EA025541B1 - Способ отверждения металлургического шлака - Google Patents

Способ отверждения металлургического шлака Download PDF

Info

Publication number
EA025541B1
EA025541B1 EA201300708A EA201300708A EA025541B1 EA 025541 B1 EA025541 B1 EA 025541B1 EA 201300708 A EA201300708 A EA 201300708A EA 201300708 A EA201300708 A EA 201300708A EA 025541 B1 EA025541 B1 EA 025541B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
slag
metal particles
solid metal
hot liquid
cake
Prior art date
Application number
EA201300708A
Other languages
English (en)
Other versions
EA201300708A1 (ru
Inventor
Марк Сольви
Боб Грайвельдингер
Матиас Хоффманн
Клодине Фридерици
Даньель Мишель
Original Assignee
Поль Вурт С.А.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Поль Вурт С.А. filed Critical Поль Вурт С.А.
Publication of EA201300708A1 publication Critical patent/EA201300708A1/ru
Publication of EA025541B1 publication Critical patent/EA025541B1/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B3/00General features in the manufacture of pig-iron
    • C21B3/04Recovery of by-products, e.g. slag
    • C21B3/06Treatment of liquid slag
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02CCRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C19/00Other disintegrating devices or methods
    • B02C19/0056Other disintegrating devices or methods specially adapted for specific materials not otherwise provided for
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B5/00Treatment of  metallurgical  slag ; Artificial stone from molten  metallurgical  slag 
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B5/00Treatment of  metallurgical  slag ; Artificial stone from molten  metallurgical  slag 
    • C04B5/06Ingredients, 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
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B7/00Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
    • C22B7/04Working-up slag
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B2400/00Treatment of slags originating from iron or steel processes
    • C21B2400/02Physical or chemical treatment of slags
    • C21B2400/022Methods of cooling or quenching molten slag
    • C21B2400/024Methods of cooling or quenching molten slag with the direct use of steam or liquid coolants, e.g. water
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B2400/00Treatment of slags originating from iron or steel processes
    • C21B2400/02Physical or chemical treatment of slags
    • C21B2400/022Methods of cooling or quenching molten slag
    • C21B2400/028Methods of cooling or quenching molten slag with the permanent addition of cooled slag or other solids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B2400/00Treatment of slags originating from iron or steel processes
    • C21B2400/05Apparatus features
    • C21B2400/06Conveyors on which slag is cooled
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B2400/00Treatment of slags originating from iron or steel processes
    • C21B2400/05Apparatus features
    • C21B2400/066Receptacle features where the slag is treated
    • C21B2400/072Tanks to collect the slag, e.g. water tank
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies

Abstract

Предлагается способ отверждения горячего жидкого шлака, в котором горячий жидкий шлак смешивают с твердыми металлическими частицами с тем, чтобы образовывать затвердевшую, остеклованную, смешанную с металлическими частицами шлаковую лепешку, и смешанную с металлическими частицами шлаковую лепешку, имеющую температуру примерно 700°С, выгружают в водяную ванну, причем сначала горячий жидкий шлак вливают в форму, а затем в содержащую горячий жидкий шлак форму всыпают твердые металлические частицы и смешивают горячий жидкий шлак с твердыми металлическими частицами для образования затвердевшей, остеклованной шлаковой лепешки. Достигается минимизирование образования сернистых выбросов при грануляции горячего жидкого шлака.

