Способ грануляции расплава шлака

(я)5 С 04 В 5/02 ГОСУДАРСТВЕННЪЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Научно-производственное объединение по механизации и автоматизации производства машин для хлопководства "Технолог" (72) Б,В.Шошин, А,К.Херсонский и Р.Г.Параскевопуло(56) Авторское свидетельство СССР М 1551678, кл, С 04 В 5/02, 1990.Авторское свидетельство СССР М 547409, кл. С 04 В 5/02, 1977. Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при переработке жидких металлургических шлаков для получения строительных материалов различного назначения.Известен способ грануляции металлургических шлаков, включающий гидрожелобную двухступенчатую грануляцию расплава с подачей на первую ступень воды со скоростью 2025 м/с в количестве 0,3,0,5 м /т расплава, а на вторую - паровоздушной смеси, нагретой до 350450 С, в количестве 40,80 м /т расплава при соотношении пара и воздуха (15);20, причем подачу паровоз- душной струи производят параллельно оси желоба.Однако способ не обеспечивает постоянства гранулометрического состава и стабильности физико-механических характеристик гранул.Известен способ припечной грануляции металлургических шлаков путем дробления за счет первичного охлаждения расплава струей газа или пара, в которую вводят воду в количестве 0,110 кг/м, и окончательноЖ, 1761704 А 1(54) СПОСОБ ГРАНУЛЯЦИИ РАСПЛАВА ШЛАКА(57) Сущность изобретения: производят дробление свободно падающей струи расплава шлака подаваемой навстречу струей водяного пара со скоростью, уравновешивающей зону дробления расплава между соплами истечения расплава и пара, определяемой зависимостью приведенной в тексте описания, В результате 90 - 95% гранул имеют правильную шаровидную форму. 1 табл. го охлаждения водой, причем первичное охлаждение шлака проводят до 8001250 С. Способ выбран авторами за прототип,Недостатком способа является то, что гранулы в процессе полета имеют ускорение, отличное от ускорения свободного падения. Кроме того, при ударе о поверхность воды гранул ы имеют температуру 8001200 С. Это приводит к повышению деформируемости гранул и увеличению расхода интенсивно испаряющейся воды.Цель изобретения - улучшение качества грануляций за счет получения однородных по размеру гранул шаровидной формы.Это достигается тем, что в способе грануляции расплава шлака путем дробления расплава струей водяного пара и последующего охлаждения водой струю водяного пара подают навстречу свободно падающей струе расплава шлака со скоростью, определяемой зависимостью5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 где Ч - скорость истечения струи водяного пара, м/с;К - коэффициент, учитывающий динамическую вязкость расплава и обтекаемость краев отверстия сопла, К= (0,0260,027) х 10;р - плотность расплава, кг/м;рп - плотность пара, кг/м;з.р - ускорение свободного падения, м/с;1 - расстояние от отверстия сопла истечения расплава до зоны дробления его, м;Яо - площадь отверстия сопла истечения расплава,м ;гп, - масса пара, кг;,и, - молекулярный вес пара;Я - универсальная газовая постоянная, кг м/град, кг моль;Т - температура пара, К;Чп - объем подаваемого пара, м .зОграниченный аналитической зависимостью интервал скоростей подачи водяного пара обеспечивает взвешенное состояние струи расплава шлака струей подаваемого навстречу водяного пара с локализацией зоны дробления расплава, в результате чего получаемые в зоне дробления гранулы имеют на пути перемещения (разлета) участок движения (крутопадающую параболу) с ускорением свободного падения, способствующим сохранению правильной шаровидной формы гранул. В то же время интенсификация скорости охлаждения гранул и регулирование расстояния от зоны дробления до водной поверхности обеспечивает к моменту контакта температуру гранул 400 С, когда пластичность соударяемых с водной поверхностью гранул ниже в 3,5 раз, что снижает степень деформации гранул и отклонение от правильной геометрии.