CZ309236B6 - Způsob zpracování roztavených metalurgických strusek - Google Patents
Způsob zpracování roztavených metalurgických strusek Download PDFInfo
- Publication number
- CZ309236B6 CZ309236B6 CZ2021209A CZ2021209A CZ309236B6 CZ 309236 B6 CZ309236 B6 CZ 309236B6 CZ 2021209 A CZ2021209 A CZ 2021209A CZ 2021209 A CZ2021209 A CZ 2021209A CZ 309236 B6 CZ309236 B6 CZ 309236B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- slag
- weight
- molten
- air
- cooled
- Prior art date
Links
- 239000002893 slag Substances 0.000 title claims abstract description 342
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 39
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 35
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 58
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 45
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 37
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 35
- 238000004017 vitrification Methods 0.000 claims description 31
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 18
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 17
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 16
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 16
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 11
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 8
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 7
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 6
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims description 6
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 5
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 claims description 5
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 5
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Chemical compound [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M potassium hydroxide Substances [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 3
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 claims description 2
- 238000004137 mechanical activation Methods 0.000 claims description 2
- 229910000027 potassium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 235000015320 potassium carbonate Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 claims description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims 2
- 229910004261 CaF 2 Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 61
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 61
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 24
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 20
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 238000007385 chemical modification Methods 0.000 description 10
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 10
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 10
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 10
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 9
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 8
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 7
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 7
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 6
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 6
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 5
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 5
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 5
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 5
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 5
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 4
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 4
- -1 mervinite Inorganic materials 0.000 description 4
- 235000019795 sodium metasilicate Nutrition 0.000 description 4
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 4
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011400 blast furnace cement Substances 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 239000013526 supercooled liquid Substances 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002585 base Substances 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L calcium difluoride Chemical group [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 2
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 2
- 238000007908 dry granulation Methods 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 239000010445 mica Substances 0.000 description 2
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012768 molten material Substances 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 2
- 238000005550 wet granulation Methods 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 235000002918 Fraxinus excelsior Nutrition 0.000 description 1
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N Na2O Inorganic materials [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 229910052626 biotite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 229910001634 calcium fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- BWFPGXWASODCHM-UHFFFAOYSA-N copper monosulfide Chemical compound [Cu]=S BWFPGXWASODCHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 229910052839 forsterite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013467 fragmentation Methods 0.000 description 1
- 238000006062 fragmentation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910001678 gehlenite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000876 geopolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 1
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N iron(II,III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N magnesium orthosilicate Chemical compound [Mg+2].[Mg+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000017550 sodium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 description 1
- 239000010456 wollastonite Substances 0.000 description 1
- 229910052882 wollastonite Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B5/00—Treatment of metallurgical slag ; Artificial stone from molten metallurgical slag
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B5/00—Treatment of metallurgical slag ; Artificial stone from molten metallurgical slag
- C04B5/06—Ingredients, other than water, added to the molten slag or to the granulating medium or before remelting; Treatment with gases or gas generating compounds, e.g. to obtain porous slag
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B3/00—General features in the manufacture of pig-iron
- C21B3/04—Recovery of by-products, e.g. slag
- C21B3/06—Treatment of liquid slag
- C21B3/08—Cooling slag
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
- Furnace Details (AREA)
Abstract
Způsob zpracování roztavené metalurgické strusky spočívá v tom, že se roztavená tekutá metalurgická struska v alespoň jednom plochém tenkém proudu o síle do 15 mm nebo v alespoň třech paralelních proudech ve tvaru vláken o průměru do 15 mm, přivede pod úhlem v rozmezí 5° až 90° do kontaktu s prodyšným kovovým nebo keramickým povrchem s volnou plochou alespoň 20 %, který se pohybuje rychlostí v rozmezí 0,5 m.min-1 až 30 m.min-1 a v množství ne větším než 30 kg roztavené strusky na 1 m2 povrchu, chlazeným vzduchem z alespoň jedné strany alespoň jedním kontinuálním a/nebo pulzujícím proudem vzduchu o frekvenci pulzů alespoň 0,5 Hz a teplotě v rozmezí - 50 °C až + 100 °C a o rychlosti 10 m.s-1 až 310 m.s-1, v množství ne méně než 0,8 m3 vzduchu na 1 kg strusky, jehož směr svírá se směrem pohybu chlazeného povrchu úhel v rozmezí 10° až 90°, k ochlazení strusky na teplotu nižší než 500 °C za dobu kratší než 2 minuty a její vitrifikaci a k dalšímu ochlazení na teplotu nižší než 200 °C za dobu ne delší než 5 minut.
Description
Způsob zpracování roztavených metalurgických strusek
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu vitrifikace a jemného mletí metalurgických strusek
Dosavadní stav techniky
V současnosti je část vysokopecních a ocelárenských strusek vylévána na otevřené odvály, kde dochází k jejich relativně pomalému chladnutí a krystalizaci. Takové strusky se nazývají vzduchem chlazené vysokopecní strusky. Jsou z podstatné části tvořeny různými krystalickými fázemi - silikáty a alumosilikáty, zejména gehlenitem, mervinitem, wolastonitem, lamitem, forsteritem, magnetitem, wustitem a dalšími, z nichž většina postrádá hydraulické, latentně hydraulické nebo pucolánové vlastnosti. Rentgenamorfhí skelnou fázi, která má latentně hydraulické nebo pucolánové vlastnosti obsahují pouze v malé míře a nejsou proto použitelné pro výrobu hydraulických pojiv, ale pouze jako náhražka přírodního drceného kameniva. Část strusek je ale rychle chlazena - granulována. Při rychlém zchlazení dojde ke vzniku rentgenamorfhí skelné fáze, která má latentně hydraulické nebo pucolánové vlastnosti. Pro využití jako součásti cementů nebo betonů musí být granulovaná struska jemně pomleta. Jemně mleté granulované, zejména vysokopecní strusky, s obsahem vyšším než 2/3 hmotnosti skelné fáze, jsou podle v současnosti platné legislativy vhodné pro výrobu stavebních pojiv, zejména portlandských struskových, směsných a vysokopecních cementu. Kromě minimálního uvedeného obsahu skelné fáze, aby měla struska nejen pucolánové, ale i požadované latentně hydraulické vlastnosti, musí mít jemně mletá granulovaná struska rovněž obsah CaO + MgO + S1O2 vyšší než 2/3 hmotnosti a musí splňovat další parametry. Minimální poměr CaO + MgO : S1O2 musí být větší než 1, obsah MgO nesmí přesáhnout 18 % hmota., obsah sulfidů 2 % hmota., obsah síranu 2,5 % hmota., obsah chloridů 0,1 % hmota., hodnota ztráty žíháním přepočtená na oxidaci sulfidů nesmí překročit 3 % hmota, a vlhkost nesmí přesáhnout 1 % hmota.
K rychlému zchlazení, při kterém dojde k zesklovatění strusky se provádí rozstřikováním strusky na válcích či discích spolu s vodou a takto vytvářené a chlazené malé kousky strusky padají do nádrže s vodou, nebo na odval, intenzivně vodou skrápěný. Tímto způsobem chlazená struska má ale velmi vysokou vlhkost, která musí být před mletím eliminována. Další nevýhodou tohoto způsobu chlazení je. že nelze efektivně rekuperovat tepelnou energii, ve strusce obsaženou.
K odstranění nevýhod spojených s tzv. mokrou granulací bylo vyvinuto několik metod tzv. suché granulace. Všechny jsou založeny na rozstřikování kapek roztavené strusky do proudu vzduchu ve kterém jsou buď v rychlém proudění, kterým jsou unášeny, nebo ve fluidní vrstvě, ve které pomalu klesají chlazeny velkým množstvím vzduchu. Tyto metody jsou chráněné řadou patentu, například EP 2922976 B1 chrání metodu rozstřikování roztavené strusky rotujícím diskem do prostoru s chlazeným pláštěm, ve kterém je chlazena ve fluidní vrstvě. Na podobném principu rozstřikování funguje způsob popsaný v patentu CN 106939363 B, pouze jsou kapky strusky unášeny ve stoupavém proudu vzduchu a usazovány v cyklonu. Další podobný způsob jako v EP 2922976 B1 je popsán v patentu SU 893240 A. pouze rozmetací disk, za účelem omezení nalepování roztavené strusky vykonává složitější než prostý rotační pohyb. Kanadský patent CA 2729216 C popisuje granulací roztavených materiálů pomocí jejich rozprášení na kapky rotující číší a opakovaným odrazem kapek od chlazeného pláště v rotujícím vzdušném proudu. Patent DE 102010021661 AI popisuje zařízení s vibrujícím rotačním diskem, pro rovnoměrné a velmi jemné rozprášení kapek roztavené strusky a její chlazení ve fluidní vrstvě v nádobě kónického tvaru s vodou chlazeným pláštěm. Kromě toho existuje celá řada dalších, většinou již neplatných patentů a publikací v odborných časopisech, popisujících různé modifikace tzv. suché granulace strusky nebo obecně roztavených materiálu. Základ všech těchto způsobů je ale rozprášení taveniny na disku nebo válci, či jiném podobném zařízení a její přivedení do proudu vzduchu ve formě kapek o velkosti od
-1 CZ 309236 B6 desetin milimetru do zhruba patnácti milimetrů, ve kterém je pak struska bez. přítomnosti vody zchlazena na strusku granulovanou.
Nejblíže našemu řešení je US 6250109 B1 Způsob kontinuální produkce sklovité granulované vysokopecní strusky kontaktem s rozstřikovanou vodou chlazeným povrchem bubnu, nebo kovového segmentového dopravního pásu.
Nevýhodou všech těchto způsobuje, že ke granulaci strusek využívají vodu, nebojsou zatím provozovány pouze v poloprovozním měřítku a nikde není doposud vyráběno standardní průmyslové zařízení pro suchou granulaci strusek. Zároveň žádný z těchto způsobů neřeší modifikaci ocelářské strusky takovým způsobem, aby mohla být po vitrifikaci využita stejně, jako standardní granulovaná vysokopecní struska. A právě tyto nevýhody odstraňuje způsob podle tohoto vynálezu.