Description

(57) Предлагается способ отверждения горячего жидкого шлака, в котором горячий жидкий шлак смешивают с твердыми металлическими частицами с тем, чтобы образовывать затвердевшую, остеклованную, смешанную с металлическими частицами шлаковую лепешку, и смешанную с металлическими частицами шлаковую лепешку, имеющую температуру примерно 700°С, выгружают в водяную ванну, причем сначала горячий жидкий шлак вливают в форму, а затем в содержащую горячий жидкий шлак форму всыпают твердые металлические частицы и смешивают горячий жидкий шлак с твердыми металлическими частицами для образования затвердевшей, остеклованной шлаковой лепешки. Достигается минимизирование образования сернистых выбросов при грануляции горячего жидкого шлака.
Область техники
В целом, данное изобретение относится к отверждению (далее называемое гранулированием) шлака из металлургической промышленности и, более конкретно, из сталелитейной промышленности.
Уровень техники
Обычно металлургический шлак гранулируется в воде.
Водяное охлаждение обеспечивает быстрое затвердевание металлургического шлака, которое в случае доменного шлака является необходимым условием для получения ценного продукта. Водяная струя первоначально используется для разбиения потока горячего жидкого шлака на очень малые частицы и для передачи их в водяную ванну. Энергия из горячего шлака извлекается посредством прямого контакта между горячим жидким шлаком и водой. Поскольку это происходит при атмосферном давлении, температура шлака немедленно понижается до уровня температуры ниже 100°С.
Во время способа гранулирования водой содержащаяся в горячем жидком шлаке сера вступает в реакцию с водой и вырабатывает двуокись серы (8О2) и сероводород (Н28). Количество этих токсичных газов с неприятным запахом зависит в основном от химической композиции шлака и параметров гранулирования.
Концентрации как двуокиси серы, так и сероводорода могут быть слишком высокими относительно законодательства об охране окружающей среды, так что должны быть приняты меры по снижению этих выбросов до приемлемой концентрации.
В существующем уровне техники (см., например, ЕР 0573769, ЬИ 91424 от компании Раи1 ХУиПН
8.Л.), над областью гранулирования воздвигается конденсационная колонна. В конденсационной колонне 8О2 и Н28 конденсируются посредством водяного пара и, таким образом, соединяются с водой и образуют серную кислоту (Н24). Вода закачивается в охлаждающую колонну, в которой вследствие контакта с окружающим воздухом при условиях завихрения, сера частично передается из горячей технологической воды в охлаждающий воздух. Однако благодаря большому количеству охлаждающего воздуха измеряются только небольшие концентрации 8О2 и Н28 (ниже 1 мг/нм3).
В ДР 2002308655 раскрыт способ смешивания горячего жидкого шлака с железосодержащим тонкодисперсным порошком для регулировки и управления плотностью шлака. Добавление оксидированного железного порошка уменьшает количество азотсодержащих частиц, захваченных в расплавленном шлаке и, таким образом, позволяет получить шлак высокой плотности независимо от температуры выпуска шлака.
ΟΝ 101545018 А описывает способ и устройство, в котором выпущенный в ковш шлак сначала поступает в шлаковую область барабана из воронки. В шлаковой области присутствуют стальные шарики, и когда барабан вращается, шлак охлаждается стальными шариками. Тепло от расплавленной стали и шлака быстро удаляется стальными шариками и шлак становиться пластичным. После затвердевания он переноситься стальными шариками в зону водяного охлаждения. Шлак и стальные шарики одновременно охлаждаются водой. Затем он переноситься во внешний барабан через решетку барабана, и шлак снова охлаждается водой во внешнем барабане и, наконец, выгружается. Во время этого способа вследствие эффекта быстрого вращения стальных шариков, шлак и сталь разделяются. Количество охлаждающей воды составляет 1,25 до 2 т на тонну шлака. Скорость вращения стальных шариков составляет от 0,5 до 2 м/с. Скорость вращения стальных шариков обеспечивает, что стальные шарики не обернуты в охлаждающейся расплавленной стали. Подходящая скорость вращения металлических шариков обеспечивает грануляцию шлака и разделение от расплавленной стали. Это предотвращает в способе охлаждения образование комков.
Техническая проблема
Целью данного изобретения является создание способа гранулирования горячего жидкого шлака, который минимизирует образование сернистых выбросов во время гранулирования горячего жидкого шлака.
Общее описание изобретения
Для достижения этой цели данное изобретение предлагает способ для гранулирования горячего жидкого шлака, в котором горячий жидкий шлак смешивается с металлическими частицами с тем, чтобы образовывать затвердевшую, остеклованную смешанную с металлическими частицами шлаковую лепешку, и в котором смешанная с металлическими частицами шлаковая лепешка выгружается в водяную ванну для дальнейшего охлаждения, причем горячий жидкий шлак сначала вливается в форму, а затем твердые металлические частицы всыпаются в содержащую горячий жидкий шлак форму. Горячий жидкий шлак и твердые металлические частицы смешиваются и образуют затвердевшую, остеклованную шлаковую лепешку с захваченными в ней твердыми металлическими частицами.
Преимущество в использовании погруженных в жидкий шлак разрозненных, твердых металлических частиц состоит в том, что теплопередача является очень эффективной и быстрой, так что шлак охлаждается очень быстро и полностью спекается, образуя шлаковую содержащую твердые металлические частицы лепешку. Таким образом, металлические частицы захватываются в шлаковой лепешке. Было обнаружено, что во время традиционной водяной или влажной грануляции, когда горячий жидкий шлак
- 1 025541 при температуре около 1500°С вступает в контакт с водой (ниже 100°С) и фрагментируется водяной струей на мелкие частицы шлака, образуется слой пара между каждой частицей шлака и окружающей водой вследствие большой разницы температур между этими веществами. Этот феномен известен как эффект Лейденфроста, при котором жидкость в близком контакте с телом, значительно более горячим, чем точка кипения жидкости, образует изолирующий слой пара, который значительно замедляет способ охлаждения частиц шлака.
