RU2098370C1

RU2098370C1 - Method of treatment of slag melt

Info

Publication number: RU2098370C1
Application number: RU95109998A
Authority: RU
Inventors: А.А. Киричков; В.А. Коломиец; Ю.П. Петренко; Г.С. Шибаев; Б.П. Рыбаков
Original assignee: Акционерное общество "Нижнетагильский металлургический комбинат"
Priority date: 1995-06-14
Filing date: 1995-06-14
Publication date: 1997-12-10
Also published as: RU95109998A

Abstract

FIELD: metallurgy, obtainment of especially valuable kinds of products. SUBSTANCE: treatment of slag melt is carried out in inclined slag ladle where skull layer used simultaneously as additive and protective layer of metal ladle is put in advance. EFFECT: increased stability of process.

Description

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для обработки шлакового расплава различными реагентами с получением особо ценных видов продукции. The invention relates to metallurgy and can be used for processing slag melt with various reagents to obtain particularly valuable types of products.

Известен способ обработки шлакового расплава [1] включающий ввод легкоплавких добавок в струю шлакового расплава, а также предварительное расплавление в плавильной печи тугоплавких добавок и их ввод в жидком виде при температуре, превышающей температуру шлакового расплава, ванну-реактор, где перемешивание расплава осуществляют отходящими из плавильной печи газами с температурой 1700 1900^oC, подаваемыми со скоростью 100 150 м/с.A known method of processing slag melt [1] comprising introducing fusible additives into the stream of slag melt, as well as pre-melting the refractory additives in a melting furnace and introducing them in liquid form at a temperature higher than the temperature of the slag melt, a bath reactor, where the melt is mixed with waste melting furnace gases with a temperature of 1700 1900 ^o C supplied at a speed of 100 to 150 m / s

Недостатком этого способа является наличие ванны-реактора, в которой осуществляется перемешивание высокотемпературного шлакового расплава горячими газами, что приводит к быстрому разрушению футеровки и выходу ванны-реактора из строя. The disadvantage of this method is the presence of a reactor bath, in which high-temperature slag melt is mixed with hot gases, which leads to the rapid destruction of the lining and the failure of the reactor bath.

Известен также способ обработки шлакового расплава [2] заключающийся во вводе в расплав шлака ферросплавов фракций 5-30 мм в количестве 3-10 мас. (прототип). There is also known a method of processing slag melt [2] consisting in introducing into the melt slag ferroalloy fractions of 5-30 mm in an amount of 3-10 wt. (prototype).

Недостатком этого способа является необходимость перелива обработанного реагентом расплава в специальный футерованный ковш. Так как обработанный ферросплавами шлаковый расплав имеет высокую температуру, футеровка ковша расплавляется, изменяя химический состав шлака, и ковш быстро выходит из строя. The disadvantage of this method is the need for overflow of the melt processed by the reagent into a special lined ladle. Since the slag melt treated with ferroalloys has a high temperature, the lining of the ladle melts, changing the chemical composition of the slag, and the ladle quickly fails.

Задачей предлагаемого изобретения является создание способа обработки шлакового расплава, который устраняет вредное разрушающее влияние на стенки емкости при введении реагентов, повышающих температуру расплава, который повышает стабильность технологического процесса и снижает энергозатраты на его осуществление (отсутствие продувки расплава). The objective of the invention is to provide a method for processing slag melt, which eliminates the harmful destructive effect on the walls of the tank with the introduction of reagents that increase the temperature of the melt, which increases the stability of the process and reduces energy consumption for its implementation (lack of melt blowing).

Поставленная задача решается благодаря тому, что нефутерованный шлаковый ковш предварительно наполняют шлаковым расплавом, выдерживают в течение 1 3 ч, сливают жидкую фазу в ковш с образовавшимся гарнисажем на стенке, вновь наполняют шлаковым расплавом, вводя реагенты. The problem is solved due to the fact that the non-lined slag ladle is pre-filled with slag melt, held for 1 to 3 hours, the liquid phase is poured into the ladle with the resulting skull on the wall, and the slag melt is re-filled by introducing reagents.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что в качестве тугоплавкого реагента для обработки используют затвердевшую часть обрабатываемого шлакового расплава в виде гарнисажа, который частично расплавляясь при наполнении ковша жидким расплавом и в процессе обработки его реагентами, обогащает расплав ценными компонентами. При этом гарнисаж выполняет роль дорогостоящей специальной футеровки емкостей, используемой для указанного процесса. Исключается необходимость замены футеровки, ее ремонта и т.п. The essence of the invention lies in the fact that as a refractory processing reagent, the hardened part of the processed slag melt is used in the form of a skull, which partially melts when the ladle is filled with liquid melt and during processing with reagents, enriches the melt with valuable components. At the same time, the skull serves as an expensive special container lining used for this process. Eliminates the need to replace the lining, its repair, etc.

Продолжительность выдержки шлакового расплава в ковше в интервале 1 3 ч обусловлена тем, что при меньшем времени толщина процесса при обработке расплава и защиты металлических стенок ковша от прогара. The exposure time of the slag melt in the ladle in the range of 1 to 3 hours is due to the fact that, at shorter times, the thickness of the process during processing of the melt and the protection of the metal walls of the ladle from burnout.

