляющих скорость горения нефтепродуктов, солей, например карбонатов щелочно"зеиельных металлов, имеют место физико-химические эффекты (помимо описанных)> дающих дополнительный положительный эффект. Данный эффект обусловлен снижением скоро -.ти прогрева пакетов, разбавлением жидких нефтепродуктов порсшкообразным инертным наполнителем, а также (в случае использования карбонатов) раэбавлением газовой фазы в области, прилегающей к поверхности лома, окис лами углерода.

Следствием данного воздействия является снижение скорости испарения горючих веществ, снижение скорости горения жидких нефтепродуктов, снижение скорости горения паров горючих веществ, в результате происходит уиеньшение выбросов пламени при заливке чугуна в конвертор и теи самым повышение безопасности и экологической чистоты технологического процесса, сокращение продолжительности за ливки, плавки в целом, а также умень шение времени воздействия факела на элементы конструкции заливочного крана, ко1ла-охладит еля отходящих га зов и здания цеха, Фи=-ич< ское и химическое влияние обработ h и за г р 0 зне нного нефте пр одуктами металлолома порошкообразными материалами на скорость горения нефтепродуктов в основе своей аналогично влиянию огнетушащих порошков на скорость горения, в частности жидкосте>" и газов. Порошки в последнее время все более широко применяются для тушения пожаров, Известно, что важнейшими факторами, влияющими на подавление горения, являются охлаждение эоны горения в результате нагрега частиц порошка в пламени„ ингибирование процесса горения продуктами разложения или гетерогенным обрывом цепей на поверхности твердых частиц, разбавление паров горючего порошковым облаком и газообразными продуктами разложения порошка.

Карбонаты щелочно-зе>лельных металлов, например, CaCOy MgCOg,CaMg(COyg при нагревании диссоциируют по реакциям:

CaC0 — Ca0 + СО>>

MgCOy - MgO + COg, CaMg(CO )> СаСОэ+ MgO + СО

CaCOЭ -+ СаО + СО

35 Эндотермический эффект реакций приводит к дополнительному охлаждению зоны горения, как следствие, снижению скорости.

Выделяющийся при разложении кар4О бонатов углекислый газ приводит к разбавлению газовой фазы, что также приводит к подавлению процессов горения, Следует отметить, что в качестве

4> карбонатов иогут использоваться традиционно применяемые в конверторном . процессе минерал - известняк (CaCO ) и необожже>1ныг1 доломит (CaMg(co>>z).

При этом тепло, выделяющееся при горе50 нии нефтепродуктов, используется на обжиг, например известняка, Это позволяет беэ ущерба д 1я теплового баланса процесса часть извести заменить, наприиер, известняком, что снижает себестоимость стали.

Ввиду того, что процесс заливки чугуна скоротечен, при небольшом интервале времени между за валкой пакетов и заливкой чугуна температу17053 ра внутри первых, равная температуре диссоциации карбонат,з, достигается не сразу после начала .заливки чугуНа. Значит такие факторы снижения скорости горения нефтепродуктов> как

5 охлаждение эоны горения за счет эндотермического эффекта разложения и разбавления газовой фазы окислами углерода, будут действовать не все время при заливке чугуна.

Температуры на 1ала диссоциации для

CaCOз (известняка) 900 С, MpCOg

595 С для мелкокристаллического, о для крупнокристаллического 620-680 С, Са rp(CO>) 710 С.

Лаже незначительные (1Ф) добавки к укаэанным карбонатам солей типа

МаС1, NaF, Иа1Ю9, VC1, Na> Na>C

Mp + (в случае с доломитом), что ведет к понижению устойчивости анионов С02 > распаду их на 0 и СО при более низкой температуре и разрыхляющему действию на решетку газообразных продуктов.

Таким образом, введением в состав порошкообразных солей щелочных металлов снижают температуру и увеличивают скорость диссоциации карбонатов.

Следует отметить, что способ обеспечивает минимальный вынос из агрегата погошкообраэных материалов, используемых для снижения скорости горения нефтепродуктов, содержащихся в ломе, поскольку подавляющая часть порошка находится внутри пакета, и внутренние полости между отдельными кусками служат своеобразными воздушными фильтрами, конкретный вид материалов, круп ность их помола, технология обработки им замасленного лома выбирается исходя иэ техмологичес> 1х условий ведения сталеплавильного процесса, сложившейся структуры и технологических особенностей мог>нос ей по производству извести, пресс-пакетов, цен нэ- материалы, б

Пример, 8 r стружки марки

Ст. 3 (вес стружки вь!бирают, исходя из условия получения пакета заданных геометрических размеров) помеца>эт в пресс-форму. добавляют 3l по массе машинного масла либо консистентной смазки и перемешивают B течение

10 и>;н. Яатем перемешанную стружку высыпают из пресс-формы, а в последнюю засыпают 1/3 ч. порции соответствующего порошкообраэного вещества.

