Способ выделения абразивного материала из металлургических шлаков

СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ ЛИН СОО 1740(51)5 В 07 В 4/О ОБРЕТЕНИЯЕЛЬСТВУ ПИСАНИЕ ОГОШЛАКОВ 22) л чно-исследоватых металлов иургический ком(7 е от- атериа- разде- окомконс посс1 ил. скии риупо бинат (72) Ю,А, К.А, (53) (Ь 6) Р 148 Ма Изобретение относится к чернойметаллургии, в частности, к переработке шлаков, и может быть использова"но для получения из них абразивных3материалов с попутным извлечениемметаллических вклочений,Известны способы получения абразивных материагов из металлургических: шлаков, заключающиеся в резкомохлаждении шлакового расплава водой .с последующим нагревом гранулятадо температуры. 160-300 С и медленнымохлаждением при естественной температуре (1,2). Известен также способ выделения абразивного материала из.металлургических шлаков для обработ.ки поверхностей струйными аппаратами(3), вклочающий охлаждение, дробление, классиФикацию и извлечение, металла, причем первичное дроблениеосуществлябт в открытом цикле, .а пос-,ледующие:.стадии дробления в замкну"том, Шлак перед дроблением охлажда" .ют с различной интенсивностью и от ся слабые более про ким техн способ в иалов из аботки и ся в охл до 3-5 мм,зерна, ачные.ическим ре-.ыделенияшлакововерхностейаждении,его пневмоНаибением ябразивнля ст олее бли вляется ых мате руйной об аклочающии нии шлакаро ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИ Щ 38 М 9/0312.06.90Уральский науинститут чернльский металл"Азовсталь"Б;Л. Демин, йФомичев, В.В,Брыз.гунов и О622,767.Я (08Авторское сви1370, кл. В 0 2Ю) СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ АБРАЗИВНМАТЕРИАЛА ИЗ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХЬ 7) Использованиь: изобретенносится к разделению сыпучихлов. Сущность изобретения влении материала восходящим поврздуха со скоростью 3-5.м/сцентрации материала 4-б кг/м-ледующей магнитной сепарациейнапряженностью поля 30-60 кА/м магничивают, а классификацию осу"ществляют в пневмоклассификаторах.Недостатками этих способов являютсясущественные энергозатраты на органи-:зацию грануляции расплава и. термооб"работку гранулята, .Процесс грануля-ции сопровождается выделением сернистых соединений, в атмосферу. Выделе"ние из шлака материала, крупностькоторого соответствует крупности абразивного зерна, после каждЙ стадиидробления на пневмоклассиФикаторахприводит к тому, что материал полу-чается неоднородным по прочности,т.к. на первичных стадиях дроблениядо размера, соответствующего абра,зиву, разрушаютклассиФикации с выделением крупного,абразивного и мелкого классов и изв-лечении металлических вклюцений нагрохоте по граничному зерну 0,3 ммс выделением в .подрешетный продуктметаллических включений. ПневмоклассиФикацию осуществляют при концентрации исходного материала 1,5-3 кг/мз и скорости воздуха 6-8 м/с.Известный способ имеет следующие недостатки. Практика разделения материалов на просеивающей поверхностипо граничному зерну менее 1 мм пока"эцвает очень низкую эФФективностьи производительность процесса присухом грохочении, Эти параметры можно улуцшить, например, за счет мокрого грохочения на гидрогрохотах, но свойство шлаков проявлять гидравлическую активность (цементацию) и последующие .затратц на сушку продуктов ставят под сомнение эФФективностьэтих приемов. Низкая эФФективность грохоцения и дополнительное пцлеобразование в процессе грохочения зерен абразивного красса при взаимодействии друг с другом приведет к снижению кацества абразивного зерна.за сцет высокого содержания в нем пцлевидных вклоцений, Вызывает сомне" ние и эФФективность предлагаемого приема извлечения металлической составляющей, когда требуется ее измельчение до крупности менее 0,3 мм ф каким образом извлекаются крупные включенияв прототипе не отражено.Целью предложенного способа является повышение качества абразивного зерна за счет сокращения в нем пцлевиднцх и Ферромагнитных вклочений.