RU2779194C1 - Abrasive material and method for manufacture thereof from liquid blast furnace production slag - Google Patents
Abrasive material and method for manufacture thereof from liquid blast furnace production slag Download PDFInfo
- Publication number
- RU2779194C1 RU2779194C1 RU2021111134A RU2021111134A RU2779194C1 RU 2779194 C1 RU2779194 C1 RU 2779194C1 RU 2021111134 A RU2021111134 A RU 2021111134A RU 2021111134 A RU2021111134 A RU 2021111134A RU 2779194 C1 RU2779194 C1 RU 2779194C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- slag
- particles
- abrasive
- water
- abrasive material
- Prior art date
Links
- 239000002893 slag Substances 0.000 title claims abstract description 77
- 239000003082 abrasive agent Substances 0.000 title claims abstract description 24
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 9
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 34
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 34
- 238000005296 abrasive Methods 0.000 claims abstract description 23
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 21
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium monoxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 5
- VASIZKWUTCETSD-UHFFFAOYSA-N manganese(II) oxide Inorganic materials [Mn]=O VASIZKWUTCETSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 14
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 abstract description 7
- 239000010959 steel Substances 0.000 abstract description 7
- 229910000460 iron oxide Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 abstract description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000428 dust Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 abstract description 3
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 239000003973 paint Substances 0.000 abstract description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N AI2O3 Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N Na2O Inorganic materials [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- NTGONJLAOZZDJO-UHFFFAOYSA-M disodium;hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+].[Na+] NTGONJLAOZZDJO-UHFFFAOYSA-M 0.000 abstract 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 229910052904 quartz Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 abstract 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 abstract 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 7
- 235000012245 magnesium oxide Nutrition 0.000 description 7
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 6
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 6
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 5
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 5
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 3
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 3
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 3
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N Iron(II,III) oxide Chemical compound O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910004283 SiO 4 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 2
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 230000036633 rest Effects 0.000 description 2
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 2
- 241000273930 Brevoortia tyrannus Species 0.000 description 1
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L Calcium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- JHLNERQLKQQLRZ-UHFFFAOYSA-N Calcium silicate Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] JHLNERQLKQQLRZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910020068 MgAl Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000805 Pig iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005270 abrasive blasting Methods 0.000 description 1
- 239000006061 abrasive grain Substances 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- SMYKVLBUSSNXMV-UHFFFAOYSA-J aluminum;tetrahydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] SMYKVLBUSSNXMV-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 229910052599 brucite Inorganic materials 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 235000011116 calcium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000000378 calcium silicate Substances 0.000 description 1
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000010410 dusting Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000011068 load Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910000499 pig iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005488 sandblasting Methods 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 1
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000004642 transportation engineering Methods 0.000 description 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 1
- 239000002966 varnish Substances 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к металлургической промышленности и может быть использовано для производства материалов, предназначенных для абразивно-струйной (или пескоструйной) обработки поверхности стальных изделий от коррозии, оксидов, краски и других загрязнений.The present invention relates to the metallurgical industry and can be used for the production of materials intended for abrasive blasting (or sandblasting) surface treatment of steel products from corrosion, oxides, paint and other contaminants.
Существует множество способов производства материалов твердостью 5-7 единиц по Моосу для абразивной обработки поверхностей, изготовленных из металлургических шлаков. Однако известные способы не лишены недостатков.There are many ways to produce materials with a hardness of 5-7 Mohs for abrasive processing of surfaces made from metallurgical slags. However, the known methods are not without drawbacks.