Затем последовательно загружают

1/2 ч. порции промасленной стружки, 1/3 ч. порошкообраэного вещества, 1/2 ч. порции промасленной стружки и 1/3 ч. порции порошка. После этого содержимое пресс-формы брикетируют до получения плотности> соответствующей промышленным пресс-пакетам (23 г/мэ). После прессования наблюдают равномерное распределение порошка и стружки в пакете, В печи Таммана расплавляют 200 г чугуна и нагревают его до 1350 С. Партии брикетов, сгруппированные по виду и количеству нефтепродуктов с различными композициями компонентов порошков минералов, последовательно в соответствии с порядковыми номерами бросают в тигель с жидким чугуном> время горения "гг>рючего" компонента брикета фиксируют секундомером. Для получения достоверных результатов каждый тип брикета изготавливают в десяти экзеМплярах и после сжигания вычисляют среднее арифметическое времени горения. Результаты экспериментов приведены в таблице.

Видно, что во всех случаях время горения брикета при введении порошков увеличивается примерно вдвое по сравнению со временем горения брикета без них. Также отмечается эффект увеличения времени горения при введении в состав порошков незначительных (16 по массе) количеств солей щелочных металлов, причем Na СО в указанном направлении действует несколько сильнее.

Увеличение >1>.эдолжительности времени горения, естеств>нно, сопровождается значительным снижением (в

2 раза) размеров факела при горении брикета в расплавленном чугуне.

Перед проведением серии экспериментов установг>ено, что в условиях последних в газовой фазе печи достиО5375 температура чугув на, С

Вреня горения,с

Вид и вес конпоэиций порво коооразных иатеоиалов, ь от веса стоу <ки

Вид и вес нефтепродуктов, от веса стружки

18,7

Масло нашинное 3,0

1350

СаСОа 5,0

5 О+

0,005

СаСО1

1 аг.1

39,2

1350

Сас01 5,0+ ха Сп 0,005

40,7

1350

20,1

»50

Солидол 3,0

39,5

1350

5,0

Ло лонч т

Лол iiт 5, О+

40,8

1350

0,005. Са С 1

Лолонит 5,0+

43,9

1350

0,005

Кагс 1 З

Масло полност ьо покрывает поверхность стр)жки 6,3

25,6

1350

7 17 г ется достато чный окислительный потенциал, не лимитирующий процесс горения. Время горения брикетов одинаковой массы и состава при нахождении тигля в печи и на воздухе при одинаксвой температуре чугуна практи секи не различается. Кроме того, установлсно, что увеличение длительности перемешивания промасленной стружки и соответствующей композиции пгрошкообразных материалов с последующим прессованием незначительно удлиняет время горения брикета по сравнению

t с описанной технологией перемешивания, Принимая Ro внимание, что в промышленных условиях идеально перемешивание не всегда осуцес твимо, для экспериментальной оценки эфбектиВНОс ти воздействия ввода порошкообразных материалов приняли одни из наихудших условий проявления положительного эффекта.

Применение пресс-пакетов из загрязненного нефтепродуктами легковесного металлического лома, обработанного порошкообразными солями щелочных и щелочно-земельных металлов, а таюге минералами на их основе, позволяет уменьшит ь выбросы пламени, пыли и газов при заливке чугуна в конвертор, сократить период заливки чугуна практически до минимума, обусловленного техническими характеристиками заливочных кранов, и тем самым увели ь срок эксплуатации последних.

Следует также отметить, что применяемые композиции порошкообразных

5 материалов являются металлургическими флюсами (шлакообразуюцими), находясь в TQHKQHQJloToM состоянии, они дополнительно прогреваются> и легко растворяются, что улучшает шлаковый режим конверторной плавки и тепловой баланс. формула и 3 о б р е т ения

1. Способ подготовки шихты, преиму15 щественнп для кислородно-конвертерных цехов, включающий пакетирование загрязненных нефтепродуктами легковесного стального лома и стружки, о т л и ч а ю ц и и с я тем, что, 20 с целью уменьшения затрат на обеспечение безопасных условий ведения плавки за счет уменьшения пылегазовыделения при заливке чугуна в конвертер, лом и стружку перед пакетировани. ем перемешивают с порошкообразными шлакообразуюцини материалами, в ка" честве которых используют известь 1 и/или известняк, 1в/или доломит.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю" шийся тем, что к порошкообразным шлакообразующим материалам или их смесям дс,полнительно добавляют соли щелочных металлов в количестве

1ь от массы порошкообразных материаЛов, 1705375

1О

Прсдплжен»е >абли>нl

Времд горенив,с

Вид и вес нефтепродуктов, 3 от веса струнки

;To we

l 350

52,1 и

54,1

1350

Лолочит 10,0+

NaZCn> 0,01

56>5

1350

Корректор M. СамборсKàя

Заказ 17? Тираж Подп сное

BÍÈÈÏÈ Г а ств одписное

НИИПИ Госчдврственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 роиэводственно-издательский комбинат "Патент", r.ужгород, ул. Гагарина, 1Оt

Вид и вес компоэиции порощкообразных материалов, 3 от веса стружки

Лоломит 10,0

Лолонит 10,0+

Вас1 0,01

Составитель А.Борисов

Редактор О.Спесивых Техред Л.Кравчук

Температура чугуна, С б