Было обнаружено, что сернистые выбросы образуются, главным образом, вследствие распада сульфидов (Са8, Ре8, Μηδ) в слое пара между частицей шлака и жидкой водой.
Этот эффект минимизируется посредством способа согласно данному изобретению двумя способами.
1. Температура шлака в данном способе намного ниже, чем в при традиционной водяной грануляции (примерно 700°С против примерно 1500°С), когда он вступает в контакт с водой. Таким образом, период времени, когда эффект Лейденфроста становится значительно меньше и поэтому намного меньше количество образующихся сернистых соединений.
2. Шлак уже полностью остеклован, т.е. является затвердевшим при вступлении в контакт с водой. Таким образом, вода не разбивает шлак на мелкие частицы размером примерно 1 мм, как при традиционной водяной грануляции, когда поток горячего жидкого шлака разрушается посредством удара водяной струи при высокой скорости. Как следствие, становится намного меньше доступной поверхности на кг шлака, где может иметь место эффект Лейденфроста, и где сернистые соединения могут попасть в паровую фазу.
Сочетание этих двух эффектов значительно уменьшает количество выработанных во время способа гранулирования сернистых соединений.
Когда в контексте данного изобретения ссылаются на размер куска шлаковой лепешки, под этим понимают диаметр сферы, которая имеет тот же вес, что и данная частица.
Следующее преимущество данного изобретения состоит в том, что металлические частицы легко отделяются от шлака после охлаждения и могут быть использованы повторно в способе.
Кроме того, поскольку металлические частицы являются инертными и не вступают в химическую реакцию со шлаком, это не отражается на химической композиции.
Согласно предпочтительному варианту осуществления, форма сначала заполняется предпочтительно на одну треть своей высоты, и затем в форму вводятся твердые металлические частицы.
Форма, в которую вливаются горячий жидкий шлак и твердые металлические частицы, предпочтительно интегрирована в транспортер с желобчатой лентой.
Согласно предпочтительному варианту осуществления измеряется объем шлака в каждой форме и количество твердых металлических частиц подгоняется к объему горячего жидкого шлака в форме с тем, чтобы получить эффективное и быстрое затвердевание и остеклование шлака.
Предпочтительно для получения быстрого и эффективного смешивания шлака и твердых металлических частиц твердые металлические частицы падают с высоты примерно от 1 до 3 м. Точная высота, т.е. точное количество энергии, необходимой для проникновения частиц в жидкий шлак на желаемую глубину, зависит от композиции шлака, температуры шлака, плотности и диаметра металлических частиц и т.д.
Для получения хорошего распределения твердых металлических частиц в шлаковой лепешке, твердые металлические частицы предпочтительно распределяются по форме посредством вибрационного лотка, статического устройства с фиксированными металлическими стержнями или схожим распределительным устройством.
Предпочтительно содержащая твердые металлические частицы шлаковая лепешка перед выгрузкой в водяную ванну разбивается на куски шлаковой лепешки менее чем около 150 мм, предпочтительно менее чем около 100 мм, более предпочтительно менее чем около 80 мм, и наиболее предпочтительно менее чем около 50 мм.
Уменьшение размера кусков содержащей твердые металлические частицы шлаковой лепешки может достигаться посредством выгрузки шлака из форм и падения кусков содержащей твердые металлические частицы шлаковой лепешки на отбойную плиту с определенной высоты. Эта отбойная плита может располагаться под углом примерно от 20 до 30° относительно горизонтали.
Точка удара кусков шлаковой лепешки на отбойной плите должна предпочтительно находиться примерно от 3 м до примерно 6 мм ниже точки выгрузки шлаковой лепешки из формы.
Затем эти куски шлаковой лепешки падают на холодный желоб, расположенный под отбойной плитой. Затем эти куски шлака охлаждаются и смываются мощной струей воды. Эта водяная струя может создаваться обычным распылителем для системы гранулирования Раи1 ГСитШ 8.А. (такой, как описано, например, в ЬИ 88380 и/или ЕР 1422299). Эти распылители для системы гранулирования могут обеспечивать струю воды с расходом примерно 1000 м3/час. Куски шлака, захваченные струей воды, выпускаемой из распылителя для системы гранулирования, отбрасывается на вторую отбойную плиту, расположенную на определенном расстоянии от конца холодного желоба и затем падают в водяную ванну, рас- 2 025541 положенную под холодным желобом.
Твердые металлические частицы предпочтительно имеют плотность по меньшей мере 2,5 г/см3. Изза разницы плотностей между шлаком и металлическими частицами, металлические частицы и шлак тщательно перемешиваются.
Твердые металлические частицы являются предпочтительно сферическими с теми, чтобы иметь хорошие свойства перемешивания и гарантировать быстрое и эффективное охлаждение шлака.
Твердые металлические частицы предпочтительно имеют диаметр по меньшей мере 5 мм, предпочтительно более чем 8 мм, более предпочтительно более чем 10 мм, и наиболее предпочтительно более чем 15 мм.
Предпочтительно твердые металлические частицы имеют диаметр менее чем 30 мм, предпочтительно менее чем 25 мм, более предпочтительно менее чем 22 мм, и наиболее предпочтительно менее чем 20 мм.
Предпочтительно твердые металлические частицы изготовлены из металла, выбранного из группы, состоящей из железа, стали, алюминия, меди, хрома их сплавов, а также их сплавов с другими металлами.
На практике является предпочтительным использовать твердые стальные шарики, так как они легкодоступны с разными диаметрами и так как они, например с помощью магнита, могут легко отделяться от шлака, как только он охладиться.
Было показано, что, прежде всего, стальные шарики подходят для использования в качестве твердых металлических частиц и являются легкодоступными. Неожиданно было обнаружено, что падение твердых металлических частиц с определенной высоты придает им кинетическую энергию для проникновения в жидкий шлак и для равномерного распределения по высоте, образованной шлаковой лепешки.
