Способ получения карбонизацией блоков из высокоосновных марганцевых шлаков

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 321 А 24 3(59 С 2 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ РЕТЕНИЙ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Днепропетровскийвого Красного Знаменикий институт(54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЦИЕИ БЛОКОВ ИЗ ВЫСОКОО Бюл. В 13И.Б.Паримончик,атюшенко и З.Б.Нуриордена Трудо- металлургичесСесар Со Ьа 8 а 1 1 пз. дар,НИЯ КАРБОНИЗАСНОВНЫХ МАРОПИСАНИ АВТОРСНОМУ ГАНЦЕВЫХ ШЛАКОВ, включающий охлаждение и увлажнение шлака с последующейкарбонизацией СО 2-содержащим газом,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью упрощения технологии производства шлаковых блоков, повышения производительности; шлаковый расплавпри 1400-1450 С продувают водяным .паром, охлаждая его до 850-900 С,после чего охлаждение и увлажнениепроизводят одновременно с карбонизацией в два этапа, продувая егосмесью СО 2-содержащего газа и водяного пара сначала в соотношении1:(3,5-4,0), а с температуры 625675 С до затвердеваиия блока - всоотношении (4-5):1.Изобретение относится к черной металлургии, з частности к ферросплавному производству, и может быть использовано для переработки отвальных шлаков при выплавке металлического марганца, являющихся ценным шлакообразующим материалом в сталеплавильном и доменном производстве.Известен способ замедления гидра О тации извести частичной карбонизацией путем обработки извести угле- кислым газом Г 1 1Недостаток способа - медленное развитие карбонизации, Средняя 15 часть куска (примерно на расстоянии 5 мм от поверхности к центру) недостаточно подвергается карбонизации и значительное количество подаваемого СО 2 расходуется только на обра эование поверхностной пленки, состоящей из СаСОз,Наиболее близким к изобретению является способ получения карбонизацией блоков из высокоосновного кон вертерного шлака, согласно которому в измельченный конвертерный шлак добавляют воду, формуют под давлением в блоки и упрочняют их карбонизацией с использованием СО-содержащим газом Г 2 1.Недостаток данного способа заключается в большой продолжительности процесса, так как увлажнение шлака осуществляют после полного его35 охлаждения, измельчения и формирования блока с предварительной выдержкой при комнатной температуре.Цель изобретения - упрощение технологии производства шлаковыхо блоков и повышение его проиэводи ельности. Цель достигается тем, что согласно способу получения карбонизацией блоков из высокоосновных марганце 45 овых шлаков, включающему охлаждение и увлажнение шлака, карбонизацию СО 2 -содержащим газом, шлаковый расплав при 1400-1450 С продувают водяным паром, охлаждая его до 850-900 С, после чего охлаждение и увлажнение производят одновременно с карбониэацией в два этапа, продувая его смесью СО 2-содержащего газа и водяного пара сначала в соотношении 1;(3,5-4,0), а с температуры 625-675 С до затвердевания блока - в соотношении (4-5):1. Технология производства металлического марганца электротермическимспособом связана с наведением высокоосновного шлака. Температура отвального шлакового расплава после еговыпуска из печи находится в пределах1400-1450 С, поэому охлаждение шлака начинают при указанной температуре, а для быстрого его охлажденияпродувают водяным паром.Дальнейшие этапы охлаждения связаны с одновременной карбонизациейвысокоосновного шлака в два этапа,обусловленного особенностями полиморфных превращений Са 2 ЯЮ и связанного с существованием трех энантиотропных модификаций Са 2 Я 10+,оС - гексагональная со структуройглазерита ( Ы - К ЯО, );о(- ромбическая со структуройр КЯО,- ромбическая со структуройоливина и одна метастабильная и монотропная по отношению к 1"формемодицикация - д "моноклинная.