Известен способ производства абразивного материала из сталеплавильного шлака, описанный в патенте JP 2008045002 A. Данный способ позволяет получать из жидкого сталеплавильного шлака состава Fe не более 5%, 25-35% Si, 10-20% Al, 30-40% Са и 5-15% Mg, аморфный материал шаровидной формы, размерами до 5 мм с высокими абразивными свойствами. Суть способа заключена в том, что вертикальный поток расплавленного сталеплавильного шлака разбивался несколькими воздушными струями на капли размером до 5 мм, а затем резко охлаждался водой для формирования частиц шаровидной формы и аморфной структуры, сформированные гранулы сталеплавильного шлака поступают на вибрирующую сетку, где производится удаление воды, далее шлак отправляется на вылеживание.A known method for the production of abrasive material from steel-smelting slag, described in the patent JP 2008045002 A. This method allows you to get from liquid steel-smelting slag composition Fe not more than 5%, 25-35% Si, 10-20% Al, 30-40% Ca and 5 -15% Mg, amorphous spherical material up to 5 mm in size with high abrasive properties. The essence of the method lies in the fact that the vertical flow of molten steel-smelting slag was broken by several air jets into drops up to 5 mm in size, and then abruptly cooled with water to form particles of a spherical shape and an amorphous structure, the formed steel-smelting slag granules enter a vibrating grid, where water is removed , then the slag is sent to aging.
Недостатком известного способа является сложность технической реализации устройства грануляции, представляющее собой высокую колонну, где распыление шлакового потока осуществляется потоком воздуха, направленным в сторону движения шлакового потока под углом 30-45°. Это придает распыленным частицам дополнительную скорость и необходимость увеличения зоны охлаждения для формирования гранул. Другим недостатком данного способа является то, что получаемые по данному способу частицы обладают разными размерами и соответственно различным абразивным эффектом.The disadvantage of the known method is the complexity of the technical implementation of the granulation device, which is a high column, where the spraying of the slag stream is carried out by an air stream directed towards the movement of the slag stream at an angle of 30-45°. This gives the atomized particles additional speed and the need to increase the cooling zone for the formation of granules. Another disadvantage of this method is that the particles obtained by this method have different sizes and, accordingly, a different abrasive effect.
Известен способ выделения абразивных материалов из металлургических шлаков, описанный в патенте SU1711995A1. Данный способ позволяет разделить предварительно дробленые до фракции 0-10 мм металлургические шлаки в прямолинейном и центробежном воздушных потоках за счет разной кинетической энергии частиц, в том числе выделить крупное 2,5-0,315 мм абразивное зерно.A known method for the separation of abrasive materials from metallurgical slag, described in patent SU1711995A1. This method makes it possible to separate metallurgical slags pre-crushed to a fraction of 0-10 mm in straight-line and centrifugal air flows due to different kinetic energies of the particles, including separating coarse 2.5-0.315 mm abrasive grains.
Недостатком данного способа является необходимость дробления шлака до соответствующих фракций. Другим недостатком данного способа является то, что форма частиц зависит от способа измельчения шлака и при наличии частиц неправильной формы абразивные свойства такого материала будут снижены.The disadvantage of this method is the need to crush the slag to the appropriate fractions. Another disadvantage of this method is that the shape of the particles depends on the method of grinding the slag, and in the presence of irregularly shaped particles, the abrasive properties of such a material will be reduced.
Известен абразивный материал для обработки поверхностей, который состоит из конвертерного шлака металлургического производства, раскрытый в патенте RU 2627413 С1. Данный материал содержит 96-99,9 мас. % смеси соединений: портландит (СаО⋅Н2О), магнетит (Fe3O4), брусит (Mg(OH)2, кальцит (СаСО3), сперрит (2Ca2SiO4⋅CaCO3), алюминат кальция (5СаО⋅3Al2O3), шпинель (MgAl2O4), периклаз (MgO), силикат кальция (Ca2SiO4) и 0,1-4 мас. %, прочих элементов, выбранных из ряда S, и/или Mn, и/или Cr, и/или Zn, и/или Ti, и/или V, при этом не менее 95 мас. % частиц порошка имеют изометрическую окатанную форму, а остальные частицы имеют неизометрическую удлиненную форму.Known abrasive material for surface treatment, which consists of converter slag metallurgical production, disclosed in patent RU 2627413 C1. This material contains 96-99.9 wt. % mixture of compounds: portlandite (CaO⋅H 2 O), magnetite (Fe 3 O 4 ), brucite (Mg (OH) 2 , calcite (CaCO 3 ), sperrite (2Ca 2 SiO 4 ⋅CaCO 3 ), calcium aluminate (5CaO ⋅3Al 2 O 3 ), spinel (MgAl 2 O 4 ), periclase (MgO), calcium silicate (Ca 2 SiO 4 ) and 0.1-4 wt.%, other elements selected from the series S, and/or Mn , and/or Cr, and/or Zn, and/or Ti, and/or V, wherein at least 95 wt.% of the powder particles have an isometric rounded shape, and the remaining particles have a non-isometric elongated shape.
