Способ подкисления жидкого металлургического шлака

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическикРеспублик и)000424,с присоединением заявки Нов С 03. В 1/00 Государствеииый комитет СССР ио делам изобретеиий и открытий(54) СПОСОБ ПОДКИСЛЕНИЯ ЖИДКОГО МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГОШЛАКА 10 20 30 Изобретение относится к производ ству теплоизоляционных строительных материалов и может быть использовано при подкислении жидких металлургических шлаков, используемых в качестве сырья для производства минеральной ваты.Известен способ подкисления жидкого металлургического шлака путем введения подкисляющих твердых добавок непосредственно в расплав1 3.Недостатком указанного способа является длительное усвоение твердой добавки жидкой Фазой, приводящее к большим энергоэатратам для их расплавления, и невозможность подкисления шлака более модуля кислотности Мс=1,2 из-за плохого перемешивания жидких шлаков с добавками. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ подкисления шлакового расплава, получаемого плавлением шихты в вагранке, согласно которому подкислеиие происходит эа счет омывания расплавом нагретой до 1550-1650 оС силикатной насадки, состоящей из кусков тугоплавкого материала, который по своему химическому составу является более кислым, чем шлак 21.Однако известный способ не позволяет получать расплав с требуемым модулем кислотности и тем самым не обеспечивает получение высококачественной минеральной ваты. Это объясняется невозможностью регулирования объема смываемой насадки, от котррого зависит степень подкисления шлака, и который ограничен конструктивными параметрами вагранки. Кроме того, способ требует значительных энергозатрат. Расход условного топлива при получении шлакового расплава в вагранке составляет 270 кг на 1 т расплава против 100 кг на 1 т расплава, полу-. чаемого из жидких металлургических шлаков.Цель изобретения - повышение качества расплава за счет регулирования модуля кислотности и уменьшение энергозатрат на процессподкисления.Указанная цель достигается тем, что согласно способу подкисления жидкого металлургического шлака, включающему укладку тугоплавкой силикатной кусковой насадки, нагревание насадки, подачу струи жидкого металлургического шлака, смывание1000424 30 Температуранагреванияшлака внасадке,Модуль кислотностишлака приего нагревании в насадке и подкислении М Вязкость шлака посленагревания в насадке,0,1 Па с(Пз) Температура шлака, поступающего на насадку, С Вязкость шлака, поступающего на насадку0,1 Па с (Пз) Энергозатраты наподкисление шлакав насадке,ккал/кг 1280 1330 1,2 12 180 1280 1370 1,4 200 1280 1430 1,б 270 нагретой насадки струей шлака и вос полнение насадки, насадку нагревают до температуры на 80-100 С выше температуры подаваемого на насадку шлака, при омывании насадки струю шлака периодически перемещают, изменяя место омывания, а восполнение изно-, шенной насадки производят. синхронно перемещению струи. П р и м е р 1. Примыкающую к 10 ванне-запаснику камеру для размещения насадки диаметром 500 мм заполняют ломом бакора фракции 80 140 мм на высоту 0,5 м. Нагревание насадки осуществляют газовыми горел ками, смонтированными на камере., На нагретую насадку подают из ванны- запасника струю жидкого металлургического шлака диаметром 20-30 мм с модулем кислотности 1,02, нагретого 2 до 1320 С. Чтобы избежать загустевания жидкого шлака на поверхности насадки и обеспечить ее омывание, насадку нагревают до 1400 С и поддерживают температуру в пределах 25 1400-1420 С.Жидкий шлак, омывая нагретую насадку и стекая по ней под действием гравитационных сил вниз, к. выпускному отверстию, размывает ее и тем самым подкисляется. Разность температур жидкого шлака и насадки легко поддерживается путем регулирования работы горелок камеры.