Количество кинетической энергии, необходимой для достижения равномерного распределения твердых металлических частиц по горячему жидкому шлаку, зависит от вязкости шлака, природы частиц и их плотности, а также от их диаметра.
Краткое описание чертежей
Предпочтительный вариант осуществления изобретения будет описан с помощью примера, со ссылкой на прилагаемые чертежи, на котором фиг. 1 технологическая схема предпочтительного варианта осуществления способа согласно изобретению;
фиг. 2 показывает фото куска шлака, содержащего стальные шарики.
Описание предпочтительных вариантов осуществления
На фиг. 1 показан схематичный вид предпочтительного варианта осуществления грануляционной установки горячего жидкого шлака (например, из доменной печи).
На фиг. 2 показано фото куска шлаковой лепешки со стальными шариками. Г орячий жидкий шлак 12 при температуре примерно 1500°С, имеющий плотность примерно 2,7 г/см3, транспортируется в шлаковом желобе 14 или в шлаковом ковше (не показан) при расходе примерно от 0,5 до примерно 6 т/мин. Горячий жидкий шлак 12 выливается на транспортер 16 для перемещения шлака, содержащий формы или лотки 18, которые могут быть облицованы огнеупорным материалом. Транспортер 16 для перемещения шлака может быть транспортером с желобчатой лентой.
Размеры транспортера 16 для перемещения шлака выбраны так, чтобы справляться с ожидаемым массовым расходом шлака из доменной печи (не показано). После того, как горячий жидкий шлак 12 разлит в форму 18 транспортера 16 для перемещения шлака, измерение уровня посредством радарного уровнемера 20 показывает высоту слоя шлака в форме 18 с тем, чтобы имелась возможность подогнать массу твердых металлических частиц, в этом особенном примере используются стальные шарики, к этой особенной форме 18. Высота шлака внутри формы 18 обычно не превышает примерно одну треть высоты формы. Высота может быть подогнана в зависимости от свойств горячего жидкого шлака 12 (температура, вязкость, химическая композиция и т.д.) и от других местных обстоятельств. Массовое соотношение между стальными шариками и горячим жидким шлаком 12 выбрано так, чтобы достигать желаемой температуры в смеси. Таким образом, точное массовое соотношение зависит от температуры горячего жидкого шлака 12 и температуры стальных шариков, а также от плотности и теплоемкости шлака. Для горячего жидкого шлака 12 при 1500°С и стальных шариков при 30°С необходимое массовое соотношение (стальные шарики/горячий жидкий шлак) было бы около 2,4, тогда как соответствующее объемное соотношение было бы 0,8. Массовое соотношение сталь/шлак равное 2,4 обеспечивает установившуюся температуру образованной лепешки из шлака и стали примерно 700°С (с температурой шлака 1500°С и температурой стальных сфер 30°С). Плотности, а также теплоемкость стали и шлака приняты во внимание для этого расчета. С данными значениями плотности массовое соотношение 2,4 дает объемное соотношение 0,83 (сталь/шлак).
Каждая форма 18 транспортера 16 для перемещения шлака сначала заполняется горячим жидким шлаком 12 и затем перемещается вперед под первый буферный бункер 22 для заполнения стальными шариками 24, которые падают в каждую форму 18. Стальные шарики 24 падают в форму 18 с высоты
- 3 025541 примерно 2 м и быстро и эффективно перемешиваются с горячим жидким шлаком 12 и стальными шариками 24.
Стальные шарики 24 хранятся в первом буферном бункере 22, расположенном над первым транспортером 16 для перемещения шлака и извлекаются с помощью управляемого винтового транспортера 26 или вибрационного лотка с управляемой скоростью. Стальные шарики 24 распределяются равномерно по всей поверхности формы 18, на которую они падают с помощью вибрационного лотка 28 или статического распределительного устройства. Точный размер стальных шариков 24 зависит от свойств шлака и других специфических условий в грануляционной установке, однако средний диаметр примерно 10-25 мм может быть подходящим при большинстве условий.
Для дальнейшего охлаждения шлаковой лепешки при необходимости или в экстренном случае может использоваться водораспылитель 30, установленный над формами 18 транспортера 16 для перемещения шлака.
Смесь шлака и стальных шариков будет быстро затвердевать и образовывать затвердевшую, остеклованную шлаковую лепешку 30 (менее чем за 10-20 с) и достигать установившейся температуры примерно 700°С. Вследствие хорошей теплопроводности и равномерного распределения стальных шариков в шлаке, шлаковая лепешка 32 будет полностью остеклованной до выпадения из форм 18. В этой точке ожидается выброс сернистых соединений от малого до его полного отсутствия.
После достижения установившейся температуры шлаковая лепешка 32 нуждается в охлаждении для того, чтобы обеспечить легкое разделение частиц шлака и стальных шариков. Шлаковая лепешка 32 может падать непосредственно в водяную ванну. В варианте осуществления, изображенном на фиг. 1, шлаковая лепешка сначала выпадает из форм 18 на первую отбойную плиту 34, где шлаковая лепешка 32 разбивается на более мелкие куски. Затем эти куски шлаковой лепешки падают на холодный желоб 36, расположенный под отбойной плитой 34. Здесь куски шлаковой лепешки 32 подвергаются дальнейшему охлаждению и смываются мощной водяной струей 38. Это водяная струя 38 может обеспечиваться обычным распылителем 40 для системы гранулирования Раи1 ХУиПН 8.Л. (такой, как описано, например, в ЬИ 88380 и/или ЕР1 422299) при скорости потока воды 1000 м3/ч. Куски шлаковой лепешки 32, захваченные потоком воды, выбрасываемой из распылителя 40 для системы гранулирования, ударяются о вторую отбойную плиту 42, расположенную на определенном расстоянии от конца холодного желоба 36 и затем падают в водяную ванну 44, расположенную под холодным желобом 36 и второй отбойной плитой 42.
