Способ получения шлакового сырья

(11) 60447.8 Союз Советских Социалистических Республик(23) Приоритет патенту 1) 1877125 /29-3 1) М. Кл С 04 В 5/00 С 03 В 1/00 07.01.7 осударстаенныи номит Соаета Министров ССС па делам изооретений(53) УДК 66.046,58; 2666,1,022 (088,8) открыти ата опублико Иностранецймонд Х, Эванс (США)(72) Автор изобретения ностранная ф зе Капюмит Компани(5 2 пособу получения преимущественно Изобретение атно сырья из доменного для производСтва стИзвестный соста зуемый в качестве стекла, должен стро скольку он значител чение суток при вы печи 11. ится шла кла.в доменсырьяго контно колходе из ного шлака, исполь для производства ролироваться, поблется даже в теодной и той же о.технической сущности ату к изобретению явя шлакового сырья пушлака и отбора его из 12. Однако этот спооднородности состава является обеспечерья.что горизонталь м ную у порций шлака с раз см ведут в шахмат- еред укладкой каждого ального слоя осущестственных условиях в тенедели, а отбор шлака в направлении, перпеньным слоям. Наиболее близким п и достигаемому результ ляется способ получени тем послойной укладки образованного штабеля соб не обеспечивает сырья. Цел ью изобретения однородности состава с Это достигается те и вертикальную укладк мером частиц от 0,6 до ном порядке, причем п последующего горизонт вляют выдержку в есте чение не менее одной из штабеля производят дикулярном горизонталОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН Ия 5,04,78,Ьюллетень15 ания описания О 1, И. "18 СОВ ПОЛУЧЕНИЯ ШЛАКОВОГО СЫРЬЯ На фиг. 1 изображен план горизонтальшгйукладки порций шлака; на фиг. 2 - схема вертикальной укладки порций шлака; на фиг. 3 - схема отбора шлака из штабеля; на фиг. 4 - 7 график изменений состава шлака.5Доменные шлаки могут быть получены изразличных доменных печей и различных мест: шлаки могут быть доставлены из шлаковых ям, в которых их охлаждают с помощью воздуха; шлаки могут быть также и в виде частиц, по лученных с помощью погружения шлака в воду;шлак может быть и в виде вспученных частиц, полученных путем воздействия на расплав шлака Водой во время его слива из ковша в яму.Шлак, подлежащий использованию, подвергают анализу и отбирают из тех шлаков, которые имеют заранее определенный состав. Состав шлаков, отобранных для использования, предпочтительно следующий, вес. %:310 г 20 - 50АгОз 2 - 30СаО 15 - 65М О 0 - 26ГегО;, 0,1 - 5МпО О - 3МагО + КгО 0 - 55 ОЗ 0 - 3,025 0 - 3,060 Н 78 30 35 40 45 50 55 3Свобо, ное железо + магнигныйво одноематериал 0,7Для облегчения отбора шлаков, имеющих состав в указанных пределах, от оператора доменной печи необходимо получить шихтовую книгу, указывающую количество и тип желез ной руды, кокса, известняка и другого сырья, загружаемого в печь, а также паспорт, показывающий режим работы печи во время образования шлака. Берется также суточный анализ шлака, определяемый металлургическим заводом, который помогает в отборе используемых шлаков и дает предварительное предупреждение о любых значительных ожидаемых изменениях в составе шлака, Информация, полученная из шихтовой книги и анализа шлака, даст возможность определить, являются ли любые изменения в составе шлака временными или постоянными, следует ли принять или забраковать часть или весь шлак, полученный в любой доменной печи. Шлак также подвергается осмотру, чтобы предотвратить включение вредных примесей, например, огнеупорный кирпич, металлический скрап, несгоревший кокс, известняк и т,п, Обычно обнаруживается, что от общего количества выгружаемого из доменной печи шлака, согласно настоящему изобретению, на практике пригодны для использования только 25 й. Шлаки, приемлемые по составу для дальнейшего производства, удаляют из коллекторной ямы и подвергают дроблению и грохочению для получения шлака с размером частиц от 0,6 до 10 см. Большая часть частиц предпочтительно должна иметь 5 см. Приготовленный таким образом шлак в дальнейшем может пройти через магнитный сепаратор для удаления, по крайней мере, любой части свободного железа или магнитного материала, который содержится в шлаке.Отобранный и приготовленный шлак транспортируют на складскую площадку и, как показано на фиг. 1, последовательно разгружая, размещают порции шлака в расположенные на определенном расстоянии друг от друга места складской площадки. Таким образом, первая порция шлака может быть размещена на участке 1 складской площадки, вторая порция может быть размещена на участке 2, третья на участке 3 и так далее до тех пор, пока весы отобранный и приготовленный для использования за одни сутки или за одну выгрузку шлак из печи не разместится в расположенных друг от друга местах складской площадки. Согласно этому примеру другие порции отобранного шлака за другие сутки, или в другое время, или от других источников располагают в других расположенных друг от друга местах складской площадки, как показано, например, цифрам и 4, 5, 6 и т.