Podstata vynálezu
Podstatou vynálezu je způsob zpracování roztavené metalurgické strusky, jehož podstata spočívá v tom, že se roztavená tekutá metalurgická struska v alespoň j ednom plochém tenkém proudu o síle do 15 mm nebo v alespoň třech paralelních proudech ve tvaru vláken o průměru do 15 mm, přivede pod úhlem ne větším než 75° do kontaktu s prodyšným kovovým nebo keramickým povrchem s volnou plochou alespoň 20 %, který se pohybuje rychlostí v rozmezí 0,5 m.min1 až 30 m.min1 a v množství ne větším než 30 kg roztavené strusky na lm2 povrchu, chlazeným vzduchem z alespoň jedné strany alespoň jedním kontinuálním a/nebo pulzujícím proudem vzduchu o frekvenci pulzu alespoň 0,5 Hz a teplotě v rozmezí - 50 °C až + 100 °C a o rychlosti 10 m.s1 až 310 m.s1, v množství ne méně než 0,8 m3 vzduchu na 1 kg strusky, jehož směr svírá se směrem pohybu chlazeného povrchu úhel v rozmezí 10° až 90°, k ochlazení strusky na teplotu nižší než 500 °C za dobu kratší než 2 minuty a její vitrifikaci a k dalšímu ochlazení na teplotu nižší než 200 °C za dobu ne delší než 5 minut.
Výhodně je první kontinuální nebo pulzující proud vzduchu ke chlazenému povrchu směrován pod úhlem 30° až 90° k dezintegraci proudu strusky ještě před jeho kontaktem s chlazeným povrchem a případně k přitlačení proudu strusky ke chlazenému povrchu a k zajištění těsného kontaktu roztavené strusky s chlazeným povrchem.
Výhodně se do tekuté roztavené strusky přidá přísada ze skupiny látek obsahujících alespoň 70 % hmotnosti (S1O2 + CaO), nebo alespoň 75 % hmotnosti (SÍO2 + CaO + MgO) velikosti zrn ne větší než 3 mm v množství 5 % hmotnosti až 30 % hmotnosti vztaženo ke hmotnosti roztavené strusky.
Výhodně, pokud je zrnitost přísady jemnější než 0,25 mm, se z ní vyrobí granule o velikosti od 2 mm do 6 mm a teprve tyto granule jsou přidány do tekuté roztavené strusky.
Výhodně se před přidáním do roztavené strusky přísada předehřeje na teplotu vyšší než 850 °C.
Výhodně se do tekuté roztavené strusky přidá roztavená přísada ze skupiny látek obsahujících alespoň 70 % hmotnosti (SÍO2 + CaO), nebo alespoň 75 % hmotnosti (S1O2 + CaO + MgO) v množství 5 % až 30 % hmotnosti vztaženo ke hmotnosti roztavené strusky.
Výhodně se do tekuté roztavené strusky přidá samostatně nebo spolu s přísadou tavivo ze skupiny látek CaF2; CaSiFe; S1F4; H2S1F6; Na2SiO3; K2S1O3; BUSiFe; Na2SiFe; S1F4; H2S1F6; Na2SiO3; K2S1O3. KA12(A1SÍ30io)(OH,F)2; K(Mg.Fe2)3[(OH,F)2(Al,Fe)Si30io], nebo jejich směsí, v množství 0,3 % až 10 % hmotnostních, vztaženo ke hmotnosti roztavené strusky.
Výhodně se roztavená struska před a/nebo v průběhu přidávání přísad externě zahřívá a udržuje na
-2 CZ 309236 B6 teplotě vyšší, než je teplota liquidu strusky.
Výhodně se partikule vitrifikované strusky smíchají s pevnou přísadou o velikosti zrn do 5 mm, ze skupiny látek zahrnující granulovanou vysokopecní strusku, recyklované křemičité sklo, popel práškového spalování fosilních paliv, stabilizát popela práškového spalování fosilních paliv nebo jejich směsí v množství od 5 % do 50 % hmotnosti, vztaženo ke hmotnosti vitrifikované strusky k modifikaci chemického složení vitrifikované strusky.
Výhodně se pevná vitrifikovaná struska samotná, nebo spolu s pevnou přísadou přivede ke středu pracovního prostoru ve tvaru rotačního tělesa, který je omezen dvěma souosými, kruhovými deskami, z nichž je alespoň jedna pohyblivá a na kterých jsou situována pracovní tělesa, z nichž ta. která jsou umístěna na pohyblivých deskách vykonávají rotační pohyb kolem osy tohoto prostoru rychlostí v rozmezí 50m.s-1 až 250 m.s1, přičemž jsou partikule vitrifikované strusky podrobeny alespoň třem po sobě následujícím interakcím s pracovními tělesy, prostřednictvím kterých je předána kinetická energie pracovních těles partikulím strusky k jejich rozpojení a vzniku jemně mleté vitrifikované strusky.
Výhodně se pevná vitrifikovaná struska samotná nebo spolu s pevnou přísadou, ve směsi se vzduchem v množství 0,1 m3 až 2 m3 na 1 kg strusky, přivede ke středu pracovního prostoru ve tvaru rotačního tělesa, který je omezen dvěma souosými, v opačném smyslu se otáčejícími kruhovými deskami - rotory, na kterých jsou situována pracovní tělesa, která vykonávají rotační pohyb kolem osy tohoto prostoru rychlostí v rozmezí 50 m.s1 až 310 m.s1, přičemž se tato směs stlačí nejvýše do 70 % svého původního objemu a následně se tato směs uvede do turbulentního proudění pomocí rychlé změny směru proudění směsi a/nebo expanzí směsi do objemu alespoň o 30 % většího než je její objem při stlačení, k zajištění vzájemných střetů i velmi jemných zrn sypké pevné látky ve směsi pod velkými úhly a k zefektivnění jejich střetů s pracovními tělesy, pro jejich intenzivní rozpojování a mechanickou aktivaci ke vzniku vysoce aktivní jemně mleté vitrifikované strusky.
Výhodně se partikule vitrifikované strusky přivedou ke středu pracovního prostoru ve tvaru rotačního tělesa spolu s přísadou ze skupiny látek zahrnující portlandský slinek, fluidní popel spalování fosilních paliv nebo biomasy, Na2SiO3, K2SÍO3 CaO, Ca(HO)2, NaOH, KOH, Na2CO3 K2CO3 nebo jejich směsí v množství od 5 % do 75 % hmotnosti, vztaženo ke hmotnosti vitrifikované strusky, k výrobě suchého hydraulického pojivá.
Výhodně se partikule vitrifikované strusky samotné, nebo spolu s přísadou, před jejich přivedením ke středu pracovního prostoru ve tvaru rotačního tělesa, zhutnění, podrtí a/nebo hrubě pomelou mezi dvěma souosými válci, vzdálenými od sebe ne více než 3 mm, které se otáčí v opačném smyslu s obvodovou rychlostí 2 m.s1 až 30 m.s1 každý, přičemž poměr otáček válců se pohybuje v rozmezí 1 až 2.
Výhodně se zahřátý vzduch ze suché vitrifikace strusky využije jako zdroj tepla pro předehřátí přísady a/nebo jako spalovací vzduch pro externí ohřívání roztavené strusky a/nebo jako spalovací vzduch pro tavení přísady před jejím přidáním do roztavené strusky nebo pro různé jiné průmyslové aplikace.
V současnosti připouští norma ČSN EN 151671 pro výrobu cementu norma ČSN EN 206 pro použití do betonu pouze strusku granulovanou vysokopecní, respektive takovou strusku, která projde požadavkovou částí této normy. Základním požadavkem na takové strusky je zejména podíl skelné fáze, který musí být větší než 2/3 hmotnosti strusky.
V současnosti je granulace strusek. tedy jejich vitrifikace, prováděna především na mokré cestě, tedy jejím rozstřikováním s vodou a/nebo do vody či na vodou intenzivně zkrápěnou deponii. Tyto způsoby mají několik nevýhod. Výsledná granulovaná (vitrifikovaná) struska má vysokou vlhkost a před jejím mletím v klasických mlecích zařízeních, jako jsou kulové mlýny je ji třeba vysušit.
-3 CZ 309236 B6
Další nevýhodou vitrifikace strusek na mokré cestě je to. že jí z bezpečnostních důvodů nelze provádět přímo v metalurgickém provozu, tedy v huti nebo ocelárně. Existuje velké riziko vzniku exploze vodní páry při nežádoucím kontaktu vody se struskou. Při kontaktu kovového roztaveného či silně rozžhaveného železa přítomného ve strusce s vodou dochází k vývinu vodíku a jeho následné explozi. Proto je pro provádění vitrifikace - granulace na mokré cestě struska odvážena z metalurgických provozů často i na vzdálenost několika kilometrů do specializovaných provozů, tzv. struskáren, pracujících v bezpečné vzdálenosti a v podmínkách s minimálním rizikem hromadění vodíku atp. Při dopravě strusky v transportních nádobách, zvaných struskové pánve, často označované jako koliby, umístěných na železničních nebo automobilových podvozcích, dojde většinou k vykrystalizování části strusky. K této krystalizaci dochází v důsledku ochlazení strusky kontaktem se stěnou kolihy nebo na hladině roztavené strusky při kontaktu se vzduchem. Tím dochází často ke znehodnocení části strusky, která je pak vyklopena na odval a po jejím vychladnutí je tato krystalická struska využitelná pro některé aplikace pouze jako náhražka přírodního drceného kameniva.
Další nevýhodou vitrifikace strusek na mokré cestě je nemožnost rekuperace vysokopotenciální tepelné energie. Při vitrifikaci roztavené strusky na suché cestě se využívá různých způsobů chlazení silným proudem vzduchu. Ten je při chlazení často ohřát na teplou vyšší než 800 °C a lze jej využít přímo v metalurgických provozech, např. jako spalovacího vzduchu pro provoz různých hořáku v metalurgickém provozu samotném, nebo v hořákách pro udržování teploty strusky před její granulací nebo pro předehřev přísad pro chemickou modifikaci strusky před jejich přidáním do roztavené strusky. Horký vzduch ze suchých způsobů vitrifikace lze také využít například pro výrobu přehřáté páry a produkci elektrické energie, nebo jej využít pro nej různější další aplikace.
Před vitrifikaci vysokopecní strusky podle způsobu popsaného v této přihlášce, není nutné přidávat žádné modifikační přísady, protože struska splňuje veškeré požadavky na její chemické složení stanovené příslušnou normou. To se však netýká strusek ocelářských, které mohou mít různou míru bazicity. Tento způsob bez přidání přísad, tedy bez jejich chemické modifikace zaručuje pouze jejich dokonalou vitrifikaci. I chemicky nemodifikované vitrifikované ocelářské strusky mohou být po jejich jemném mletí úspěšně použity jako přísady nebo dokonce jako základ hydraulických pojiv. Nicméně jejich chemické složení neodpovídá požadavkům stanoveným výše uvedenou normou na vysokopecní granulovanou strusku a žádné jiné normy o využití jiných typů strusek nehovoří. Při výrobě cementů nebo betonu se nepřipouští širší použití jiných, než vysokopecních granulovaných strusek. nebo jejich analogů. Chemická modifikace ocelářských strusek přidáním různých přísad, zejména obsahujících vysoké podíly CaO, S1O2 nebo AI2O3, umožní změnu chemického složení ocelářských strusek, aby je bylo možné využít jako analog vysokopecní granulované strusky, a to zejména při výrobě stavebních hmot, jako jsou cementy či betony.