В представленном на фиг. 1 предпочтительном варианте осуществления шлаковая лепешка 32 выходит из форм 18 в виде кусков, имеющих средний размер примерно 800 мм, удар о первую отбойную плиту уменьшает размер кусков шлаковой лепешки 32 примерно до 150 мм, и водяная струя 38 последующим ударом о вторую отбойную плиту 42 на конце холодного желоба 42 еще более уменьшает размер кусков шлаковой лепешки 32 примерно до 20-30 мм.
Наконец, куски шлаковой лепешки 32 выгружаются из водяной ванны 44 с помощью ленточного транспортера 46. Этот ленточный транспортер 46 также берет на себя роль обезвоживающего устройства для кусков шлаковой лепешки 32. Принимая во внимание большой размер кусков шлаковой лепешки 32 и их низкую пористость по сравнению с частицами шлака, полученными посредством традиционных систем влажной грануляции, достигается эффективное обезвоживание на ленточном транспортере 46. Следовательно, не будут требоваться никакие дополнительные бункеры или ΙΝΒΑ-барабаны (как описано, например, в ЬИ 84644, ЬИ 84642 и/или ЬИ 79466).
Затем куски шлаковой лепешки 32, имеющие средний размер примерно 20-30 мм подаются в дробилку 48, где куски шлаковой лепешки 32, содержащие стальные шарики 24 дробятся с тем, чтобы, с одной стороны, образовывать частицы 50 шлака и освобождать стальные шарики 24, содержащие в шлаковой лепешке 32 и, таким образом, обеспечивать достижение эффективного разделения стальных шариков 24 от частиц 50 шлака с помощью магнитного конвейера 52.
После разделения стальных шариков 24 от частиц 50 шлака, частицы 50 шлака транспортируются ленточным транспортером 54 в область 56 хранения, тогда как стальные шарики 24 направляются вновь к первому буферному бункеру 22.
Грохот 58 может использоваться для отсеивания изношенных или поврежденных шариков и для их падения в ящик 60, расположенный под грохотом 58. Отсеянные стальные шарики заменяются новыми стальными шариками и подаются из второго бункера 60 в первый бункер 22.
Охлаждение кусков затвердевшей остеклованной шлаковой лепешки 32 происходит посредством теплопередачи при кипении и образованный водяной пар 64 выходит через вытяжную трубу 66 над водяной ванной 44.
Трубопровод 68 обеспечивает подачу подпиточной воды в водяную ванну 44 для компенсации испарившейся воды.
Бустерный насос 70 подает техническую воду к распылителю 40 для системы гранулирования для выработки водяной струи 38. Температура воды в водяной ванне 44 будет составлять примерно 100°С.
Рециркуляционный насос 72 обеспечивает эффективное выведение любых мелких фракций, кото- 4 025541 рые могут оседать на дне водяной ванны 44.
Данный способ эффективно уменьшает сернистые выбросы в окружающую среду при грануляции горячего жидкого шлака.
Действительно, в добавлении к вышеприведенным аргументам, средняя частица доменного шлака, полученная традиционным способом влажной грануляции, как предполагается, будет иметь диаметр приблизительно 1 мм. В способе, описанном в данной заявке, куски шлаковой лепешки имеют средний размер 150 мм перед соударением с водяной струей и примерно 20-30 мм при падении в водяную ванну. Соответственно, в этом предпочтительном варианте осуществления, доступная поверхность шлака для создания сернистых соединений уменьшается в 20-30 раз.
Как видно на фиг. 2, представляющей собой фото куска шлаковой лепешки 32, содержащей стальные шарики 24, полученной согласно способу, описанному в данном документе, куски шлаковой лепешки очень компактны и имеют мало пор. Еще более уменьшается общая поверхность шлака, доступная для вышеописанных химических реакций. Кроме того, присутствие стальных шариков еще более сокращает поверхность шлака, подверженную воздействиям.
Наконец, приводящие к созданию сернистых выбросов реакции могут иметь место только при превышающих 400°С температурах, это происходит по термическим причинам. Действительно, химические реакции для создания §О2 и Н2§ можно подытожить следующим образом:
Са8+3Н2О = СаО+3Н2+8О2;
СаЧ1 ΙΌ = СаО +14
Ниже 400°С равновесие в данных реакциях находиться смещено в левую часть уравнения, так что ниже этой температуры в основном нет выделения серы из частиц шлака.
Соответственно, сера будет оставаться захваченной внутри кусков шлаковой лепешки, как только эта температура достигнет примерно 400°С. В традиционных системах влажной грануляции, шлак необходимо охлаждать водой, начиная примерно с температуры 1500°С, тогда как в грануляции согласно этому изобретению куски шлаковой лепешки необходимо охлаждать водой, начиная с температуры примерно 700°С. Сделанные заявителем вычисления показывают, что необходимое время охлаждения для поверхности шлака (в зависимости от размера кусков шлаковой лепешки) для достижения температуры 400°С, начинающееся при температуре 700°С, составляет половину времени, необходимого для достижения этих 400°С, при начале при температуре 1500°С. Существенно уменьшаются временные рамки, в которых могут образовываться сернистые выбросы.
Принимая во внимание все вышеуказанные положения, ожидаемые сернистые выбросы в данном способе составляют только от 1 до 5% от выработанных выбросов во время классической влажной грануляции. Как следствие, может достигаться соответствие даже с самыми строгими законами в области охраны окружающей среды без конденсации выделяющихся во время грануляции паров и без необходимости охладительной колонны. Вместо этого, необходимо только поступление подпиточной воды для испарившегося, не содержащего серы пара для осуществления непрерывной и не требующей значительного обслуживания эксплуатации.
Список ссылочных обозначений
- грануляционная установка;
- горячий жидкий шлак;
- шлаковый желоб;
- транспортер для перемещения шлака;
- форма или лоток;
- радарный уровнемер;
- первый буферный бункер;
- стальные шарики;
- винтовой транспортер с регулируемой скоростью;
- вибрационный лоток;
- водораспылитель;
- шлаковая лепешка;
- первая отбойная плита;
- холодный желоб;
- водяная струя;
- водораспылитель для системы гранулирования;
- вторая отбойная плита;
- водяная ванна;
- ленточный транспортер;
- дробилка;
- частицы шлака;
- магнитный конвейер;
- ленточный конвейер;
- 5 025541
- область хранения;
- грохот;
- бункер;
- второй бункер;
- водяной пар;
- вытяжная труба;
- трубопровод;
- бустерный насос;
- рециркуляционный насос.