Основным недостатком данного материала является то, что из него не выделяются частицы, обладающие наибольшим абразивным эффектом, по этому такой материал содержит большое количество пылевидной фракции и сильно пылит при обработке поверхностей, затрудняя контроль качества обработки. К тому же возможное содержание оксидов железа более 30% делает применение этого материала экономически нецелесообразным.The main disadvantage of this material is that particles with the greatest abrasive effect are not released from it, therefore, such a material contains a large amount of dusty fraction and generates a lot of dust during surface treatment, making it difficult to control the quality of processing. In addition, the possible content of iron oxides of more than 30% makes the use of this material economically impractical.
Наиболее близким способом к раскрытому в настоящем изобретении является способ производства абразивных материалов с использованием жидкого сталеплавильного шлака раскрытый в патенте WO2006085712A1. Данный способ позволяет перерабатывать жидкий сталеплавильный шлак состава СаО 9-18 масс. %, Fe2O3 38-62 масс. %, SiO2 17-28 масс. %, MgO 6-10 масс. %, Al2O3 5-9 масс. %. в аморфный абразивный материал шаровидной формы. Суть способа заключена в том, что при разливке шлака из шлакового ковша, поток шлака распыляется мощным воздушным потоком, который направлен под углом 0-45° к нормали против движения потока шлака, в процессе распыления поток шлака разбивается на отдельные шарообразные частицы размером 0-5 мм, в воздушном потоке частицы частично охлаждаются и переносятся на специальную площадку для охлаждения водой. После охлаждения водой, частицы шлака загружаются ковшом в просеивающее устройство для отделения пыли и выделения абразивной фракции 0,315-5 мм.The closest method to that disclosed in the present invention is a method for the production of abrasive materials using liquid steel slag disclosed in patent WO2006085712A1. This method allows you to process liquid steel slag composition CaO 9-18 wt. %, Fe 2 O 3 38-62 wt. %, SiO 2 17-28 wt. %, MgO 6-10 wt. %, Al 2 O 3 5-9 wt. %. into an amorphous abrasive material of spherical shape. The essence of the method lies in the fact that when pouring slag from a slag ladle, the slag stream is sprayed with a powerful air stream, which is directed at an angle of 0-45 ° to the normal against the movement of the slag stream, in the process of spraying the slag stream is broken into separate spherical particles with a size of 0-5 mm, in the air flow, the particles are partially cooled and transferred to a special area for cooling with water. After cooling with water, the slag particles are loaded by a ladle into a screening device to separate dust and extract the abrasive fraction of 0.315-5 mm.
Недостатком этого способа является высокое содержание оксида железа в шлаке Fe2O3 38-62 масс. %, поскольку при таком содержании оксида железа, экономически более эффективно его извлечение из шлака и возврат в процессы выплавки стали.The disadvantage of this method is the high content of iron oxide in the slag Fe 2 O 3 38-62 wt. %, since with such a content of iron oxide, it is more cost-effective to extract it from slag and return it to steelmaking processes.