Поставленная цель достигается тем, что в известном способе выделения абразивного материала из шлаков, заключающемся в охлаждении шлака, отборе из него крупных металлицеских вклоцений с последующим измельче"нием до крупности 0-10 мм, извлечением из продуктов измельчения металлических вклочений и грохочением отмагниченного шлака на ряде просеивающих поверхностей, причем две соседние из них имеют размер ячейки верхней- соответствующей верхнему размеру абразивного зерна и нижней - собтветствующей нижнему размеру абразивногозерна. Абразивное зерно, выделенное при грохочении, подвергают пневмоКпассиФикации в восходящем возушном.5 10 15 О потоке при скорости воздуха 3-5 м/с иконцентрации 4-6 кг/мз, затем из него дополнительно извлекают Ферромагнитные включения в магнитном полес напряженностью 30-60 кА/м. Сопоставительнцй анализ заявляемого решенияс прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известноготем, что процесс вцделения абразив"ного зерна осуществляют методом грохочения, а доведение абразивного зерна до кондиционных требований производят путем последующих операций "пневмоклассиФикации в восходящем воздушном потоке с заданными параметра"ми скорости .восходящего потока возду"ха и концентрации абразивного зернаи магнитной сепарации в полях с заданной напряженностью. Прием классиФикации абразивных зерен в восходящем воздушном потоке позволяет привыбранных параметрах разделения в переходной области чисел Рейнольдса 25 (1Ке .10 э) обеспечить эФФективноеосвобождение абразивных зерен от частиц пыли, налипших на их поверхностьпри измельчении и грохочении. (5).,При таком режиме взаимодействия абЗ 0 раэивнцх зерен, движущихся навстречу воздушному потоку выполняетсяусловие, когда восходяций поток воздуха выносит только цастицц, имеющиеразмер мельче нижнего размера абразивного зерна. Известные техническиерешения (3), в которых применяюттолько пневмоклассиФикацию для вы"деления абразивного зерна после дробления шлака,. не обеспечивают требо" 4 О ваний к качеству абразивного зернапо содержанию пцлевидных и Ферромагнитных вклочений по сравнению с заявляемым техническим решением. Этопозволяет сделать вывод о его соот-ветствии критерию "существенные отличия". Принятая последовательностьопераций по вцделению абразивногоматериала из металлургических шлаков повышает эФФективность процессагрохоцения за счет смещения границы разделения в сторону увеличения.В теории и практике грохочения показано, что производительность и эФ-Фективность грохочения при одинаковом исходной материале возрастает пропорционально увеличению стороны ячейки сита (5), Финишные операциипневмоклассиФикация и дополнительнаямагнитная сепарация абразивного зер1740084 бна способствуют повышению его качест- теме пылеасадителей, циклонов и ва за счет предварительного удаленияпылевидных частиц, что в свою оче-.редь, повышает эффективность отделения ферромагнитных включений (6),На рисунке показан возможный вариант реализации способа выделения абразивного материала из металлургических шлаков (Фиг. 1), По такой схеме в промышленных условиях отработаны оптимальные значения параметров заявляемого способа. Шлак из сталеплавильного цеха в чаше шлаковоза .1 подают н. эстакаду. Здесь его кантуют в траншею 2 и охлаждают путем орошения водой из гидромониторов 3. После охлаждения шлак при помощи магнит" но-грейферного крана 4 загружают на наклонную решетку приемного бункера 5. Из бункера материал по транспортеру подают в шаровую мельницу 6.Над транспортером установлен грузо- подъемный электромагнит 7, с помощью которого отбирают крупные магнитные включения из потока. шлака. Измель" чейный шлак элеватором 8 подают на шкивной железоотделитель 9, где про" изводят отбор Ферромагнитных включений из продуктов измельчения. Магнитный продукт выводят из технологического потока на склад, а минеральную составляющую направляют на двух- ситный грохот 10. Грохот укомплекто-. ван двумя сетками с. ячейками йа верхней - соответствующей верхнему размеру абразивного зерна (2,5 мм), на нижней - нижнему размеру абразивного зерна (0,35 мм). Надрешетный про- . дукт верхнего сита направляют на повторное измельчение в мельницу, над решетный продукт нижнего сита - по . крупности соответствующий абразивно". му зерну, подают на обеспыливание в пйевмоклассификатор 11 и на дополййтельйую сепарацию в магнитный,се" паратор 12. После сепарации абразив- його класса магнитный продукт отправляют на склад и на. дальнейшую переработку, а минеральную часть в ма. шину для упаковки 