Chemickou modifikaci strusek lze provádět buď po její vitrifikaci a to přidáním některých modifikačních přísad tak. aby jejich výsledná směs splňovala požadavky příslušných norem na granulovanou vysokopecní strusku. Další možností je chemická modifikace roztavené strusky. Při chemické modifikaci nelze připustit přidání pevných částic do strusky, která se nachází ve stavu podchlazené kapaliny, neboť by to vedlo k rychlé částečné krystalizaci některých složek strusky, což by vedlo jednak ke snížení obsahu požadované skelné fáze, ale zároveň by to vedlo ke vzniku řady technologických problémů, jako oddělení a sedimentace krystalické fáze s obvykle vyšší hustotou, než je hustota roztavené strusky, k zanášení a zařízení pro vitrifikaci strusky atp. Proto je potřeba udržovat strusku nad teplotou liquidu, tedy nad teplotou, při které je struska plnohodnotnou kapalinou a ani jedna z jejích složek se nemůže nacházet v pevném skupenství. Přitom je při přidávání přísady v pevném skupenství dbát nato, aby měla zároveň roztavená struska dostatečnou tepelnou kapacitu, aby se v ní přísada pinč rozpustila a teplota nepoklesla pod teplotu liquidu. Proto musí být přísada předehřátá na co nejvyšší teplotu a v případě potřeby je nezbytné udržovat teplotu strusky externím ohřevem. Další možností je přidávat přísadu v roztaveném stavu nebo přidat k roztavené strusce tavidlo, které sníží její teplotu tavení - teplotu liquidu. Teplota liquidu a další vlastnosti roztavené strusky, například potřebná rychlost chlazení při vitrifikaci.
-4 CZ 309236 B6 závisí najejím chemickém složení, ze kterého je potřeba při zpracování roztavených strusek ajejich vitrifikaci vycházet.
Pro námi navržený způsob vitrifikace roztavených strusek je důležitá kombinace kontaktu roztavené strusky s kovovým nebo keramickým prodyšným vychlazeným povrchem v kombinaci s intenzivním předběžným, souběžným nebo následným chlazením strusky i kovového povrchu silným proudem vzduchu, výhodně za zvýšeného tlaku vzduchu, rychlých změn směru jeho proudění a jeho pulzací. Hlavní výhodou vitrifikace strusky na chlazeném prodyšném, zejména kovovém povrchu, je rychlý přestup tepla mezi struskou a kovem a kovem a chladicím vzduchem. Další výhodou je možnost regulace rychlosti pohybu chlazeného povrchu, ať už drátěného pásu nebo bubnu a úhlu, pod kterým se proud roztavené strusky setkává s chlazeným povrchem. Strusky různého složení mají nejen různé teploty liquidu a různé teplotní rozsahy transformačního intervalu, ve kterém se mění z podchlazené kapaliny na skelnou fázi, ale také různou viskozitu. Většinou platí, že čím je struska kyselejší, tedy čím má vyšší obsah S1O2, tím má vyšší viskozitu Změnou řady parametrů, zejména sílou proudu roztavené strusky. rychlostí pohybu chlazeného povrchu, úhlu, pod kterým se chlazený povrch s proudem strusky setkává, směrem, rychlostí a silou proudů chladicího vzduchu, tedy množstvím chladicího vzduchu v daném místě, lze dobře proces vitrifikace regulovat a přizpůsobovat jej vlastnostem vitrifikované strusky.
Díky členitosti a vysoké tepelné vodivosti prodyšného kovového nebo některých keramických povrchu je jednolitý proud strusky rozdělen podobně jako na sítě na dílčí proudy a kapky, které se v závislosti na viskozitě roztavené strusky a úhlu styku jejího proudu s chlazeným povrchem na něm buď zachytí a přilnou k němu nebojím z velké části proniknou. Při tomto kontaktu je z roztavené strusky velmi rychle odváděno teplo. Tím se rychle změní roztavená struska v podchlazenou kapalinu a rychle se zvýší její viskozita. Struska je pak ze stavu podchlazené kapaliny velmi rychle, buď přímo na chlazeném prodyšném povrchu nebo v proudu vzduchu pod tímto povrchem zchlazena na teplotu pod spodní hranici skelného transformačního intervalu a vitrifikována.
Objasnění výkresů
Způsob výroby vitrifikace metalurgických strusek ajejich následného zpracování bude snadněji pochopitelné z příkladů uskutečnění i z připojených obrázku, na kterých:
obr. 1 představuje v řezu plochý proud roztavené strusky vytékající z naklonitelné vyhřívané distribuční nádrže, který dopadá pod úhlem 15° na pohyblivý drátěný pás chlazený střídavými laminámími proudy vzduchu;
obr. 2 představuje v řezu řadu proudu roztavené strusky ve tvaru vláken vytékajících z otvorů na dně distribuční nádrže, který dopadá na rotující perforovaný buben ze žáropevné oceli o průměru 5 m chlazený laminámími proudy vzduchu směrovanými radiálně k povrchu bubnu ze vnitřní i vnější strany povrchu bubnu; a obr. 3 představuje v řezu plochý proud roztavené strusky vytékající z transportní kolihy přes distribuční žlab a vytváří plochý vertikální proud strusky, který je desitegrován pulzujícím proudem vzduchu a unášen na horizontální drátěný pás na kterém je materiál strusky dochlazen a vitrifikován.
Příklady uskutečnění vynálezu
Současný vynález bude popsán pomocí konkrétních uskutečnění a s odkazem na určité výkresy, ale vynález tímto není omezen, ale pouze nároky. Popsané výkresy jsou pouze schematické a nej sou uvažovány jako omezující. Na výkresech muže být velikost některých prvku zveličena
-5 CZ 309236 B6 a tyto nemusí být nakresleny v měřítku z ilustrativních důvodu. Rozměry a relativní rozměry neodpovídají skutečným zmenšením při výkladu vynálezu.
Dále výrazy první, druhý a podobné výrazy v popisu a v nárocích jsou použity pro rozlišení mezi podobnými prvky a nemusí to být pro popis následnosti, nebo dočasnosti, či prostoru, nadřazenosti nebo jiným dalším způsobem. Je třeba rozumět tomu, že takto použité výrazy jsou zaměnitelné za určitých okolností a že uskutečnění vynálezu, jak je popsáno zde, je schopné výkonu v jiných sekvencích, než jsou popsány nebo zobrazeny zde.
Navíc výrazy nahoře, dole, první druhý a podobné v popisu a nárocích jsou použity k popisným účelům a nemusí nutně popisovat jejich požadovanou situaci. Je třeba rozumět tomu, že takto použité výrazy jsou za určitých okolností zaměnitelné, a že uskutečnění vynálezu, jak je zde popsané, je schopné provozu i v dalších orientacích, než je popsáno nebo zobrazeno zde.
Je třeba poznamenat, že výraz „zahrnující“, používaný v nárocích, nelze vykládat tak, jako že omezuje nárok výhradně na výrazy dále uvedené; nevylučují se tedy další prvky nebo kroky. Je tedy nutné je vykládat jako uvedení představené vlastnosti, celku, kroků nebo dílů, na které odkazuje, ale nevylučuje přítomnost nebo dodání jedné nebo více dalších vlastností, celků, kroků nebo složek, nebo jejich skupin.
Příklad 1 - Výroba na suché cestě vitrifikované vysokopecní strusky
Tabulka č. 1 - chemické složení roztavené vysokopecní strusky
| Složka | Obsah v % hmotnosti |
| CaO | 40,20 |
| MgO | 8,7 |
| SÍO2 | 39,8 |
| A12O3 | 8,3 |
| FeO | 0,6 |
| MnO | 0,1 |
| P2O5 | 0,25 |
| S | 0,5 |
| Ostatní | 2,55 |
Tekutá roztavená vysokopecní struska i o složení uvedeném v tabulce č. 1 a teplotě 1420 °C je z transportní koliby 14 vylévána přes žlab do vyhřívané distribuční nádoby 11 ze které je vypouštěna uzavíratelnou štěrbinou 10 o šíři 7.5 mm, situovanou na jejím dně, a vytváří vertikálně se pohybující plochý proud 2 o tloušťce cca 7,5 mm, a dopadá na pohyblivý drátěný dopravní pás ze žáropevné oceli 4, pohybující se rychlostí 2,25 m.min-1 s proudem taveniny pod úhlem 15°. Drátěný pás sestávající z drátů ze žáropevné oceli s volnou plochou 46 % je chlazený laminámími proudy vzduchu 5, směřujícími k chlazenému povrchu pod úhlem 90°, vytvářenými pomocí dvou sad vzduchových clon v celkovém množství 60 ks, umístěnými pod a nad drátěným dopravním pasem, ze kterého je po zchlazení vitrifikovaná vysokopecní struska odstraňována mechanickým oklepem 7. Při síle plochého proudu roztavené strusky o hustotě 3050 kg/m3 a výše uvedené rychlosti je zachyceno na vzduchem chlazeném povrchu drátěného pásu 10.17 kg strusky/lm2. Pro ochlazení tohoto množství v průběhu prvních 120 vteřin na teplotu nižší než 400 °C je přivedeno celkem 17 m3 vzduchu o teplotě vnějšího prostředí na každý m2 pásu s přilnutou struskou a dalších 11,5 m3 vzduchu o teplotě vnějšího prostředí na každý m2 pásu v průběhu dalších 3 minut, pro dochlazení strusky na teplotu nižší než 200 °C a k dochlazení hmoty pásu na teplotu blízkou teplotě okolního prostředí.