Техническим результатом настоящего изобретения является разработка абразивного материала и экономически целесообразного способа его производства из доменного шлака, при этом абразивный материал должен обладать твердостью 5-7 единиц по Моосу, меньшим пылением при использовании и низким содержанием оксидов железа (Fe2O3, FeO) до 1%.The technical result of the present invention is the development of an abrasive material and an economically feasible method for its production from blast-furnace slag, while the abrasive material must have a hardness of 5-7 Mohs units, less dusting during use and a low content of iron oxides (Fe 2 O 3 , FeO) up to one%.
Технический результат настоящего изобретения достигается путем использования расплава шлака доменного производства состава Fe2O3 и FeO 0,2-1 масс. %, СаО 35-45 масс. %, SiO2 35-45 масс. %, MgO не более 15 масс. %, Al2O3 не менее 7 масс. %, Na2O 0,5-1 масс. %, K2O 1-1,5 масс. %, TiO2 не более 4 масс. %, MnO не более 2 масс. %, S не более 1 масс. %. при изготовлении абразивного материала путем следующих технологических операций:The technical result of the present invention is achieved by using a blast furnace slag melt composition Fe 2 O 3 and FeO 0.2-1 wt. %, CaO 35-45 wt. %, SiO 2 35-45 wt. %, MgO not more than 15 wt. %, Al 2 O 3 not less than 7 wt. %, Na 2 O 0.5-1 wt. %, K 2 O 1-1.5 wt. %, TiO 2 not more than 4 wt. %, MnO not more than 2 wt. %, S not more than 1 wt. %. in the manufacture of abrasive material by the following technological operations:
1. Расплавленный шлак доменного производства, имеющий химический состав Fe2O3 и FeO 0,2-1 масс. %, СаО 35-45 масс. %, SiO2 35-45 масс. %, MgO не более 15 масс. %, Al2O3 не менее 7 масс. %, Na2O 0,5-1 масс. %, K2O 1-1,5 масс. %, TiO2 не более 4 масс. %, MnO не более 2 масс. %, S не более 1 масс. %., Жидкий шлак из доменной печи по желобу поступает на грануляцию в бункер-отстойник, где под желобом установлен водо-воздушный гранулятор. За счет механического воздействия водо-воздушной струи гранулятора расплав шлака раздрабливается и в виде трех фаз (паровоздушной смеси, воды и частиц граншлака) поступает в заполненный водой бункер-отстойник. При погружении в воду, частицы граншлака, приобретают округлую форму, резко охлаждаются и затвердевают в состоянии стеклофазы, а образовавшаяся при этом паровоздушная смесь выбрасывается в атмосферу.1. Molten blast furnace slag having a chemical composition of Fe 2 O 3 and FeO 0.2-1 wt. %, CaO 35-45 wt. %, SiO 2 35-45 wt. %, MgO not more than 15 wt. %, Al 2 O 3 not less than 7 wt. %, Na 2 O 0.5-1 wt. %, K 2 O 1-1.5 wt. %, TiO 2 not more than 4 wt. %, MnO not more than 2 wt. %, S not more than 1 wt. %., Liquid slag from the blast furnace through the chute enters the granulation bunker, where a water-air granulator is installed under the chute. Due to the mechanical action of the water-air jet of the granulator, the slag melt is crushed and in the form of three phases (steam-air mixture, water and granulated slag particles) enters the settling hopper filled with water. When immersed in water, the granulated slag particles acquire a rounded shape, cool sharply and solidify in the state of the glass phase, and the resulting vapor-air mixture is released into the atmosphere.
2. Под воздействием вводимого в насадку шлакового эрлифта воздуха, смесь воды с граншлаком поднимается из бункера-отстойника в сепаратор, откуда самотеком поступает в обезвоживатель (карусельного или иного типа).2. Under the influence of the air introduced into the nozzle of the slag airlift, the mixture of water with granulated slag rises from the settling tank to the separator, from where it flows by gravity to the dehydrator (carousel or other type).
3. В обезвоживателе влажность гранулированного шлака доводят до значения менее 15% при температуре не более 70°С. Далее обезвоженный и охлажденный шлак через узел выгрузки подают на конвейеры и транспортируют на склад.3. In the dehydrator, the moisture content of the granulated slag is adjusted to less than 15% at a temperature not exceeding 70°C. Further, the dehydrated and cooled slag is fed through the unloading unit onto conveyors and transported to the warehouse.