д.Порции шлака располагают на складской площадке в шахматном порядке так, что те порции шлака, которые получены за одни сутки или имеют тот же состав, располагают на складской площадке в местах, прилегаемых или окружаемых другими порциями различных. по составу шлаков. 4Чем больше складская площадка, тем большс потребуется порций шлака, чтобы покрыть площадь склада, но при обычной работе, где складская площадка составляет четыре акра, для того, чтобы занять эту площадь, может потребоваться 160 порций шлака. Для образования горизонтального слоя практически одинаковой толщины с плоской верхней поверхностью порции, разгружаемые в виде куч, разравнивают. Количество шлака, необходимого для образования слоя, затем регистрируют, а из слоя шлака с расположенных друг от друга многочисленных мест, например 50 или около этого, через порцию берут пробы, соблюдая при этом тщательность получения их одинакового веса. Затем эти пробы полностью перемешивают, смесь подвергают анализу для установления среднего состава шлаков, ксьторые образуют слой. После образования первого слоя 7 другие порции шлака размещают на первый слой и образуют накладывающиеся слои 8 и 9 и т.д. (см. фиг, 2).Для образования штабеля цлака, пригодного для получения однородного по составу шлакового сырья, по крайней мере, три и предпочтительно восемь или десять слоев шлака размещают друг над другом. Таким образом, в полученном штабеле может содержаться в общем от 30000 до 50000 тонн шлака.Чем больше складская площадка, тем большс порций шлака необходимо для получения каждого слоя и тем больше потребуется времени для образования штабеля, состоящего из многочисленных слоев. Таким образом, чтобы подготовить такой штабель шлака потребуется три или четыре месяца. Однако в течение этого времени каждый слой шлака будет подвергаться воздействию климатических условий.В результате этого, по крайней мере часть сульфидов, содержащихся в шлаке, может превратиться в сульфаты и шлак, первоначально содержащий 0,9 Й сульфидов, может содержать 0,8/о сульфатов, Любое количество свободного железа во время погодных условий также имеет тенденцию к окислению,Полученный таким образом штабель шлака будет содержать множество отдельных его порций, отличающихся составом от любой другой порции (соседней к ней или в этом слое, или в любом другом слое над или под ним). Более того, каждая отдельная порция составляет только относительно небольшую часть общего количества, размещенного на складской площадке шлака, Находящийся на складе шлак при необходимости использования удаляют с места его отложения с помощью мощного экскаватора, ковшового погрузчика с опрокидывающимся назад ковшом или им подобным, которые работают с одной стороны штабеля и удаляют шлак в направлении, перпендикулярном горизонтальным слоям заходками относительно горизонтальных слоев, вследствие чего удаляемый шлак будет содержать части многочисленрых порций шлака, которые были использованы для образования штабеля. Таким образом, любой ковш или проба, взятые из образованного нтабеля, фактически включают. десять, двад510 2А 1202 +СаОМдОГегО,МпО1 МагО + Т 10 К о Охлажденныйвоздухом32 17 0.30%18,74+ 0,30%40,84 +. 0,30%4,13+ 0 20 оо0,26 + 0,02%1,05+ 0,05%1,07+ 0,10%0 12+ 0 10%1,00 + 0,05 о/ Гранулированный 32,04 + 0,30%18 68+ 0 30%40,68 0,30%4 11+.0 20%0,26 + 0,02%1 05.+О 05%1 07+010%0,09+ 0,10%1,40+. 0,05% цать и, возможно, тридцать различных составов шлаков,Сырье далее обрабатывают для его применения при производстве стекла и с этой целью его нагревают предпочтительно до температуры 150 - 250 - 300 Г для удаления влажности и истирают или измельчают до размера частицы так, что, согласно американскому стандарту единицы крупности отверстий сита, 95% частиц пройдут отверстие 16 и не более 50% частиц пройдут отверстие сита 100.Затем материал подвергают интенсивной повторной магнитной сепарации для удаления свободного железа и других магнитных веществ до тех пор, пока сырье не будет содержать по весу не более 0,7% свободного железа и других магнитных веществ. Во время этой операции со шлака также могут быть удалены некоторые связанные с железом углероды.