При выдержке более 3 ч образуется избыточная толщина гарнисажа (более 200 мм), что затрудняет разделение продуктов реакции металлический сплав (лигатуру) и обогащенный ценными компонентами шлак, и резко уменьшается полезная вместимость ковша. When holding for more than 3 hours, an excess thickness of the skull forms (more than 200 mm), which complicates the separation of the reaction products of the metal alloy (ligature) and slag enriched with valuable components, and the useful capacity of the bucket sharply decreases.

Таким образом, гарнисажный слой выступает в качестве дополнительного реагента, участвующего в обработке шлакового расплава. Причиной этого является избирательность кристаллизации многокомпонентных силикатных систем, к которым относятся шлаки, при их затвердевании в емкости. Кристаллизация происходит последовательно с изменением химического состава остающейся жидкой фазы. Вначале на периферии кристаллизуются наиболее тугоплавкие соединения. При обработке шлакового расплава реагентами в ковше с гарнисажем температура расплава повышается. Благодаря этому гарнисажный слой частично расплавляется и глинозем переходит в шлак, повышая его потребительские свойства (вплоть до получения глиноземистого цемента). С другой стороны, обогащенный глиноземом гарнисаж тугоплавок и при продолжительности его формирования в интервале 1-3 ч обладает достаточными теплозащитными свойствами, чтобы исключить прогорание ковша. Следовательно, предложенный способ обработки шлакового расплава обладает существенно новым признаком по сравнению с известным способом, принятым за прототип, и предложенное изобретение удовлетворяет критерию "новизна". Thus, the skull layer acts as an additional reagent involved in the processing of slag melt. The reason for this is the selectivity of crystallization of multicomponent silicate systems, which include slags, when they solidify in the tank. Crystallization occurs sequentially with a change in the chemical composition of the remaining liquid phase. Initially, the most refractory compounds crystallize at the periphery. When processing slag melt with reagents in a ladle with a skull, the melt temperature rises. Due to this, the skull layer is partially melted and the alumina passes into slag, increasing its consumer properties (up to the production of alumina cement). On the other hand, the skull enriched with alumina, the refractory and with the duration of its formation in the range of 1-3 hours has sufficient heat-shielding properties to prevent burning of the bucket. Therefore, the proposed method for processing slag melt has a substantially new feature compared to the known method adopted for the prototype, and the proposed invention meets the criterion of "novelty."

При анализе на критерий "изобретательский уровень" не обнаружено источников информации, указывающих на известность решения, использованного по функциональному назначению и поставленной задаче изобретения. When analyzing the criterion of "inventive step", no information sources were found indicating the popularity of the solution used for its intended purpose and the task of the invention.

Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.

Пример. Стальной нефутерованный шлаковый ковш вместимостью 16 м³ наполнили шлаком от выплавки передельного чугуна, после чего ковш подали к траншее для производства шлакового щебня, выдержали 1,5 ч и слили жидкую фазу в траншею. На стенке ковша образовался шлаковый гарнисаж толщиной 70 120 мм. Ковш с гарнисажем на стенке вновь подали под доменную печь и наполнили шлаком от выплавки передельного чугуна, имеющим температуру около 1500^oC, одновременно вводя в ковш реагенты алюминиевую стружку и оксид железа (окалину). В результате алюмотермической реакции температура раствора поднялась до 1700^oC и образовался ферросилиций, который осел на дно ковша, образовавши металлический корж. При этом шлак в ковше обогатился глиноземом, в том числе и за счет частичного расплавления гарнисажа, что повысило его потребительские свойства. Ковш после затвердевания расплавов разгрузили на отдельной площадке и отделили корж ферросилиция от шлака. Ферросилиций использовали в металлургическом производстве, а шлак для получения глиноземистого цемента.Example. Steel non-lined slag ladle with a capacity of 16 m ^{3 was} filled with slag from smelting pig iron, after which the ladle was fed to the trench for the production of slag crushed stone, kept for 1.5 hours and the liquid phase was poured into the trench. On the wall of the bucket a slag skull was formed with a thickness of 70 120 mm. The ladle with a skull on the wall was again fed under a blast furnace and filled with slag from smelting pig iron, having a temperature of about 1500 ^° C, while introducing aluminum shavings and iron oxide (scale) into the ladle. As a result of the aluminothermic reaction, the temperature of the solution rose to 1700 ^° C and ferrosilicon formed, which settled on the bottom of the bucket, forming a metal cake. At the same time, the slag in the ladle was enriched with alumina, including due to the partial melting of the skull, which increased its consumer properties. After solidification of the melts, the ladle was unloaded at a separate site and ferrosilicon cake was separated from slag. Ferrosilicon was used in metallurgical production, and slag was used to produce alumina cement.

Таким образом, изобретение позволяет осуществить высокотемпературные процессы обработки шлакового расплава в нефутерованном ковше, что позволяет осуществить их с малыми затратами. Наряду с этим повышаются потребительские свойства шлака. Thus, the invention allows the implementation of high-temperature processes for processing slag melt in a non-lined ladle, which allows them to be carried out at low cost. Along with this, consumer properties of slag increase.

Изобретение может быть реализовано в промышленных условиях с использованием существующих металлургических агрегатов и без больших капитальных затрат. The invention can be implemented in an industrial environment using existing metallurgical units and without high capital costs.

Claims

A method of processing slag melt, including the introduction of reagents that increase the temperature of the melt, characterized in that the processing of the melt is carried out in a non-lined slag ladle, while the ladle is pre-filled with slag melt, kept in the range of 1 to 3 hours, the liquid phase and the ladle are drained with the resulting skull on the wall re-fill with slag melt by introducing reagents.