4. На складе проводят оценку качественных показателей шлака по ГОСТ 3476-74. Для выделения абразивных фракций используют гранулированный шлак 1-го или 2-го сорта с коэффициентом качества не ниже 1,45.4. At the warehouse, the quality indicators of slag are assessed in accordance with GOST 3476-74. To isolate abrasive fractions, granulated slag of the 1st or 2nd grade with a quality factor of at least 1.45 is used.
5. Со склада шлаки 1-го или 2-го сорта направляют на просеивающее устройство для отделения абразивной фракции. Абразивная фракция содержит не менее 95% частиц округлой формы размером 0,3-5 мм.5. From the warehouse, slags of the 1st or 2nd grade are sent to a screening device to separate the abrasive fraction. The abrasive fraction contains at least 95% rounded particles 0.3-5 mm in size.
Для получения определенной зернистости абразивного материала по ГОСТ Р 52381-2005 «Материалы абразивные. Зернистость и зерновой состав шлифовальных порошков. Контроль зернистого состава.» возможен дальнейший рассев на отдельные фракции.To obtain a certain grain size of the abrasive material according to GOST R 52381-2005 “Abrasive materials. Grain size and grain composition of grinding powders. Control of granular composition.» further sieving into separate fractions is possible.
Химический состав произведенных абразивных материалов идентичен химическому составу исходного шлака состава Fе2О3 и FeO 0,2-1 масс. %, СаО 35-45 масс. %, SiO2 35-45 масс. %, MgO не более 15 масс. %, Аl2О3 не менее 7 масс. %, Na2O 0,5-1 масс. %, K2O 1-1,5 масс. %, ТiO2 не более 4 масс. %, МnО не более 2 масс. %, S не более 1 масс. %.The chemical composition of the produced abrasive materials is identical to the chemical composition of the original slag composition Fe 2 O 3 and FeO 0.2-1 wt. %, CaO 35-45 wt. %, SiO 2 35-45 wt. %, MgO not more than 15 wt. %, Al 2 O 3 not less than 7 wt. %, Na 2 O 0.5-1 wt. %, K 2 O 1-1.5 wt. %, TiO 2 not more than 4 wt. %, МnО no more than 2 wt. %, S not more than 1 wt. %.
Абразивные свойства полученного материала соответствуют степени очистки Sa 2, Sa 2 1/2 по ГОСТ Р ИСО 8501-1-2014 «Подготовка стальной поверхности перед нанесением лакокрасочных материалов и относящихся к ним продуктов. Визуальная оценка чистоты поверхности. Часть 1. Степень окисления и степени подготовки непокрытой стальной поверхности и стальной поверхности после полного удаления прежних покрытий»The abrasive properties of the resulting material correspond to the degree of cleaning
Способ и абразивный материал, получаемый данным способом, раскрытые в заявляемом техническом решении, имеют ряд преимуществ:The method and the abrasive material obtained by this method, disclosed in the claimed technical solution, have a number of advantages:
- способ обеспечивает низкую влажность получаемого абразивного материала, что препятствует его смерзанию при отрицательных температурах;- the method provides low humidity of the resulting abrasive material, which prevents it from freezing at low temperatures;
- абразивный материал, полученный данным способом отделен от пылевидных фракций, что позволяет легче контролировать качество абразивной обработки;- the abrasive material obtained by this method is separated from the pulverized fractions, which makes it easier to control the quality of the abrasive treatment;
- способ позволяет получать материал, обладающий абразивными свойствами, из доменного шлака за счет образования более твердой стекловидной фазы.- the method makes it possible to obtain a material with abrasive properties from blast-furnace slag due to the formation of a harder vitreous phase.