-6 CZ 309236 B6
Příklad 2 - Výroba na suché cestě vitrifikované ocelářské strusky
Tabulka č. 2 - chemické složení roztavené ocelářské strusky
| Složka | Obsah v % hmotnosti |
| CaO | 34,8 |
| MgO | 6 |
| S1O2; | 17,4 |
| AI2O3 | 1,8 |
| FeO | 29,2 |
| MnO | 4,7 |
| P2O5 | 1.8 |
| S | 0,2 |
| Ostatní | 3,05 |
Tekutá roztavená ocelářská struska 1 o složení uvedeném v tabulce č. 2 s nízkou viskozitou, o teplotě 1520 °C a hustotě 3140 kg/m3, je z transportní koliby 14 vylévána přes žlab do vyhřívané distribuční nádoby 11, ze které je vypouštěna uzavíratelným výpustním otvorem ve tvaru štěrbiny 10 o šíři 5 mm, situovanou na jejím dně, a vytváří vertikálně se pohybující plochý proud 2 o tloušťce cca 5 mm, a dopadá na pohyblivý drátěný dopravní pás ze žáropevné oceli 4, pohybující se rychlostí 6,5 m.min1 s proudem taveniny pod úhlem 10°. Drátěný pás s volnou plochou 36 % je chlazený laminámími proudy vzduchu 5, které směřují na chlazený povrch pod úhlem 90° a které jsou vytvářenými dvěma sadami vzduchových štěrbinových trysek v celkovém počtu 76 ks, umístěných pod a nad drátěným dopravním pasem, ze kterého je po zchlazení vitrifikovaná ocelářská struska odstraňována mechanickým oklepem 7. Při dané rychlosti pohybu pásu, síle proudu strusky a její hustoty je množství strusky chlazené na 1 m2 drátěného pásu 4,54 kg. Množství vzduchu přiváděné na chlazený povrch drátěného dopravního pásu je na prvních šesti metrech délky drátěného pásu 14,5 m3/l m2 k dochlazení strusky na teplotu pod 400 °C a dalších 10,5 m3/m2 na zbylé délce pásu, pro dochlazení strusky na teplotou pod 200 °C a dochlazení materiálu pásu na teplotu blízkou teplotě okolního prostředí.
Příklad 3 - Vitrifikace roztavené ocelářské strusky na suché cestě
Tekutá roztavená ocelářská struska 1 o složení uvedeném v tabulce č. 2 s nízkou viskozitou, o teplotě 1520 °C a hustotě 3180 kg/m3 je z transportní koliby 14 vylévána přes žlab do vyhřívané distribuční nádoby, ze které je vypouštěna uzavíratelným výpustním otvorem ve tvaru štěrbiny 10 o šíři 15 mm. situovanou na jejím dně, a vytváří vertikálně se pohybující plochý proud 2 o tloušťce cca 15 mm, a dopadá na pohyblivý drátěný dopravní pás 4 ze žáropevné oceli s volnou plochou 50 %, pohybující se rychlostí 30 m.min1 s proudem taveniny pod úhlem 75°. Roztavená struska je na drátěném pásu s volnou plochou 50 % rozdělena na dílčí proudy, které projdou skrz drátěný pás. Při kontaktu se vzduchem chlazeným povrchem pohybujícího se drátěného pásu zároveň dojde ke rychlému zvýšení viskozity strusky, snížení jejího objemu a k rozdělení dílčích proudu na jednotlivé kapky. Ty jsou pak v silném proudu vzduchu, svírajícím se směrem pohybu drátěného pásu úhel 10°. zchlazeny na teplotu nižší než 200 °C. Zbylá část strusky, která ulpěla na povrchu drátěného pásuje ochlazena laminámími proudy vzduchu, které směřují na chlazený povrch pod úhlem 90° a které jsou vytvářenými dvěma sadami vzduchových štěrbinových trysek v celkovém počtu 40 ks, umístěných pod a nad drátěným dopravním pasem, ze kterého je tato zbylá vitrifikovaná struska odstraňována mechanickým oklepem 7.
Příklad 4 - Vitrifikace roztavené vysokopecní strusky na suché cestě
Tekutá roztavená vysokopecní struska 1 o složení uvedeném v tabulce č. 1, o teplotě 1420 °C a hustotě 3060 kg/m3 je z transportní koliby 14 vylévána přes žlab do vyhřívané distribuční nádoby
11, ze které je vypouštěna uzavíratelným výpustním otvorem ve tvaru štěrbiny 10 o šíři 7 mm, situovanou na jejím dně, a vytváří vertikálně se pohybující plochý proud 2 o tloušťce cca 7 mm, který je třemi za sebou následujícími pulzujícími proudy vzduchu, v celkovém množství 1,2 m3 /Ikg roztavené strusky, o frekvenci 2 Hz desintegrován na dílčí proudy a kapky, materiál strusky je podchlazen, unášen a přitlačen na vzduchem chlazený drátěný pás s volnou plochou 33 % 4, pohybující se rychlostí 15 m.min1, který svírá s původním směrem proudu taveniny úhel 45°. Částečně utuhlá struska předběžně ochlazená proudem vzduchu je na pohybujícím se drátěném pásu ochlazena na teplotu nižší než 200 °C přivedením laminámího proudu vzduchu pod úhlem 90° k povrchu pásu v množství l,6m3/lkg v časovém úseku 60 sekund a odstraňována mechanickým oklepem 7.
Příklad 5 - Výroba jemně mleté na suché cestě vitrifikované vysokopecní strusky
Tekutá roztavená vysokopecní struska 1 o složení uvedeném v tabulce č. 1 a teplotě 1420 °C je z transportní koliby 14 vylévána přes žlab do vyhřívané distribuční nádoby 11, ze které je vypouštěna přes přepad 3 v plochém proudu 2 o síle 15 mm. který dopadá na pohyblivý drátěný dopravní pás ze žáropevné oceli 4, pohybující se rychlostí 2,25 m.s1 s proudem taveniny pod úhlem 15°. Drátěný pás sestávající z drátů ze žáropevné oceli s volnou plochou 46 % je chlazený 40 laminámími proudy vzduchu 16, z nichž první je směrován ze strany, na kterou natéká na chlazený povrch roztavená struska, a který přitlačuje proud strusky ke chlazenému povrchu na prvních 5 metrech jeho délky a 32 pulzujícími proudy vzduchu 16 na zbylé délce pásu, které směřují ke chlazenému povrchu pod úhlem 60°,vytvářenými pomocí dvou sad vzduchových clon v celkovém množství 72 ks, umístěnými pod a nad drátěným dopravním pasem, ze kterého je po zchlazení vitrifikovaná vysokopecní struska odstraňována mechanickým oklepem 7. Při síle plochého proudu roztavené strusky o hustotě 3050 kg/m3 a výše uvedené rychlosti je zachyceno na vzduchem chlazeném povrchu drátěného pásu 10,17 kg strusky / lm2 Pro ochlazení tohoto množství v průběhu prvních 120 vteřin na teplotu nižší než 400 °C je přivedeno celkem 17 m3 vzduchu o teplotě vnějšího prostředí na každý m2 pásu s přilnutou struskou a dalších 11,5 m3 vzduchu o teplotě vnějšího prostředí na každý m2 pásu v průběhu dalších 3 minut, pro dochlazení strusky na teplotu nižší než 200 °C a k dochlazení hmoty pásu na teplotu blízkou teplotě okolního prostředí. Chladná vitrifikovaná vysokopecní struska je dále dopravována do zásobníku, ze kterého je přiváděna ke středu pracovního prostoru vysokorychlostního mlýna, kde je jemně mleta mezi dvěma rotory o průměru 800 mm, vzdálenými od sebe 50 mm a které se otáčí v opačném smyslu každý s obvodovou rychlostí 110 m.s1. Na těchto rotorech jsou situována pracovní tělesa ve tvaru hranolu o lichoběžníkovém průřezu. Prostřednictvím interakcí s těmito tělesy a vzájemnými interakcemi mezi sebou jsou rozpojovány partikule vitrifikované strusky na jemný prášek o velikosti zrn do 50 pm.
Příklad 6 - Výroba jemně mleté na suché cestě vitrifikované ocelářské strusky
Tekutá podchlazená roztavená ocelářská struska 1 o, teplotě 1385 °C a hustotě (při dané teplotě) 3180 kg/m3 a složení uvedeném v tabulce č. 2 je z transportní koliby 14 vylévána přes žlab do vyhřívané distribuční nádoby 11, ze které je vypouštěna uzavíratelným výpustním otvorem ve tvaru štěrbiny 10 o šíři 7,5 mm. situovanou na jejím dně, a vytváří vertikálně se pohybující plochý proud 2 o tloušťce cca 7,5 mm, a dopadá na pohyblivý drátěný dopravní pás 4 ze žáropevné oceli, pohybující se rychlostí 3 m.min1 s proudem taveniny pod úhlem 10°. Drátěný pás 4, který je chlazený laminámími proudy vzduchu 5, vytvářenými pomocí dvou sad vzduchových clon transvektorů v celkovém počtu 90 ks, umístěnými střídavě pod a nad drátěným dopravním pásem. Drátěný pás 4 je na jeho prvních osmi metrech od kontaktu s roztavenou struskou chlazený laminámími proudy vzduchu 5, vytvářenými pomocí dvou sad vzduchových štěrbinových clon transvektorů v celkovém počtu 160 ks vytvářenými dvěma sadami vzduchových clon umístěnými střídavě nad a pod drátěným dopravním pasem. Na těchto prvních třech metrech délky je struska zchlazena v průběhů 60 sekund od kontaktu s pásem zchlazena na teplotu nižší než 380 °C. Na dalších 3 m délky pásu 4 je struska zchlazena v průběhu dalších 140 s na teplotu nižší než 200 °C. Po tomto zchlazení je vitrifikovaná vysokopecní stmska odstraňována z pásu mechanickým
-8 CZ 309236 B6 oklepem 7 a pás je pak dalším proudem vzduchu zchlazen na teplotu pod 100 °C. Při výše uvedené teplotě a hustotě strusky je množství vzduchu přiváděné na 1 m2 prvních osmi metrech chlazeného povrchu 12,2 m3, kde je chlazena struska na teplotu spodní hranice transformačního intervalu, tedy na 380 °C. Na další dochlazení strusky na teplotu pod 200 °C a na dochlazení pásu na teplotu pod 100 °C je potřeba dalších 8,2 m3 vzduchu o teplotě okolního prostředí, který je přiváděn ke chlazenému povrchu fukary se štěrbinovými výstupy v úhlu 45° až 60°. Z pásuje zchlazená struska přiváděna do zásobníku, ze kterého je po zchlazení vitrifikovaná ocelářská struska odstraňována mechanickým oklepem 7 a je přiváděna ke středu pracovního prostoru vysokorychlostního mlýna, kde je jemně mleta mezi dvěma rotory o průměru 800 mm. vzdálenými od sebe 50 mm a které se otáčí v opačném smyslu každý s obvodovou rychlostí 110 m.s1. Na těchto rotorech jsou situována pracovní tělesa ve tvaru hranolu o obdélníkovém průřezu. Prostřednictvím interakcí s těmito tělesy a vzájemnými interakcemi mezi sebou jsou rozpojovány partikule vitrifikované strusky nájemný prášek o velikosti zrn do 50 pm.