Claims (15)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Способ отверждения горячего жидкого шлака, в котором горячий жидкий шлак смешивают с твердыми металлическими частицами с тем, чтобы образовывать затвердевшую, остеклованную, смешанную с металлическими частицами шлаковую лепешку и смешанную с металлическими частицами шлаковую лепешку, имеющую температуру примерно 700°С, выгружают в водяную ванну, причем сначала горячий жидкий шлак вливают в форму, а затем в содержащую горячий жидкий шлак форму всыпают твердые металлические частицы и смешивают горячий жидкий шлак с твердыми металлическими частицами для образования затвердевшей, остеклованной шлаковой лепешки.
  2. 2. Способ по п.1, в котором до добавления твердых металлических частиц в форму ее заполняют горячим жидким шлаком примерно на одну треть.
  3. 3. Способ по одному из пп.1 или 2, в котором форму, в которую вливают/всыпают горячий жидкий шлак и твердые металлические частицы, интегрируют в лотковый ленточный транспортер.
  4. 4. Способ по одному из пп.1-3, в котором измеряют объем шлака в каждой форме и количество твердых металлических частиц подгоняют к объему горячего жидкого шлака в форме.
  5. 5. Способ по одному из пп.1-4, в котором твердые металлические частицы сваливают в формы с высоты от 1 до 3 м.
  6. 6. Способ по одному из пп.1-5, в котором твердые металлические частицы распределяют по форме посредством вибрационного лотка.
  7. 7. Способ по одному из предшествующих пунктов, в котором до выгрузки в водяную ванну шлаковую лепешку разбивают на куски шлаковой лепешки размером менее чем примерно 150 мм.
  8. 8. Способ по одному из предшествующих пунктов, в котором шлаковую лепешку сваливают из форм на первую отбойную плиту, расположенную ниже формы, и разламывают на куски шлаковой лепешки, затем куски шлаковой лепешки сваливают на холодный желоб, вводят в контакт с водяной струей, отбрасывают второй отбойной плитой на конце холодного желоба, а затем сваливают в водяную ванну.
  9. 9. Способ по одному из предшествующих пунктов, в котором шлаковую лепешку транспортируют из водяной ванны посредством ленточного транспортера и при этом осуществляют ее обезвоживание.
  10. 10. Способ по п.9, в котором затвердевшую, остеклованную, смешанную с металлическими частицами шлаковую лепешку разделяют на частицы шлака и твердые металлические частицы.
  11. 11. Способ по п.10, в котором частицы шлака отделяют от твердых металлических частиц и твердые металлические частицы используют повторно.
  12. 12. Способ по одному из предшествующих пунктов, в котором твердые металлические частицы являются сферическими.
  13. 13. Способ по одному из предшествующих пунктов, в котором твердые металлические частицы имеют диаметр по меньшей мере 5 мм.
  14. 14. Способ по одному из предшествующих пунктов, в котором твердые металлические частицы имеют диаметр менее чем 25 мм.
  15. 15. Способ по одному из предшествующих пунктов, в котором твердые металлические частицы изготовлены из металла, выбранного из группы, состоящей из железа, стали, меди, хрома, алюминия, их сплавов, а также их сплавов с другими металлами.
EA201300708A 2010-12-15 2011-12-14 Способ отверждения металлургического шлака EA025541B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
LU91766A LU91766B1 (en) 2010-12-15 2010-12-15 Granulation of metallurgical slag
PCT/EP2011/072811 WO2012080364A1 (en) 2010-12-15 2011-12-14 Granulation of metallurgical slag