- для реализации способа не требуется изготовления дорогостоящего или нестандартного оборудования.- to implement the method does not require the manufacture of expensive or non-standard equipment.
- полученный данным способом абразивный материал содержит минимальное количество железа и его оксидов.- the abrasive material obtained by this method contains a minimum amount of iron and its oxides.
Сравнительный анализ научно-технической и патентной литературы показывает отсутствие совпадения отличительных признаков заявляемого способа с признаками известных технических решений. На основе этого делается вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "изобретательский уровень".Comparative analysis of scientific, technical and patent literature shows that the distinguishing features of the proposed method do not match the features of known technical solutions. Based on this, a conclusion is made about the compliance of the proposed technical solution with the criterion of "inventive step".
Заявляемое техническое решение соответствует критерию изобретения «Новизна».The claimed technical solution meets the criterion of the invention "Novelty".
Изобретение иллюстрируется следующим примером:The invention is illustrated by the following example:
ПримерExample
На производственной площадке Группы «НЛМК» проводился выпуск опытно-промышленной партии абразивного шлакового материала из жидкого доменного шлака состава Fe2O3 и FeO 0,5 масс. %, СаО 40 масс. %, SiO2 39 масс. %, MgO 10,5 масс. %, Al2O3 7,5 масс. %, полученного в процессе выплавки чугуна доменной печи №6.At the production site of NLMK Group, a pilot batch of abrasive slag material was produced from liquid blast-furnace slag with the composition Fe 2 O 3 and FeO 0.5 wt. %,
В качестве устройства грануляции использовалась стандартная установка грануляции доменного шлака, изображенная на рис. 1A standard blast-furnace slag granulation plant, shown in Fig. 2, was used as a granulation device. one
Жидкий шлак из доменной печи по желобу 1 поступает на грануляцию в бункер-отстойник 2, где под желобом установлен водо-воздушный гранулятор 3. За счет механического воздействия водо-воздушной струи расплав шлака раздрабливается и в виде трех фаз (паровоздушной смеси, воды и частиц граншлака) поступает в бункер-отстойник 2 заполненный водой.The liquid slag from the blast furnace through the chute 1 enters the
При погружении в воду, частицы граншлака охлаждаются и затвердевают, а образовавшаяся при этом паровоздушная смесь по трубе 4 за счет самотяги выбрасывается в атмосферу.When immersed in water, the particles of granulated slag are cooled and solidified, and the resulting vapor-air mixture is ejected into the atmosphere through pipe 4 due to gravity.
Вода из бункера-отстойника 2 через нижнее окно в бункере-отстойнике переливается в камеру шлакового эрлифта и через окно 5, и вертикальный канал 6. Из камеры шлакового эрлифта в камеру осветленной воды - через водослив 7.Water from the
В случае переполнения бункера-отстойника и завала граншлаком нижнего окна и вертикального канала перелив осуществляется через аварийный канал 8.In case of overfilling of the sedimentation hopper and blockage of the lower window and vertical channel with granular slag, overflow is carried out through the
Из камеры осветленной воды 9 вода забирается эрлифтом, состоящим из воздушной трубы 10, насадки 11, подъемной трубы 12, сепаратора 13, трубы отработавшего воздуха 4 и подается по трубе 14 в гранулятор. Воздух к гранулятору подается от воздуховода водяного эрлифта по трубопроводу 15.From the clarified
В нижней части бункер-отстойник 2 сообщается с колодцем 16, в котором устанавливается шлаковый эрлифт, состоящий из воздуховода 17, воздухоподводящей насадки 18, подъемной трубы эрлифта 19, сепаратора 20 и сливной трубы 21.In the lower part of the
Для подачи взмучивающей воды от шламового эрлифта используется опускная труба 22. В камере осветленной воды 9 для непрерывного удаления осадка установлен шламовый эрлифт, состоящий из воздуховода 18, воздухоподводящей насадки 23, подъемной трубы 24, сепаратора 25 и трубопровода 26 для сброса парогазовой смеси. Для избежания забивания шлакового эрлифта случайными негабаритными предметами бункер-отстойник 2 перекрывается решеткой 27 с ячейками 200×200 мм.A slurry airlift is installed in the clarified