Příklad 7 - Výroba chemicky modifikované ocelářské strusky pomocí přidání přísady do roztavené strusky
Tabulka č. 3
| Složka | Obsah prvků v ocelářské strusce v % hmotnosti | Obsah prvků v přísadě v % hmotnosti |
| CaO | 34,8 | 27 |
| MgO | 6 | 0 |
| SiO2 | 17,4 | 73 |
| AI2O3 | 1,8 | 0 |
| FeO | 29.2 | 0 |
| MnO | 4,7 | 0 |
| P2O5 | 1,8 | 0 |
| S | 0,2 | 0 |
| Ostatní | 3,05 | 0 |
Do transportní koliby 14 je vždy těsné před nalitím ocelářské z pánve nasypána směs granulí přísady 12, předehřátých na 850 °C vzduchem z chlazení strusky, sestávajících ze 27 % CaO a 73 % S1O2 hmotnosti a o velikosti od 1 mm do 5 mm v množství 26 dílů hmotnostních na 100 dílů hmotnostních strusky. Složení strusky 1 příměsi je uvedeno v tabulce č. 3. Po každém nalití strusky do transportní koliby je povrch strusky pokryt exotermickým zásypem, bránícím strusce v ochlazení pod teplotu liquidu. Z transportní koliby 14 je takto modifikovaná struska vylévána přes žlab do vyhřívané distribuční nádoby 11. ze které je vypouštěna uzavíratelným výpustním otvorem ve tvaru štěrbiny 10 o šíři 7,5 mm, situovanou na jejím dně, a vytváří vertikálně se pohybující plochý proud 2 o tloušťce cca 7,5 mm, a dopadá na pohyblivý drátěný dopravní pás ze žáropevné oceli 4, pohybující se rychlostí 2,5 m.min1 s proudem taveniny pod úhlem 18°. Drátěný pás je chlazený laminámími proudy vzduchu 5, vytvářenými pomocí dvou sad vzduchových clon - transvektorů v celkovém množství 90 ks, vytvářenými dvěma sadami vzduchových clon umístěnými pod a nad drátěným dopravním pásem. Celkové množství přiváděné na prvních 3 metrech chlazeného pásu od kontaktu s roztavenou struskou je přiváděno pomocí štěrbinových trysek přiváděno na lm2 pásu 22,1 m3 vzduchu o teplotě okolního prostředí, pro zchlazení strusky na teplotu pod 400 °C a dalších 12,6 m3 vzduchu na zbylé délce pásu pro dochlazení strusky a materiálu pásu na teplotu pod 100 °C. Z drátěného pásuje po zchlazení chemicky modifikovaná vitrifikovaná ocelářská struska odstraňována mechanickým oklepem a lze ji použít jako analog granulované vysokopecní strusky.
Příklad 8 - Výroba jemně mleté chemicky modifikované ocelářské strusky - analogu jemně mleté granulované vysokopecní strusky
Tabulka č. 4 - složení nemodifikované ocelářské strusky, vysokopecní strusky
| Složka | Obsah složek v ocelářské stmsce v % hmotnosti | Obsah složek v granulované vysokopecní stmsce | Obsah složek v přísadě pro modifikaci ocelářské strusky v % hmotnosti |
| CaO | 34,8 | 40,20 | 25 |
| MgO | 6 | 8,7 | 0 |
| SiO2 | 17,4 | 39,8 | 75 |
| AI2O3 | 1,8 | 8,3 | 0 |
| FeO | 29,2 | 0,61 | 0 |
| MnO | 4,7 | 0,1 | 0 |
| P2O5 | 1.8 | 0,25 | 0 |
| S | 0,2 | 0,5 | 0 |
| Ostatní | 3,05 | 2,55 | 0 |
Z transportní koliby 14 je roztavená ocelářská struska o složení uvedeném v tabulce č. 4, o teplotě 1520 °C přiváděna žlabem do plynovým hořákem vyhřívané distribuční nádoby 11. kde je k ní přidáváno 16 % hmotnosti v rotační peci roztavené přísady 13 o složení uvedeném v tabulce č. 4. V rotační peci jev nejteplejším místě udržovaná teplota 1460 °C přísada prochází rotační pecí po dobu 27 minut. Chemicky modifikovaná struska je z vyhřívané distribuční nádoby 11 vypouštěna uzavíratelným výpustním otvorem ve tvaru štěrbiny 10 o šíři 7,5 mm. situovanou na jejím dně, a vytváří vertikálně se pohybující plochý proud 2 o tloušťce cca 7,5 mm, a dopadá na pohyblivý povrch kovového perforovaného bubnu 4 ze žáropevné oceli, pohybující se obvodovou rychlostí 6,5 m.min1 a setkává se s proudem taveniny pod úhlem 18°. Perforovaný povrch bubnuje chlazený laminámími proudy vzduchu 5, vytvářenými pomocí dvou sad vzduchových clon - transvektorů v celkovém množství 90 ks. vytvářenými dvěma sadami vzduchových clon umístěnými uvnitř a vně bubnu. Celkové množství přiváděné na prvních 6,5 metrech chlazeného povrchu od kontaktu s roztavenou struskou je přiváděno pomocí štěrbinových trysek přiváděno na 1 m2 chlazeného povrchu 22,1 m3 vzduchu o teplotě okolního prostředí, pro zchlazení strusky na teplotu pod 400 °C a dalších 12,6 m3 vzduchu na zbylé obvodu bubnu pro dochlazení strusky a materiálu povrchu bubnu na teplotu pod 100 °C. Po zchlazení je chemicky modifikovaná vitrifikovaná ocelářská struska odstraňována z povrchu bubnu mechanickým oklepem a je míchána s 15 % hmotnosti granulované vysokopecní strusky o složení uvedeném v tabulce č. 4. vztaženo na hmotnost původní roztavené ocelářské strusky. Takto připravená směs, předběžně zjemněná ve dvouválcovém mlýnu na zrnitost pod 0,3 mm je přiváděna ke středu pracovního prostoru vysokorychlostního mlýna, kde je jemně mleta mezi dvěma rotory o průměru 800 mm, vzdálenými od sebe 50 mm a které se otáčí v opačném smyslu každý s obvodovou rychlostí HOm.s1. Na těchto rotorech jsou situována pracovní tělesa ve tvaru hranolů o lichoběžníkovém průřezu. Prostřednictvím interakcí s těmito tělesy jsou rozpojovány partikule vitrifikované strusky nájemný prášek o velikosti zrn do 50 pm. který může být použit analogicky jako jemně mletá granulovaná vysokopecní struska.
Příklad 9 - Vitrifikace a následná chemická modifikace bazické ocelářské strusky
Tekutá roztavená bazická ocelářská struska 1 o, teplotě 1520 °C a hustotě (při dané teplotě) 3140kg/m3 a složení uvedeném v tabulce č. 2 je z transportní kolihy vylévána přes žlab do vyhřívané distribuční nádoby 11 ze které je vypouštěna uzavíratelným výpustním otvorem ve tvaru štěrbiny 10 o šíři 7,5 mm, situovanou na jejím dně, a vytváří vertikálně se pohybující plochý proud 2 o tloušťce cca 7,5 mm, a dopadá na pohyblivý drátěný dopravní pás ze žáropevné oceli 4, pohybující se rychlostí 8 m.min1 s proudem taveniny pod úhlem 10°. Drátěný pás 4, který je chlazený laminámími proudy vzduchu 5, vytvářenými pomocí dvou sad vzduchových clon transvektorů v celkovém počtu 160 ks, umístěnými střídavě pod a nad drátěným dopravním pásem. Drátěný pás 4 je na jeho prvních osmi metrech od kontaktu s roztavenou struskou chlazený laminámími proudy vzduchu 5, vytvářenými pomocí dvou sad vzduchových štěrbinových clon transvektorů v celkovém počtu 160 ks vytvářenými a umístěnými střídavě nad a pod drátěným
- 10CZ 309236 B6 dopravním pasem. Na těchto prvních osmi metrech délky je struska zchlazena v průběhu 60 sekund od kontaktu s pásem zchlazena na teplotu nižší než 380 °C. Na dalších 5 m délky pásu 4 je struska zchlazena v průběhu dalších 140 s na teplotu nižší než 200 °C. Po tomto zchlazení je vitrifikovaná vysokopecní struska odstraňována z pásu mechanickým oklepem a pás je pak dalším proudem vzduchu zchlazen na teplotu pod 100 °C. Při výše uvedené teplotě a hustotě strusky je množství vzduchu přiváděné na 1 m2 prvních osmi metrech chlazeného povrchu 10,2 m3, kde je chlazena struska na teplotu spodní hranice transformačního intervalu, tedy na 380 °C. Na další dochlazení strusky na teplotu pod 200 °C ana dochlazení pásu na teplotu pod 100 °C je potřeba dalších 8,2 m3 vzduchu o teplotě okolního prostředí, který je přiváděn ke chlazenému povrchu fukary se štěrbinovými výstupy v úhlu 45° až 60°. Takto vitrifikovaná bazická ocelářská struska je z chlazeného drátěného pásu odstraňována oklepem a je smíchána se 42 % hmotnosti granulované vysokopecní strusky o zrnitosti do 5 mm a složení uvedeném v tabulce č. 4, vztaženo na hmotnost původní roztavené ocelářské strusky. k vytvoření směsi vitrifikovaných granulovaných strusek, použitelné v analogických aplikacích jako samotná granulovaná vysokopecní struska.