На практике обычно создают второй, подобный первому, штабель шлака,:,во время удаления шлака из первого штабеля для обработки и его отгрузки, в результате чего будет иметь место непрерывная подача шлака для их последующего технологического процесса.Обнаружено, что полученное шлаковое сырье обладает значительной однородностью состава. Н фиг. 4 содержание %02 в каждом слое десятислоевого штабеля по анализу каждого слоя в соответствии с указанной техникой отображено пунктирной линией А, в то время, как количество %02 в полученном сырье согласно анализу при отгрузке отмечено линией В (см. фиг, 4), Количество А 20, в каждом слое представлено пунктирной линией А (фиг. 5),Г 1 ри изготовлении стекла таким образом, может быть использовано шлаковое сырье известного и однородного состава, которое можно подшихтовывать различными окислителями перед тем, как оно помещается в стекловаренную печь.Заводу-изготовителю стекла не только даются определенные составы поставляемого отдельВсп сиен ный ЯО 32,30 +-0,30%А 120, 18,80+ 0,30%Сао 41,00+ 0,30%МДО 4 15.+0 20 о/оГегОз 0,26+0,02%МпО 1,05+.0,5%Ма 0 + К 20 1,07 + 0,10%50, 1,150,10%8 0,55+ 0,05% а содержание А 120, в готовом сырье, определенное анализом при каждой отгрузке, отмечено линией В. Анализ содержания СаО в слоях и готовом продукте показаны таким же образом на фиг. 6, а содержание МдО в слоях и готовом продукте отображены линиями А и В, соответственно, на фиг. 7.Так как толщина каждого слоя н количество содержащегося шлака в каждом слое складируемого шлака известны (так же как и его состав в каждом слое), то состав готового продукта быстро определяется, тем самым быстро давая стекольному заводу четкую картину пригодности его использования для того или иного стекла.Состав любой отдельной пробы сырья, полу 15 ченный таким способом, конечно, будет зависеть от количества и состава порций шлака.Однако, отбор шлака в каждом случае контролируют так, чтобы получить сырье, которое имеет такой определенный, известный и однородный состав, чтобы количество каждого из основных окислов (8102,-АгО; СаО и МдО) в любой взятой из шлакового сырья пробе нс отклонЯлсЯ, более, чем на +0,3 о(о, количсство окисла железа (ГегО ) + 0,04%, количество окисла марганца +0,05% количество второстепенных окислов (ХагО и К 01 не отклонялось более, чем на +0,02%, в то время, как количество ЯО; и сульфида серы не изменялось более, чем на + 0,1%. Г 1 олученные таким образом типовые сосЗО тавы шлакового сырья могут иметь следукпцие составы; ного шлакового сырья, но также представлякт- ся относительные характеристики его. Эта информация существенна и необходима, т. к. состав сырья, полученного из того же шлака при воздушнОм охлаждении, вспенивании и грануляции изменяется, что видно из следующего типичного примера.604478 1 Количество любого шлакового сырья может быть использовано в любом производстве стекла, может изменяться в больших пределах.Так, на основе используемого в шихте песка может быть использовано наименьшее количество шлакового сырья 0,5%, или может быть использовано в шихте наибольшее его количество 40%. Даже в случае, когда используется небольшое количество шлакового сырья свили в полученном стекле заметно уменьшаются, а необходимая для плавления и очистки стекла температура также уменьшается, при этом на стадии плавления присутствующие в расплавленном стекле сульфаты превращаются в 80. При использовании большего количества шлакового сырья себестоимость производства стекла будет еще больше уменьшаться.Фор,иула изобретенияСпособ получения шлакового сырья, преимущественно для стекольной промышленности,путем послойной укладки шлака и отбора его из образованного штабеля, отличающийся тем, что, с целью обеспечения однородности состава сьрья, горизонтальную и вертикальную укладку порций шлака с размером частиц от 0,6 до 10 см веду в шахматном порядке, причем перед укладкой каждого последующего горизонтального слоя осуществляют выдержку в естественных условиях в течение не менее одной недели, а отбор шлака из штабеля производят в направлении, перпендикулярном горизонтальным слоям. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1. Патент США26328, кл. 106 - 52, 1968.2. Лукаев Л. П. и др. Шлаковая пемза, М.,Издательство литературы по строительству,1968, с, 31 и 42.604478 17 1 б и Фиг. б г б льничен Н И П И Государственного по делам из 113035, Москва, Ж илнал Г 111 П Гатентедактор А. Морозов аказ 1925/3 Соста Техред Тираж тель Л. ЧубуковаЛуговая Корректор Д 1 Подписное комитета Совета Министров йретений н открытий 35, Раугпская нао., д. 4/5 г. Ужгород, ул. Г роектная