Регулированием скорости подачи водяного пара и расстояния от зоны дробления струи расплава до водной поверхности получают из металлургических шлаков различного состава и свойств однородный по форме и размерам гранулометрический состав шлака.П р и м е р 1. Расплав шлака стали 25 Л в количестве 0,5 т при 147015 С подают по желобу в ковш, выпускное отверстие сопла которого имеет диаметр 1002 мм. Соосно соплу ковша установлено сопла диспергатора, размещенного над зеркалом водяного бассейна с возможностью осевого перемещения в вертикальной плоскости. Сквозь сопла подают струю водяного пара со скоростью 440 м/с при температуре пара 375 + 5 С. Расстояние между соплами ковша (подачи расплава) и диспергатора (подачи пара) установлено 2000 мм.Стабилизировав струю пара с помощыс электромагнитной заслонки, открывают сопло подачи расплава из ковша, и свободнс падающую струю расплава уравновешива. ют струей пара с локализацией зоны дроб. ления расплава на расстоянии 1600 мм от сопла подачи расплава, Образованные в зо. не дробления гранулы реализуют в траекто рии своего движения участок с ускорением свободного падения, на котором под дейст. вием сил поверхностного натяжения форми. руют правильную шаровидную формуосуществляют отверждение при непрерыв. ном охлаждении до температуры порядка 400 С, когда пластичность их незначитель на, а прочность обеспечивает бездеформа ционность соударения с водноР поверхностью бассейна-сборника гранул Количество некондиционных гранул, регла ментируемое нарушением стабильност процесса в завершающей фазе истечени струи расплава, не превышает 45от об. щего объема диспергированных гранул.Результаты грануляции приведены таблице,П р и м е р 2, Расплав шлака стали 35 Г в количестве 0,4 т при 1500 + 15 С подвер гают грануляции в последовательности аналогичной приведенной в примере 1. Рас стояние между соплами подачи пара и рас плава выбрано 2000 мм, расстояние о зоны дробления до сопла истечения рас плава 1680 мм, и до водной поверхност бассейна - сборника гранул - 2080 мм, Ко личество некондиционных гранул от общег( дисперги рован ного объема 3,9,Скорость струи пара в примере 2 со ставляет 459 мс.Результаты грануляции приведенытаблице.Анализ результатов, приведенных в таб лице, свидетельствует о достижении при ис пользовании предложенного способ стабильного однородного состава грану размерами 2,55,0 мм (80,87 от общегс объема диспергированных гранул) с содер жанием гранул правильной шаровидноьформы не менее 9095от общего обьемдиспергированных гранул. Формула изобретения Способ грануляции расплава шлака пу тем дробления расплава струей водяноп пара и последующего охлаждения водой о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельк улучшения качества за счет получения одно1761704 корость истечения струи водяного 10 где Чппара, мРпплотность пара, кг/м;коэффициент, учитывающическую вязкость расплава К -дина зультаты апробации предложенного способа грануляции раслабораторных условиях и в условиях сталелитейного цехаз-да нцирчиксельмаши шлака зультаты апробации способов Технологические па раметры спасо со ий со ставД ер шлаояния,ате температура п ранулои геонет гранул шаро 25 темра, С0 б мажд сопл 0,31 О 63 им между сопл, пара и рас- плава между зоной дробл, и зер- калом тале тал иная Фор- ма расплаваи зо"нойЕеобз ви фо ениРо иеоо г 50 - - з 6,5 24, з 1 8, з е, 7 8, 1 вестньи едложениПриме2400 1470 1460 1 460 1480 1480 100,2 7,5 ,7 14,4 ,4 10,7 ,6 11,5 ,2 12,8 5,5 8 4 10,912 5,9 95 92 Составитель А.ХерсонскийТехред М,Моргентал Корректор О.Кравцова едакт Заказ 3230 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 родных по размеру гранул шаровидной формы, струю водяного пара подают навстречу свободно падающей струе расплава шлака со скоростью, определяемой зависимостью 5 обтекаемость краев отверстия сопла, К= = (0,0260,027) х 10;р - плотность расплава, кгl м";д - ускорение свободного падения; и - расстояние от отверстия сопла истечения расплава до зоны дробления его, м;Яо - площадь отверстия сопла истечения расплава,м ;тп - масса пара, кг;