Под воздействием вводимого в насадку шлакового эрлифта воздуха смесь воды с граншлаком поднимается в сепаратор 20, откуда самотеком по трубе 21 поступает в обезвоживатель 28 карусельного типа, выполненный в виде кольца, разделенного на шестнадцать отсеков. В каждый отсек вставляется отдельная сменная коробка 29. Снизу коробки 29 перекрываются перфорированными (сетчатыми) днищами 30, одна сторона которых шарнирно подвешивается к радиальной стенке коробки, а другая сторона, снабженная роликом 31, опирается на стационарный кольцевой рельс 32. Соответствующий профиль укладки этого рельса при вращении обезвоживателя 28 обеспечивает поддержание в закрытом положении днищ 30 в секторе загрузки и обезвоживания, а также открывание и закрывание их в секторе выгрузки обезвоженного шлака в бункер 33.Under the influence of the air introduced into the nozzle of the slag airlift, the mixture of water with granulated slag rises into the
К наружной поверхности обезвоживателя приварен кольцевой рельс 34, посредством которого обезвоживатель опирается на катки 35. Вращение обезвоживателя осуществляется электроприводом 36 через редуктор и зубчатую передачу с частотой вращения 0,5-1,5 оборота в час. Частота вращения обезвоживателя регулируется в зависимости от степени наполнения коробок 29 граншлаком.An
При вращении обезвоживателя каждый отсек последовательно проходит периоды: заполнение пульпой, стекающей из сепаратора 31, отфильтровывания воды из шлака через перфорацию днищ 30, выгрузки обезвоженного шлака в бункер 33.During the rotation of the dehydrator, each compartment sequentially goes through the periods: filling with pulp flowing from the
С целью дополнительного обезвоживания производится продувка сжатым воздухом столба граншлака через перфорированные днища.For the purpose of additional dehydration, the granulated slag column is blown with compressed air through the perforated bottoms.
При заполнении пульпой вода из коробки 29 через переливное окно 37 сливается в водосборник 38.When filling with pulp, water from the
В этот же водосборник стекает отфильтровывающаяся вода из обезвоживателя через сетчатые днища 30 и по трубе 39 поступает обратно в бункер-отстойник.The filtered water flows from the dehydrator through the 30 mesh bottoms into the same water collector and returns to the sump through the 39 pipe.
Компенсация расхода воды на парообразование и остаточную влажность граншлака осуществляется водой промывки сеток обезвоживателя и подпиткой через сливную трубу 39 водосборника обезвоживателя. Дополнительное увеличение расхода воды для поддержания рабочего уровня в камере осветленной воды и заполнение технологической линии после ремонта осуществляется через водовод 40 задвижкой 41.Compensation for water consumption for vaporization and residual moisture of granulated slag is carried out with water for washing the dehydrator screens and feeding through the
Для предотвращения попадания загрязненной воды в водный бассейн и обеспечения стабильности режимных параметров грануляции технологические линии каждой установки (рабочая и резервная) попарно соединены. Общим является приямок сточных вод с установленным в нем эрлифтом, соединенным с приемными бункерами обеих технологических линий, а камеры осветленной воды соединены между собой и приямком сточных вод трубопроводами с размещенными в них переключающими задвижками 42.To prevent the ingress of polluted water into the water basin and to ensure the stability of the regime parameters of granulation, the technological lines of each installation (working and reserve) are connected in pairs. Common is the wastewater pit with an airlift installed in it, connected to the receiving hoppers of both technological lines, and the clarified water chambers are connected to each other and the wastewater pit by pipelines with switching
Выгруженный из обезвоживателя гранулированный шлак имеет влажность не более 15% и температуру около 70°С. Обезвоженный и охлажденный шлак через узел выгрузки 43 подается на конвейеры 44 и транспортируется на склад для выделения абразивной фракции. При транспортировке и хранении на складе гранулированный шлак дополнительно высушивается до достижения влажности не более 10%.The granular slag unloaded from the dehydrator has a moisture content of not more than 15% and a temperature of about 70°C. The dehydrated and cooled slag is fed through the
Показатели доменного шлака перед рассеиванием, оцененные по ГОСТ 3476-74, приведены в таблице 1.The indicators of blast-furnace slag before dispersion, estimated according to GOST 3476-74, are shown in table 1.