Příklad 10 - Vitrifikace analogu vysokopecní strusky vznikající při získávání solí Li a dalších alkalických kovu ze slídových koncentrátu v rotační peci evaporační metodou
Tabulka č. 5 - složení strusky (taveniny) ze získávání solí alkalických kovu v rotační peci metodou evaporace
| Složka | % hmota. |
| CaO | 45,29 |
| MgO | 0,2 |
| SÍO2 | 34,94 |
| AI2O3 | 13,00 |
| FC2O3 | 6,75 |
Roztavená struska 1 o složení uvedeném v tabulce č. 5 a hustotě 3108 kg/m3, vytékající rovnoměrně z. rotační pece v množství 45 t/hod je vylévána do naklonitelné distribuční nádoby 11. předehřáté na 1360 °C, ze které je rovnoměrně vypouštěna přepadem v širokých vertikálně se pohybujících proudech 2 o síle 7 mm na 8 pohyblivých drátěných dopravních pásů ze žáropevné oceli 4 umístěných 0,5 m pod distribuční nádobou, každý o šíři 2,5 m, které se na prvních 6,2 m délky pohybují stejným směrem jako proud taveniny se kterým svírají úhel 17°, rychlostí 3,6 manin1. Drátěný pás je chlazený laminámími proudy vzduchu 5. vytvářenými pomocí dvou sad vzduchových štěrbinových trysek v celkovém počtu 90 ks umístěných nad a pod drátěným dopravním pasem. Ke zchlazení strusky na teplotu pod 400 °C v průběhu 120 s na prvních 6,2 m chlazeného drátěného pásu od jeho kontaktu se struskou, se přivádí 12,8 m3 vzduchu na 1 m2 chlazeného povrchu. Na další dochlazení strusky a materiálu pásu na teplotu okolního prostředí se přivádí na zbylé délce pásu o celkové délce 15,6 m dalších 4,6 m3 vzduchu na 1 m2 chlazeného povrchu. Z chlazeného drátěného pásu je po zchlazení vitrifikovaná vysokopecní struska odstraňována mechanickým oklepem 7 a je přiváděna ke středu pracovního prostoru vysokorychlostního mlýna, kde je jemně mleta mezi dvěma rotory o průměru 800 mm. vzdálenými od sebe 50 mm a které se otáčí v opačném smyslu každý s obvodovou rychlostí 110 m.s1. Na těchto rotorech jsou situována pracovní tělesa ve tvaru hranolů o lichoběžníkovém průřezu. Prostřednictvím interakcí s těmito tělesy a vzájemnými interakcemi mezi sebou jsou rozpojovány partikule vúrifikované strusky nájemný prášek o velikosti zrn do 50 pm. využitelný analogicky jako jemně mletá granulovaná vysokopecní struska.
Příklad 11 - Výroba na suché cestě vitrifikované kyselé strusky procesu tavení měděných rud technologií Ausmelt
Tabulka č. 6 - složení kyselé strusky ze zpracování měděných sulfidický rud technologií Ausmelt
- 11 CZ 309236 B6
| Složka | % hmota. |
| CaO | 1,2 |
| MgO | 0,8 |
| SÍO2 | 74,7 |
| AI2O3 | 16,9 |
| Fe2O3 | 5,6 |
| Ostatní | 0,8 |
Z transportní struskové pánve je tekutá roztavená kyselá struska 1 zpracování sulfidických měděných rud procesem Ausmelt o složení uvedeném v tabulce č. 6, hustotě 2,68 t/m3 a teplotě 1450 °C přiváděna žlabem do plynovými hořáky vyhřívané distribuční nádoby 11. ze které je vypouštěna přepadem a vytváří vertikálně se pohybující plochý proud 2 o tloušťce cca 12 mm, a dopadá na pohyblivý drátěný dopravní pás ze žáropevné oceli 4, pohybující se rychlostí 1,2 m.min1 s proudem taveniny pod úhlem 35°. Drátěný pás je chlazený laminámími proudy vzduchu 5, vytvářenými pomocí dvou sad vzduchových štěrbinových trysek v celkovém počtu 72 ks, umístěnými nad a pod drátěným dopravním pasem. Ke zchlazení strusky na teplotu 480 °C, tedy pod spodní hranici transformačního intervalu, za dobu 120 s se přivádí celkem 32 m3 vzduchu na 1 m2 chlazeného povrchu. Na další dochlazení strusky a materiálu pásu na teplotu okolního prostředí se přivádí na zbylé délce pásu o celkové délce 12 m dalších 6,2 m3 vzduchu na 1 m2 chlazeného povrchu. Z chlazeného drátěného pásu je po zchlazení vitrifikovaná kyselá struska odstraňována mechanickým oklepem a je předběžně zjemněna mezi dvěma v opačném smyslu se stejnou rychlostí se otáčejícími válci na zrnitost pod 0,5 mm, a je přiváděna ke středu pracovního prostoru vysokorychlostního mlýna, kde je jemně mleta mezi dvěma rotory o průměru 800 mm, vzdálenými od sebe 50 mm a které se otáčí v opačném smyslu každý s obvodovou rychlostí HOm.s1. Na každém z rotoru jsou situována pracovní tři pracovní tělesa ve tvaru kruhových bariér, se středy na ose otáčení rotorů, přičemž tyto bariéry mají lichoběžníkový průřez. Prostřednictvím interakcí s těmito tělesy a v zóně stlačení mezi pracovními tělesy rovněž pomocí vzájemných interakcí, jsou rozpojovány partikule vitrifikované strusky nájemný prášek o velikosti zrn do 40 pm, využitelný jako vysoce aktivní pucolánový materiál vhodný jako složka cementů na bázi portlandského slinku, jako přísada do betonu nebo jako základ pro výrobu alkalicky aktivovaných pojiv.
Příklad 12 - Vitrifikace a chemická modifikace strusky z tandemové pece
Tabulka č. 7 - Složení bazické strusky z tandemové ocelářské pece a přísady k její chemické modifikaci
| Složka | Obsah prvku v ocelářské strusce z tandemové pece v % hmotnosti | Obsah prvků v přísadě v % hmotnosti |
| CaO | 30,21 | 28 |
| MgO | 6,51 | 0 |
| SÍO2 | 16,96 | 72 |
| A12O3 | 3,94 | 0 |
| FeO | 30,5 | 0 |
| MnO | 5,24 | 0 |
| P2O5 | 1,5 | 0 |
| S | 0,06 | 0 |
| Ostatní | 5,08 | 0 |
Roztavená bazická struska 1 i z tandemové pece o teplotě D 195 °C a hustotě 3220 kg/m3 a složení uvedeném v tabulce č. 7 je z transportní koliby 14 přes žlab vylévána do naklonitelné distribuční nádoby 11, do které se přivádí hořákem 8 prášková přísada 12 o složení uvedeném v tabulce č. 7 v množství 26 % hmotnosti, vztaženo ke hmotnosti roztavené strusky. Přísada je natavována přímo
- 12CZ 309236 B6 v hořáku, který vyhřívá distribuční nádobu na teplotu vyšší než 1385 °C. V distribuční nádobě dojde přivedením natavené přísady k chemické modifikaci strusky. Z naklonitelné distribuční nádoby je chemicky modifikovaná struska rovnoměrné vypouštěna přepadem v širokých vertikálně se pohybujících proudech 2 o síle 7 mm pohyblivý vzduchem chlazený drátěný pás ze žáropevné oceli 18 o šíři 2,5 m, umístěný 0,5 m pod distribuční nádobou, který se na prvních 5 m délky pohybuje stejným směrem jako proud taveniny se kterým svírá úhel 12°, rychlostí 2,6 manin1. Drátěný pás je chlazený laminámími proudy vzduchu 16. vytvářenými pomocí dvou sad vzduchových štěrbinových trysek v celkovém počtu 120 ks vytvářenými umístěnými pod a nad drátěným dopravním pasem. Na prvních 5,4 metrech délky je stmska zchlazena v průběhu 140 sekund od kontaktu s pásem zchlazena vzduchem v množství 34 m3/m2 na teplotu nižší než 400 °C/na dalších 5 m délky pásu 18 je stmska zchlazena v průběhu dalších 140 s na teplotu nižší než 200 °C pomocí proudů vzduchu dopadajících na chlazený povrch kolmo v množství 15 m3/m2 chlazeného povrchu a na zbylých 5 m je pás dochlazen střídavými plochými laminámími proudy vzduchu, které dopadají kolmo na jeho povrch v množství 10 m3/m2 chlazeného povrchu. Po tomto zchlazení je vitrifikovaná chemicky modifikovaná ocelářská stmska odstraňována z pásu mechanickým oklepem a samovolně dochlazena na skládce. Zchlazená chemicky modifikovaná vitrifikovaná ocelářská stmska z tandemové pece je využitelná analogicky, jako granulovaná vysokopecní stmska.
Příklad 13 - Výroba vysokopecního cementu na bázi na suché cestě vitrifikované vysokopecní strusky
Na suché cestě vitrifikovaná vysokopecní stmska o složení uvedeném v tabulce č. 1 a velikosti zm do 15 mm je spolu 10 % hmotnosti portlandského slínku o velikosti zm do 15 mm. vztaženo ke hmotnosti vitrifikované vysokopecní stmsky přiváděna ke středu pracovního prostoru vysokorychlostního mlýna, kde je jemně mleta mezi dvěma rotory o průměru 800 mm. vzdálenými od sebe 60 mm a které se otáčí v opačném smyslu každý s obvodovou rychlostí 115 m.s1. Na těchto rotorech jsou situována pracovní tělesa ve tvam hranolu o výšce 58 mm v celkovém množství 160 ks. Prostřednictvím interakcí s těmito tělesy a vzájemnými interakcemi mezi sebou jsou zrna vitrifikované vysokopecní strusky a portlandského slínku rozpojována a homogenizována na vysokopecní cement o velikosti zm do 40 pm.
Příklad 14 - Výroba pojivá pro briketování jemnozmných železných rud
Tabulka č. 8 - složení popelu přidávaných k vitrifikované ocelářské strusce
| Popílek | Obsah složek v % hmota. | |||||||||
| SÍO2 | AI2O3 | CaO | MgO | TiO2 | FC2O3 | SO3 | Na2O | K2O | zž | |
| Granulační | 50,25 | 28,01 | 3,1 | 1,35 | 2,4 | 9,33 | 0,6 | 0,52 | 4.44 | 50,25 |
| Fluidní | 42,34 | 19,44 | 20,21 | 2,49 | 1,69 | 5,79 | 5,26 | 0,37 | 2,41 | 42,34 |
Na suché cestě vitrifikovaná ocelářská stmska o složení uvedeném v tabulce č. 3 předemletá ve dvouválcovém mlýně spolu s portlandským slínkem v množství 20 % hmotnosti, vztaženo ke hmotnosti vitrifikované ocelářské stmsky, je spolu s granulačním (klasickým) popelem v množství 10 % hmotnosti a fluidním popelem v množství 10 % hmotnosti, vztaženo ke hmotnosti vitrifikované ocelářské stmsky, se přivádí ke středu pracovního prostom vysokorychlostního mlýna, kde je jemně mleta mezi dvěma rotory o průměru 800 mm, vzdálenými od sebe 50 mm a které se otáčí v opačném smyslu každý s obvodovou rychlostí 120 m.s1. Na každém z rotom jsou situována tři pracovní tělesa ve tvam kmhových bariér, se středy na ose otáčení rotorů, přičemž tyto bariéry mají lichoběžníkový průřez. Prostřednictvím interakcí s těmito tělesy a v zóně stlačení mezi pracovními tělesy rovněž pomocí vzájemných interakcí, jsou rozpojovány partikule mleté směsi nájemný prášek o velikosti zm do 40 pm. který je využitelný jako pojivo pro briketování jemnozmných Fe - md, nebo jako stavební pojivo pro budování podkladových vrstev.