Место подачи струи жидкого шлака на поверхность насадки периодически изменяют (не менее 2-3 раз в течение 1 ч ) при помощи качающегося Температура жидких доменных шла ков, заливаемых в шлакоприемные печи, . находится в пределах 1280-1320 С и в среднем равна 1280 фС. Согласно изобретению, оптимальная температура насадки должна быть на 90 Й 10 С выше 5 О температуры шлака, т.е. 1370 + 10 С,Если разность температур насадки и струи шлака ниже оптимальной, например равна 50 ф С, т,е. насадка нагрета до 1330 С, то вязкость шлака послед желоба, направляя ее на неизношенную часть поверхности насадки, а образовавшуюся промоину заполняют новыми порциями бакора вслед за перемещением струи.Производительность струи жидкого шлака, подаваемого из ванны-запасника 2000 кг/ч, модуль кислотности ее 1,02, расход лома бакора 350 кг/ч модуль кислотности подкисленного расплава М= 1,2.П р и м е р. 2. В камеру для размещения насадки загружают куски кварцита фракции 70-130 мм на высоту 0,9 м, нагревают их до 1380 С. Температура жидкого шлака 1280 С. Производительность струи жидкого шлака, подаваемой из ванны-запасника, 2100 кг/ч, модуль кислотности 1,0, Для его подкисления расход кварцита 800 кг/ч, модуль кислотности подкисленного расплава М = 1,4. Подкисление проводят по технологии, описанной в примере 1.В качестве подкислителя могут так же использоваться любые другие тугоплавкие кусковые силикатные материалы, содержащие преимущественно кислые окислы 510, А 2 0 , например лом высокоглиноземистого бруса, феррохромовый шлак и др. В каждом конкретном случае технология подкисления будет аналогичной, изменяется только высота столба насадки в зависимости от химического состава материала насадки.Свойства металлургического шлака до и после подкисления приведены в таблице. подкисления до М= 1,2 около 12 Пз. Ь данном случае йерегрева подкисленного шлака, обладающего повышенной вязкостью (12 Пз), недостаточно для быстрого стекания его через насадку, в результате чего образуются выносимые продуктами горения вверх брызги расплава.Если разность температур насадки и струи шлака выше оптимальной, например 150 С, т.е. насадка нагрета1000424 Составитель А.Заславская Редактор В.Петраш Техред М,Костик КорректорН.Король, Заказ 1267/22 Тираж 484 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул. Проектная, 4 до 1430 С, то резко возрастают энергетические затраты на подкисление1 кг раплава, не давая ощутимых других технологических преимуществ,поэтому .повышение нагрева насадкисверх оптимальной температуры экономически нецелесообразно,При сжигании газа в насадке достигается коэффициент использования тепла топлива 0,75 .- 0,80 за счет большой тепловоспринимающей ее поверхности 24-27 мам),что обеспечивает уменьшение энергозатрат напроцесс подкислений по сравнению собычным способом растворения твердойдобавки в жидком шлаке или другими 15способами.Реализация предлагаемого способапозволит получить при пониженных посравнению с другими способами подкисления энергоэатратах более тонкое 29.и длинное волокно, обладающее болеевысокой водостойкостью и химическойстойкостью, а следовательно, долговечностью, что положительно скажетсяна качестве минераловатных изделий. 25Формула, изобретенияСпособ подкисления жидкого металлургического шлака, включающий укладку тугоплавкой силикатной куско-вой насадки нагревание насадки, подачу струи жидкого металлургическогошлака, омывание нагретой насадкиструей шлака и восполнение насадки,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения качества расплаваза счет регулирования модуля кислот-.ности и уменьшения энергозатрат. напроцесс подкисления, насадку нагревают до температуры на 80"- 100 Свыше температуры подаваемого на насадку шлака, при омывании насадкиструю шлака периодически перемещают,изменяя место омыванйя, а восполне-:ние изношенной насадки производятсинхронно перемещению "труи. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Справочник по производству теплозвукоизоляционных материалов, М., Стройиздат, 1975, с. 116. 2. Гоберис; С.Ю., Раценас Р.П, Газовая вагранка для минераловатного производства. - фСтроительные материалы", 1977, В 9, с. 16-17.1