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201300708A1 EA201300708A1 (ru) 2013-12-30
EA025541B1 true EA025541B1 (ru) 2017-01-30

Family

ID=44475036

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201300708A EA025541B1 (ru) 2010-12-15 2011-12-14 Способ отверждения металлургического шлака

Country Status (11)

Country Link
US (1) US9371571B2 (ru)
EP (1) EP2652157B1 (ru)
JP (1) JP5799110B2 (ru)
KR (1) KR20130132899A (ru)
CN (1) CN103261443B (ru)
BR (1) BR112013015073A2 (ru)
CA (1) CA2821222A1 (ru)
EA (1) EA025541B1 (ru)
LU (1) LU91766B1 (ru)
UA (1) UA111345C2 (ru)
WO (1) WO2012080364A1 (ru)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
LU91730B1 (en) * 2010-09-13 2012-03-14 Wurth Paul Sa Dry granulation of metallurgical slag
CN102249567B (zh) * 2010-09-27 2013-12-04 山东焦化集团有限公司 利用熔融炉渣生产还原石材原料的方法
LU92196B1 (en) * 2013-05-14 2014-11-17 Wurth Paul Sa Casting apparatus and method of controlling said apparatus
LU92197B1 (en) * 2013-05-14 2014-11-17 Wurth Paul Sa Casting apparatus and method of controlling said apparatus.
LU92259B1 (en) * 2013-07-18 2015-01-19 Wurth Paul Sa Crusher device
CN103966372B (zh) * 2013-12-31 2015-12-09 首钢总公司 液态钢渣固化分散处理系统
CN104962671A (zh) * 2015-07-17 2015-10-07 南京凯盛国际工程有限公司 一种熔融炉渣的冷却系统及方法
CN105543430B (zh) * 2016-01-08 2017-05-31 上海耀秦冶金设备技术有限公司 渣处理方法及装备
KR102163183B1 (ko) * 2018-12-03 2020-10-08 주식회사 포스코 슬래그 처리 장치
CN112388798A (zh) * 2020-11-10 2021-02-23 安阳金方冶金有限公司 一种液态锰渣加料系统及其制备人造花岗岩的方法
JP7448033B2 (ja) * 2021-06-23 2024-03-12 Jfeスチール株式会社 粒状凝固スラグの製造方法およびその製造設備列

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB821741A (en) * 1956-05-19 1959-10-14 En Versorgung Schwaben A G Method and apparatus for the manufacture of a porous slag
JPS5468789A (en) * 1977-11-14 1979-06-02 Nippon Steel Corp Treating method for blast furnace slag
US4359434A (en) * 1977-09-06 1982-11-16 Svenskt Stal Aktiebolag Process for granulating molten material
JP2002308655A (ja) * 2001-04-09 2002-10-23 Nippon Steel Corp 硬質水砕スラグの製造方法
CN101545018A (zh) * 2008-03-25 2009-09-30 宝山钢铁股份有限公司 钢包渣热态处理的工艺方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS535223A (en) * 1976-07-05 1978-01-18 Nippon Kokan Kk Production method of sand from blast furnace slag
LU79466A1 (fr) 1978-04-18 1979-05-25 Sidmar Nv Procede et installation de traitement et de manutention de laitier metallurgique
LU84642A1 (fr) 1983-02-10 1984-11-08 Wurth Paul Sa Tambour filtrant d'une installation de filtration de laitier metallurgique
LU84644A1 (fr) 1983-02-10 1984-11-08 Wurth Paul Sa Dispositif de chargement uniforme d'une bande transporteuse de laitier granule
JPS59174551A (ja) * 1983-03-18 1984-10-03 川崎製鉄株式会社 溶融スラグからの顕熱回収方法
JPS6317243A (ja) * 1986-07-03 1988-01-25 株式会社神戸製鋼所 鋼滓処理方法
JPH0312348A (ja) * 1989-06-07 1991-01-21 Kawasaki Steel Corp 風滓方法及びその装置
LU88127A1 (fr) 1992-06-02 1994-03-01 Wurth Paul Sa Procede pour le traitement d'un melange de vapeurs d'eau et d'air pollue par des gas sulfures,forme lors de la granulation et de la deshydratation du laitier de haut fourneau
LU88380A1 (fr) * 1993-07-14 1995-02-01 Wurth Paul Sa Procédé et dispositif de granulation
LU88441A1 (fr) 1993-12-16 1995-07-10 Wurth Paul Sa Procédé pour le traitement d'un mélange de vapeurs d'eau et d'air pollué par des gaz sulfurés
CN2420289Y (zh) * 2000-04-07 2001-02-21 全泰铉 高炉炉渣粒化装置
EP1422299B1 (de) 2002-11-25 2005-03-23 Paul Wurth S.A. Spritzkopf für eine Granulierungsanlage
CN2614213Y (zh) * 2003-04-07 2004-05-05 河南豫光金铅股份有限公司 高铅渣铸渣机铸模冷却装置
JP2005306656A (ja) * 2004-04-21 2005-11-04 Nippon Steel Corp 溶融スラグの凝固方法
JP5040257B2 (ja) * 2006-10-22 2012-10-03 Jfeスチール株式会社 製鋼スラグの処理方法
CN201106053Y (zh) * 2007-06-14 2008-08-27 中冶赛迪工程技术股份有限公司 一种高炉水渣的冲制装置
LU91424B1 (en) 2008-04-01 2009-10-02 Wurth Paul Sa Granulation plant
LU91730B1 (en) * 2010-09-13 2012-03-14 Wurth Paul Sa Dry granulation of metallurgical slag