Согласно диаграмме СаО " 8102(-форма может быть получена из а-формы при 675 С. Переход при 850 фС изомодификации ф с координацией СаО иСаО в модификациюс координацйейСа 06, сопровождается большим возрастанием удельного объема (порядка12%) переход же о примерно при675 С в нестабильную низкотемпературную модификацию р с ее возможнойкоординацией Са 08 может вообще неотразиться на удельном объеме, илиже изменить его на 1%. Поэтому про-водят карбонизацию поэтапно. Начало первого этапа осуществляют в пределах температур 850-900 С, именно в диапазоне этих температур начинается полиморфное превращение с - 1 Г СаЯО сопровождающееся увеличением объема кристаллов до 12% и вызывающее распад в тонкий порошок богатых известью шлаков. При продувке расплава СО -содержащим газом и водяным паром до 675 С в структуру Са Я 04 входит 0,9% СО 2, производя2химическую стабилизацию высокотемпературной модификации. Поэтому содержание СО 2 в структуре Са 2 Я 10, 0,9% следует признать оптимальной и принять ее за основу при определении второго компонента смеси - водяного пара, Количество вдуваемого водяного пара к С 02-содержащему газу в соотно25 Составитель О.ВеретенниковТехредМ.Надь .Корректор О.Тигор Редактор М.Келемеш Заказ 192920 Тираж 603 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб. д. 4/5Филиал ППП "Патент", гУжгород, ул, Проектная, 4 3 10843 шенин менее 3,5 недостаточно активно производит охлаждение расплава, более 4 - снижает концентрацию СО 2 в смеси, ухудшая тем самым карбониэацию. 5Второй этап продувки начинают в пределах температур 625-675 С и до эатвердевания, при котором происходит переход с-формы в нестабильную низкотемпературную модификацию , 1 О при которой происходит незначительное увеличение объема кристаллов до 1 Х. С этой целью на втором этапе изменяют режим продувки СО-содержащим газом и водяным паром в соотношении (4-5):1. Концентрация продуваемого СО -содержащего газа увели 2чена, так как при температуре ниже 675 ОС величиной, определяющей степень карбонизации, является скорость 2 р переноса СО в газовой фазе и диффузия в пленке СаСОЗ.Выбор соотношения СО -содержащего2газа к водяному пару более 5 не рационален иэ-за плохого усвоения С 02 структурой Са ЗдО,. Применение СО-содержащего газа к водяному пару менее 4 не обеспечивает достаточной концентрации СО и диффузии его в пленке СаСОЗ30П р и м е р, Получение карбонизацией блоков из высокоосновных марганцевых шлаков проводят в лабораторных условиях. Для карбонизации используют рассыпающийся высокоосновной шлак производства металлического марганца (Са 44-46 Х, БдО 27-29 Х, мко 3-5 Х А 120 2-4 Х, Рео 0,1-0,2 Х, Мп 15-16 Х, Р О,ОЗХ, Б 0,03 Х).Шлак навеской 850 г расплавляют в молибденовом тигле при 400-1450 С, Затем расплав продувают водяным паром с целью его охлаждения. При достижении температуры шлака 850-9 ОООС продувку ведут смесью СО -содержащего газа и водяного пара в соотношении 1;(3,5-4,0), меняя соотношение СО - содержащего газа и водяного пара в пределах 1: 1, 1;2, 1:3, 1:4, 1:5.Требуемые результаты получают при соотношении 1;3,5 и 1:4.С температуры 625-675 С и до затвердевания шлакового блока продув" ку ведут смесью водяного пара и СО -2 содержащего газа в соотношении 1: (4-5) .Выбор такой газовой смеси определяется в процессе опробования различных вариантов соотношения смеси водяного пара и СО-содержащего газа. Предлагаемый способ карбониэации блоков из высокоосновных шпаков позволяет повысить производительность за счет сокращения времени на период самопроизвольного охлаждения шла-. ка, что является основным сдерживающим фактором в промышленных условиях. Отпадает необходимость формировать блоки под давлением.