13 в мешки 14. Подрешетный продукт нижнего сита грахо" та 10 направляют йа склад на дальйейшув переработку или используют поназначению. Очистку абразивного зерна от али в пневмоклассификаторе производят в восходящем воздушном потоке, который задают вентилятором 15 а очистку воздуха от пыли в сйсфильтров 16, отработанный воздух сбрасывают в атмосферу или используютдля технологических нужд,Учитывая, что предметом изобретения являются режимы выделения абразивного зерна из продуктов измельчения в конкретных условиях, оценивалисодержание посторонних, не соответствующих по крупности абразивномузерну и Ферромагнитных включений втоварном абразиве, его абразивнуюспособность и потерю .относительноисходного содержания, Изменяли следующие параметры: скорость .воздушногопотока в пневмоклассификаторе путеиизменения положения шибера на всасывающем патрубке вентилятора 15; кон центрацию абразивного зерна, подаваемого в пневмоклассификатор, засчет изменения числа оборотов вращения ячейкового питателя; напряженность магнитного поля при изменении 25 силы электрического тока на обмоткахэлектромагнитного сепаратора.Отработку .заявляемых параметроввыполняли в условиях шлакопомольногоотделения мартеновского цеха С мар" З 0 теновским и конвертерным шлаками меткомбината "Азовсталь". Результатысведены в таблицы.Данные таблиц 1,2 свидетельствуют,что заявляемые значения параметров З 5 пневмоклассификации и магнитной сепарации абразивного зерна обеспечивают высокие показатели качества, допускают минимум потерь абразивногозерна и ферромагнитных частиц с абра О эивом. Как видно из табл. 1, снижениеконцентрации абразивного зерна, подаваемого на пневмоклассификацию,так и повышение сверх установленного. диапазона, приводит к возрастанию 45 потерь абразива и загрязненности соседними классами. Подобнымобразомвлияет и изменение скорости воздуш"ного потока на процесс выделения товарного абразива. При скоростях ниже 50 3 м/с абразив загрязнен частицамисоседних классов,. а при скоростяхвыше 5 м/с возрастают потери абрази,ва за счет уноса их.воздухом в систему газоочистки. Выбор параметров 5 магнитной сепарации сказывается следу"ющим образом: снижение напряженностимагнитного поля ниже 30 кА/м влечетувеличение содержания Ферромагнитнывклочений и снижение абразивной спо3740084 8ностных слоях обрабатываемых изделий, способствует повышению стойкости покрытий, на подготовленные с его использованием поверхности. Формула изобретения оставитель Б. Ммин Техред И.Моргентал КорректорМ,- Йаксймишинец липенко тор Заказ 2934 ВНИ 1 ПИ Госуд.етениям и открытиям при ГКНТ ССушская наб д. 4/5 Тираж твенногс комитета и 113035, Москва, Ж 5, Р Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,10 собности товарного абразива; повышение напряженности магнитного поля сверх 60 кА/м без существенного снижения содержания Ферромагнитных вклочений на 0,02-0,044 приводит к потерео5 абразивнцх частиц на 3,23-5,4 Ф за счет их увлечения Феррома.гнитными частицами. Таким образом, полученные параметры вцделения абразивного материала, являются необходимым и доста. точным условием для повышения качества товарного абразива,Использование предлагаемого способа выделения абразивов позволяет повысить их качество настолько, что они с успехом заменяют традиционные абразивные материалы в аналогичных направлениях использования. Замена 1 т традиционных абразивов на:шлаковые позволяет получить зкономический зФФект до 30 руб При годовой потребности в шлаковых абразивах " 80 тыс.т.ожидаемый экономический эфФект составит 2,4 млн.руб. Шлаковый 25 абразив не создает наклепа в поверхгспособ выделения абразивного матери" ала из металлургических шлаков, включаю" щий охлаждение, измельчение шлака, маг- . нитную сепарацию, пневмьклассификацию, грохочение и отвод надрешетной и подрешетной Фракции, о. т л и ч а ю" щ и й с я тем, что, с целью повышения абразивных свойств матерйала за счет уменьшения в нем пылевиднцх и Ферромагнитных включений, пневмо" классификацию осуществляет после грохочения, при этом проводят ее в восходящем воздушном потоке при ско" рости воздуха 3-5 м/с и концентрации материала 4"6 кг/мз, а крупный продукт подвергают дополнительной магнитной сепарации с напряженностью поля 30-60 кА/м,