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB821741A (en) * 1956-05-19 1959-10-14 En Versorgung Schwaben A G Method and apparatus for the manufacture of a porous slag
US4359434A (en) * 1977-09-06 1982-11-16 Svenskt Stal Aktiebolag Process for granulating molten material
JPS5468789A (en) * 1977-11-14 1979-06-02 Nippon Steel Corp Treating method for blast furnace slag
JP2002308655A (ja) * 2001-04-09 2002-10-23 Nippon Steel Corp 硬質水砕スラグの製造方法
CN101545018A (zh) * 2008-03-25 2009-09-30 宝山钢铁股份有限公司 钢包渣热态处理的工艺方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DATABASE WPI Week 200301, 23 October 2002 Derwent World Patents Index; XP002657825, HATANAKA A; TAKAHASHI A; YAMAMURA Y; YOSHIDA N: "Manufacture of granulated slag from molten slag of blast furnace, involves calculating iron particle additional amount using addition rate and measured molten slag amount, adjusting addition amount to blowing apparatus" *

Also Published As

Publication number Publication date
KR20130132899A (ko) 2013-12-05
JP2014505004A (ja) 2014-02-27
EA201300708A1 (ru) 2013-12-30
LU91766B1 (en) 2012-06-18
EP2652157B1 (en) 2015-03-25
WO2012080364A1 (en) 2012-06-21
CN103261443B (zh) 2016-06-22
CN103261443A (zh) 2013-08-21
US20130292878A1 (en) 2013-11-07
BR112013015073A2 (pt) 2016-08-09
JP5799110B2 (ja) 2015-10-21
EP2652157A1 (en) 2013-10-23
UA111345C2 (uk) 2016-04-25
US9371571B2 (en) 2016-06-21
CA2821222A1 (en) 2012-06-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA025541B1 (ru) Способ отверждения металлургического шлака
JP5544684B2 (ja) 溶融スラグの冷却処理装置および冷却処理方法
US20130206875A1 (en) Dry granulation of metallurgical slag
CA2935621A1 (en) Process and apparatus for dry granulation of slag with reduced formation of slag wool
CN1123416C (zh) 生产金属块的方法和装置
JP4418489B2 (ja) 高温スラグの処理方法
RU2625352C2 (ru) Способ и устройство для переработки металлургического шлака
JP2003207281A (ja) スラグの連続凝固装置の操業方法
RU2312899C2 (ru) Способ ускорения разделения гранулированного металлического железа и шлака
JP2004238234A (ja) 風砕スラグおよびその製造方法および風砕スラグの処理方法およびコンクリート用細骨材
US7381365B2 (en) Production of products from steel slags
JP2000143302A (ja) 膨張スラグの製造方法および製造装置
US3319949A (en) Apparatus for making pallet of iron ore and flux
KR102201227B1 (ko) 단위 고형화를 통한 슬래그 처리 시스템
JP7147550B2 (ja) スラグのフォーミング抑制方法および転炉精錬方法
RU2388709C1 (ru) Установка для переработки шлакового расплава и способ переработки шлакового расплава в этой установке
CZ309236B6 (cs) Způsob zpracování roztavených metalurgických strusek
JP2004315296A (ja) Cr含有合金鋼精錬スラグの粉化防止方法
RU2185932C2 (ru) Установка для гранулирования расплавов
RU2191661C2 (ru) Способ получения металлических гранул
JPH07138621A (ja) 製鋼プロセスにおける溶融残渣の処理方法
JP2000313642A (ja) 硬質水砕スラグの製造方法
JPS58157910A (ja) 耐消化性石灰質鉄鋼精練剤

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM RU