- 13 CZ 309236 B6
Příklad 15 - Výroba geopolymemího pojivá na bázi-na suché cestě vitrifikované vysokopecní strusky
Na suché cestě vitrifikovaná vysokopecní struska o složení uvedeném v tabulce č. 1 a velikosti zrn do 15 mm je spolu 4 % hmotnosti práškového CaO, 7 % hmotnosti NaOH a 10 % hmotnosti pevného Na2SiO3 mm, vztaženo ke hmotnosti vitrifikované vysokopecní strusky přiváděna ke středu pracovního prostoru vysokorychlostního mlýna, kde je jemně mleta mezi dvěma rotory o průměru 800 mm, vzdálenými od sebe 60 mm a které se otáčí v opačném smyslu každý s obvodovou rychlostí 115 m.s1. Na těchto rotorech jsou situována pracovní tělesa ve tvaru hranolů o výšce 58 mm v celkovém množství 160 ks. Prostřednictvím interakcí s těmito tělesy a vzájemnými interakcemi mezi sebou jsou zrna vitrifikované vysokopecní strusky a portlandského slinku rozpojována a homogenizována na suché geopolymemí pojivo o velikosti zrn do 40 pm.
Příklad 16 - Snížení teploty liquidu a chemická modifikace ocelářské strusky a její vitrifikace na suché cestě
Do transportní kolihy je vždy těsně před nalitím ocelářské z pánve nasypána směs granulí přísady 12, předehřátých na 850 °C vzduchem z chlazení strusky. sestávajících ze 27 % CaO a 73 % SiO: hmotnosti a o velikosti od 1 mm do 5 mm v množství 26 dílů hmotnostních na 100 dílů hmotnostních strusky 0,6 dílu taviva složeného z 50 % hmotnostních CaF2 a 50 % hmotnostních KAh (A1SÍ30io)(OH,F). Složení strusky i příměsi je uvedeno v tabulce č. 3. Po každém nalití strusky do transportní koliby je povrch strusky pokryt exotermickým zásypem, bránícím strusce v ochlazení pod teplotu liquidu. Z transportní koliby 14 je takto modifikovaná struska se sníženou teplotou liquidu o 100 °C vylévána přes distribuční žlab 15 a vytváří vertikálně se pohybující plochý proud 2 o tloušťce cca 10 mm. Ve vzdálenosti cca 50 cm pod spodní hranou distribučního žlabu 15 je tento proud roztavené strusky o nízké viskozitě zachycen a dezintegrován proudem pulzujícího vzduchu o rychlosti 30 m.s1, v množství 1,2 m3/l kg roztavené strusky který se směrem vertikálního proudu roztavené strusky svírá úhel 90° na jednotlivé dílčí proudy a kapky. Tímto pulzujícím proudem vzduchu jsou tyto dílčí proudy a kapky roztavené strusky podchlazeny a unášeny na drátěný horizontální dopravní pás, kde dojde k dochlazení strusky a její vitrifikaci. Drátěný pás je chlazený laminámími proudy vzduchu 5, vytvářenými pomocí dvou sad vzduchových clon - transvektorů v celkovém množství 60 ks, vytvářenými dvěma sadami vzduchových clon umístěnými pod a nad drátěným dopravním pásem. Celkové množství přiváděné na prvních 3 metrech chlazeného pásu od kontaktu s roztavenou struskou je přiváděno pomocí štěrbinových trysek přiváděno na 1 kg strusky je 1,4 m3 vzduchu o teplotě okolního prostředí, pro zchlazení strusky na teplotu pod 400 °C a dalších 11,6 m3 vzduchu na 1 m2 pásu na zbylé délce pásu pro dochlazení strusky a materiálu pásu na teplotu pod 100 °C. Ze drátěného pásu je po zchlazení chemicky modifikovaná vitrifikovaná ocelářská struska odstraňována mechanickým oklepem 7 a lze ji použít jako analog granulované vysokopecní strusky.
Příklad 17 - Vitrifikace ocelářské strusky na suché cestě desintegrací proudu strusky protečením přes drátěný pás a dochlazení proudem vzduchu
Tekutá roztavená bazická ocelářská struska i o. teplotě 1520 °C a hustotě (při dané teplotě) 3140 kg/m3 a složení uvedeném v tabulce č. 2 je z transportní koliby vylévána přes žlab 14 na v plochém proudu 2 o tloušťce cca 7,5 mm, a dopadá na pohyblivý drátěný dopravní pás ze žáropevné oceli 4, pohybující se rychlostí 28 m.min1 s proudem taveniny pod úhlem 75°. Drátěný pás 4, který je chlazený laminámími proudy vzduchu 5, dopadajícími kolmo k povrchu pásu, vytvářenými pomocí sady vzduchových clon - transvektorů v celkovém počtu 20 ks. umístěnými nad drátěným dopravním pásem, kterým struska proteče v dílčích proudech a kapkách. Následně je podchlazená struska v diskrétních partikulích unesena silným proudem vzduchu směřujícím kolmo ke směru pohybu pásu a svírá s jeho povrchem úhel 10°. Tímto proudem vzduchu o rychlosti 30 m.s1 v množství 2,8 m3/l kg unášené podchlazené roztavené strusky. ve kterém je tato zchlazena na teplotu nižší než 200 °C a je vitrifikována. Zbylá struska, která ulpěla na povrchu
- 14CZ 309236 B6 pohyblivého pásu je dochlazena v průběhu 60s proudy vzduchu, kolmými k povrchu pásu v množství 1,5 m3/l kg strusky ulpělé na povrchu pásu.
Příklad 18 - Snížení teploty liquidu bazické ocelářské strusky a její vitrifikace
Tekutá roztavená bazická ocelářská struska 1 o. teplotě 1385 °C a hustotě (při dané teplotě) 3240 kg/m3 a složení uvedeném v tabulce č. 2 v množství 90 dílu hmotnosti, je z transportní koliby vylévána přes žlab, na kterém je do proudu roztavené strusky je přisypáno tavidlo složené ze 30 % hmotnostních CaSiFe a 70 % biotitové slídy - K(Mg,Fe2)3[(OH,F)2(Al,Fe)SÍ30io] v množství 10 dílu hmotnosti, do vyhřívané distribuční nádoby 11. ze které je vypouštěna uzavíráteIným výpustním otvorem ve tvaru štěrbiny 10 o šíři 5 mm, situovanou na jejím dně. a vytváří vertikálně se pohybující plochý proud 2 o tloušťce cca 5 mm, a dopadá na pohyblivý drátěný dopravní pás ze žáropevné oceli 4, pohybující se rychlostí 8 m.min1 s proudem taveniny pod úhlem 10°. Drátěný pás 4, který je chlazený laminámími proudy vzduchu 5. vytvářenými pomocí dvou sad vzduchových clon - transvektorů v celkovém počtu 120 ks, umístěnými střídavě pod a nad drátěným dopravním pásem s tím, že první tři proudy vzduchu jsou situovány nad chlazeným povrchem. Druhý proud je pulzující s frekvencí 2 Hz. Tyto proudy vzduchu rozdělují a přitlačují proud strusky na drátěný pás. Drátěný pás 4 je na jeho prvních osmi metrech od kontaktu s roztavenou struskou chlazený laminámími proudy vzduchu 5, vytvářenými pomocí dvou sad vzduchových štěrbinových clon - transvektorů v celkovém počtu 160 ks vytvářenými a umístěnými střídavě nad a pod drátěným dopravním pasem. Na těchto prvních osmi metrech délky je struska zchlazena v průběhu 60 sekund od kontaktu s pásem zchlazena na teplotu nižší než 380 °C. Na dalších 5 m délky pásu 4 je struska zchlazena v průběhů dalších 140 s na teplotu nižší než 200 °C. Po tomto zchlazení je vitrifikovaná vysokopecní struska odstraňována z pásu mechanickým oklepem a pás je pak dalším proudem vzduchu zchlazen na teplotu pod 100 °C. Při výše uvedené teplotě a hustotě strusky je množství vzduchu přiváděné na 1 m2 prvních osmi metrech chlazeného povrchu 10,8 m3, kde je chlazena struska na teplotu spodní hranice transformačního intervalu, tedy na 380 °C. Na další dochlazení strusky na teplotu pod 200 °C a na dochlazení pásu na teplotu pod 100 °C je potřeba dalších 9,4 m3 vzduchu o teplotě okolního prostředí, který je přiváděn ke chlazenému povrchu fukary se štěrbinovými výstupy v úhlu 45° až 60°.
Průmyslová využitelnost
Hlavní způsoby průmyslové využitelnosti vynálezu jsou popsány v předcházejících odstavcích.
Claims (14)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Způsob zpracování roztavené metalurgické strusky, vyznačující se tím, že se roztavená tekutá metalurgická struska (1) v alespoň jednom plochém tenkém proudu (2) o síle do 15 mm nebo v alespoň třech paralelních proudech (2) ve tvaru vláken o průměru do 15 mm, přivede pod úhlem ne větším než 90° do kontaktu s prodyšným kovovým nebo keramickým povrchem (4) s volnou plochou alespoň 20 %, který se pohybuje rychlostí v rozmezí 0,5 m.min 1 až 30 m.min 1 a v množství ne větším než 30 kg roztavené strusky na lm2 povrchu, chlazeným vzduchem alespoň z jedné strany alespoň jedním kontinuálním a/nebo pulzujícím proudem vzduchu (5) o frekvenci pulzů alespoň 0,5 Hz a teplotě v rozmezí - 50 °C až + 100 °C a o rychlosti 10 m.s 1 až 310 m.s ý v množství ne méně než 0,8 m3 vzduchu na 1 kg strusky, jehož směr svírá se směrem pohybu chlazeného povrchu úhel v rozmezí 10 ° až 90°, k ochlazení strusky na teplotu nižší než 500 °C za dobu kratší než 2 minuty a její vitrifikaci a k dalšímu ochlazení na teplotu nižší než 200 °C za dobu ne delší než 5 minut.
- 2. Způsob podle nároku 1, vyznačený tím, že se první kontinuální nebo pulzující proud vzduchu ke chlazenému povrchu směruje pod úhlem 30° až 90° k dezintegraci proudu strusky ještě před jeho kontaktem s chlazeným povrchem a případně k přitlačení proudu strusky ke chlazenému povrchu a k zajištění těsného kontaktu roztavené strusky s chlazeným povrchem.
- 3. Způsob podle nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že se do tekuté roztavené strusky (1) přidá přísada (12) ze skupiny látek obsahujících alespoň 70 % hmotnosti (SiCE + CaO), nebo alespoň 75 % hmotnosti (SÍO2 + CaO + MgO) velikosti zrn ne větší než 3 mm v množství 5 % hmotnosti až 30 % hmotnosti vztaženo ke hmotnosti roztavené strusky.
- 4. Způsob podle nároku 3, vyznačující se tím, že pokud je zrnitost přísady (12) jemnější než 0,25 mm, vyrobí se z ní granule o velikosti od 2 mm do 6 mm a teprve tyto granule se přidají do tekuté roztavené strusky.
- 5. Způsob podle nároků 3 a 4, vyznačující se tím, že se před přidáním do roztavené strusky přísada (12) předehřeje na teplotu vyšší než 850 °C.
- 6. Způsob podle nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že se do tekuté roztavené strusky (1) přidá roztavená přísada (13) ze skupiny látek obsahujících alespoň 70 % hmotnosti (SÍO2 + CaO), nebo alespoň 75 % hmotnosti (S1O2 + CaO + MgO) v množství 5 % až 30 % hmotnosti vztaženo ke hmotnosti roztavené strusky.
- 7. Způsob podle předcházejících nároku, vyznačující se tím, že se roztavená struska před a/nebo v průběhu přidávání přísad externě zahřívá a udržuje na teplotě vyšší, než je teplota liquidu strusky.
- 8. Způsob podle předcházejících nároků, vyznačující se tím, že se do tekuté roztavené strusky přidá samostatně nebo spolu s přísadou tavivo ze skupiny látek CaF2: CaSiFe, SiF4; H2S1F6; Na2SiO3; K2SiO3; K2SiF6; Na2SiF6; SiF4; H2SiF6; Na2SiO3; K2SiO3; KA12(A1Sí3Oi0)(OH,F)2; K(Mg,Fe2)3[(OH,F)2(Al,Fe)Si3Oio], nebo jejich směsí, v množství 0,3 % až 10 % hmotnostních, vztaženo ke hmotnosti roztavené strusky.
- 9. Způsob podle předcházejících nároků, vyznačující se tím, že se partikule vitrifikované strusky smíchají s pevnou přísadou o velikosti zrn do 5 mm, ze skupiny látek zahrnující granulovanou vysokopecní strusku, recyklované křemičité sklo, popel práškového spalování fosilních paliv, stabilizát popela práškového spalování fosilních paliv nebo jejich směsí v množství od 5 % do 50 % hmotnosti, vztaženo ke hmotnosti vitrifikované strusky k modifikaci chemického složení vitrifikované strusky.
- 10. Způsob podle předcházejících nároků, vyznačující se tím, že se pevná vitrifikovaná struska samotná nebo spolu s pevnou přísadou přivede ke středu pracovního prostoru ve tvaru rotačního- 16CZ 309236 B6 tělesa, který je omezen dvěma souosými, kruhovými deskami, z nichž je alespoň jedna pohyblivá a na kterých jsou situována pracovní tělesa, z nichž ta, která jsou umístěna na pohyblivých deskách vykonávají rotační pohyb kolem osy tohoto prostoru rychlostí v rozmezí 50 m.s- 1 až 250 m.s- \ přičemž jsou partikule vitrifikované strusky podrobeny alespoň třem po sobě následujícím interakcím s pracovními tělesy, prostřednictvím kterých je předána kinetická energie pracovních těles partikulím strusky k jejich rozpojení a vzniku jemně mleté vitrifikované strusky.
- 11. Způsob podle nároku 9, vyznačující se tím, že se pevná vitrifikovaná struska samotná nebo spolu s pevnou přísadou, ve směsi se vzduchem v množství 0,1 m3 až 2 m3 na 1 kg strusky, přivede ke středu pracovního prostoru ve tvaru rotačního tělesa, který je omezen dvěma souosými, v opačném smyslu se otáčejícími kruhovými deskami - rotory, na kterých jsou situována pracovní tělesa, která vykonávají rotační pohyb kolem osy tohoto prostoru rychlostí v rozmezí 50 m.s- 1 až 310 m.s- \ přičemž se tato směs stlačí nejvýše do 70 % svého původního objemu a následně se tato směs uvede do turbulentního proudění pomocí rychlé změny směru proudění směsi a/nebo expanzí směsi do objemu alespoň o 30 % většího než je její objem při stlačení, k zajištění vzájemných střetů i velmi jemných zrn sypké pevné látky ve směsi pod velkými úhly a k zefektivnění jejich střetů s pracovními tělesy, pro jejich intenzivní rozpojování a mechanickou aktivaci ke vzniku vysoce aktivní jemně mleté vitrifikované strusky.
- 12. Způsob podle nároku 8 až 10, vyznačující se tím, že se partikule vitrifikované strusky přivedou ke středu pracovního prostoru ve tvaru rotačního tělesa spolu s přísadou ze skupiny látek zahrnující portlandský slínek. fluidní popel spalování fosilních paliv nebo biomasy. Na2SiO3, K2SÍO3 CaO, Ca(OH)2, NaOH, KOH, Na2CO3; K2CO3 nebo jejich směsí v množství od 5 % do 95 % hmotnosti, vztaženo ke hmotnosti vitrifikované strusky. k výrobě suchého hydraulického pojivá.
- 13. Způsob podle nároku 5 až 8, vyznačující se tím, že se partikule vitrifikované strusky samotné, nebo spolu s přísadou, před jejich přivedením ke středu pracovního prostrou ve tvaru rotačního tělesa, zhutnění, podrtí a/nebo hrubě pomelou mezi dvěma souosými válci, vzdálenými od sebe ne více než 3 mm, které se otáčí v opačném smyslu s obvodovou rychlostí 2 m.s-1 až 30 m.s-1 každý, přičemž poměr otáček válců se pohybuje v rozmezí 1 až 2.
- 14. Způsob podle nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že se zahřátý vzduch ze suché vitrifikace strusky využije jako zdroj tepla pro předehřátí přísady a/nebo jako spalovací vzduch pro externí ohřívání roztavené strusky a/nebo jako spalovací vzduch pro tavení přísady před jejím přidáním do roztavené strusky nebo pro různé jiné průmyslové aplikace.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2021209A CZ309236B6 (cs) | 2021-04-26 | 2021-04-26 | Způsob zpracování roztavených metalurgických strusek |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2021209A CZ309236B6 (cs) | 2021-04-26 | 2021-04-26 | Způsob zpracování roztavených metalurgických strusek |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2021209A3 CZ2021209A3 (cs) | 2022-06-08 |
| CZ309236B6 true CZ309236B6 (cs) | 2022-06-08 |
Family
ID=81846680
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2021209A CZ309236B6 (cs) | 2021-04-26 | 2021-04-26 | Způsob zpracování roztavených metalurgických strusek |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ309236B6 (cs) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6250109B1 (en) * | 1996-05-15 | 2001-06-26 | Voest-Alpine Industrial Services Gmbh | Method of continuously producing vitreous blast furnace slag |
| EP2922976A1 (en) * | 2012-11-23 | 2015-09-30 | Primetals Technologies Austria GmbH | Dry slag granulation system and method |
-
2021
- 2021-04-26 CZ CZ2021209A patent/CZ309236B6/cs unknown
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6250109B1 (en) * | 1996-05-15 | 2001-06-26 | Voest-Alpine Industrial Services Gmbh | Method of continuously producing vitreous blast furnace slag |
| EP2922976A1 (en) * | 2012-11-23 | 2015-09-30 | Primetals Technologies Austria GmbH | Dry slag granulation system and method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ2021209A3 (cs) | 2022-06-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2652157B1 (en) | Granulation of metallurgical slag | |
| CN104471013B (zh) | 喷砂用研磨材料及其制造方法 | |
| US20180057901A1 (en) | Method and device for granulating molten material | |
| CN105621906A (zh) | 一种冶金熔渣粒化处理系统及方法 | |
| RU2291126C1 (ru) | Способ получения гранулированного пеносиликата - пеносиликатного гравия | |
| CN106755660B (zh) | 一种基于钢厂固废熔融还原的泡沫渣稀相干法粒化方法 | |
| JP2001192741A (ja) | 製鋼スラグの利用方法 | |
| CZ309236B6 (cs) | Způsob zpracování roztavených metalurgických strusek | |
| JP2009531534A (ja) | Ｅａｆにおける鉄冶金製造において耐火物破片物および取鍋スラグをプロセススラグとして回収するための、およびプロセススラグの形成のための炉に対する関連計量を行うための方法および装置 | |
| Li et al. | Recent progress of hot stage processing for steelmaking slags in China considering stability and heat recovery | |
| CN101993963A (zh) | 一种低温冶金熔渣处理方法及处理装置 | |
| JP4367330B2 (ja) | 溶融スラグの風水砕装置 | |
| JP3717018B2 (ja) | コンクリート用人工骨材の製造法および製造装置 | |
| CN104593530A (zh) | 一种液态渣高温调质固化方法及其设备系统 | |
| CA1117297A (en) | Method and apparatus for granulating blast furnace slag | |
| CN110756759A (zh) | 利用钢渣离心铸造复合钢管的方法和复合钢管 | |
| JPS6081294A (ja) | 製鋼炉用コークス団鉱の製造方法 | |
| US3015553A (en) | Slag reduction process | |
| KR101153887B1 (ko) | 제철제강용 알카리 칼슘페라이트 플럭스의 제조방법 | |
| JP4012344B2 (ja) | 高炉スラグ細骨材の製造方法 | |
| WO2022270516A1 (ja) | 粒状凝固スラグの製造方法およびその製造設備列 | |
| JP2000000769A (ja) | 研掃材および研掃材の製造法 | |
| Saheb | Studies on Blast Furnace Slag Flow Characteristics | |
| JP3171750B2 (ja) | コンクリート用人工骨材としての高強度粒球状スラグの製造法および装置 | |
| JP2000143302A (ja) | 膨張スラグの製造方法および製造装置 |