Просушенные шлаковые частицы при помощи карьерной техники перегружались в просеивающее устройство барабанного типа, где происходило отделение пылевидных частиц, не обладающих абразивными свойствами, размером не более 0,3 мм и крупных частиц размером более 5 мм. Абразивные частицы 0,3-5 мм были дополнительно рассеяны на 3 фракции абразивного материала для проверки абразивных свойств: 0,5-2,5 мм, 0,3-2,5 мм, 0,3-1,5 мм.Dried slag particles with the help of quarry equipment were reloaded into a drum-type screening device, where dust-like particles that did not have abrasive properties, no larger than 0.3 mm in size and large particles larger than 5 mm in size, were separated. Abrasive particles 0.3-5 mm were additionally dispersed into 3 fractions of the abrasive material to test the abrasive properties: 0.5-2.5 mm, 0.3-2.5 mm, 0.3-1.5 mm.
Абразивные характеристики материала оценивались как степень очистки поверхности по ISO 8501-1 и остаточной шероховатости обрабатываемых образцов. Результаты испытаний показали следующее:The abrasive characteristics of the material were evaluated as the degree of surface cleaning according to ISO 8501-1 and the residual roughness of the processed samples. The test results showed the following:
1. Фракция абразива 0,5 - 2,5 мм. Степень очистки поверхности соответствует степени А Sa 2 l/2(ISO 8501-1). Шероховатость по прибору составляет: 94-120 μm (средн. = 111 μm).1. Fraction of abrasive 0.5 - 2.5 mm. The degree of surface cleaning corresponds to degree A Sa 2 l/2 (ISO 8501-1). The roughness according to the instrument is: 94-120 µm (average = 111 µm).
2. Фракция абразива 0,3 - 2,5 мм. Степень очистки поверхности соответствует степени А Sa 2 l/2(ISO 8501-1). Шероховатость по прибору составляет: 79-105 μm (средн. = 91 μm).2. Fraction of abrasive 0.3 - 2.5 mm. The degree of surface cleaning corresponds to degree A Sa 2 l/2 (ISO 8501-1). The roughness according to the instrument is: 79-105 µm (average = 91 µm).
3. Фракция абразива 0,3 - 1,5 мм. Степень очистки поверхности соответствует степени A Sa 2 l/2(ISO 8501-1). Шероховатость по прибору составляет: 30-б0 μm (средн. = 41 μm).3. Fraction of abrasive 0.3 - 1.5 mm. The degree of surface cleaning corresponds to degree A Sa 2 l/2 (ISO 8501-1). The roughness according to the instrument is: 30-60 μm (average = 41 μm).
Claims (7)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2779194C1 true RU2779194C1 (en) | 2022-09-05 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1711995A1 (en) * | 1989-07-24 | 1992-02-15 | Уральский научно-исследовательский институт черных металлов | Method of recovering abrasive materials from metallurgical slags |
| WO2006085712A1 (en) * | 2004-11-23 | 2006-08-17 | Ecomaister Co., Ltd. | Abrasive material made of atomized slag, manufacturing facility and method for the same |
| RU2365642C2 (en) * | 2007-08-28 | 2009-08-27 | Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" | Method of recycling of steelmaking slag |
| RU2518842C1 (en) * | 2012-10-25 | 2014-06-10 | Надежда Владимировна Перевалова | Abrasive powder |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1711995A1 (en) * | 1989-07-24 | 1992-02-15 | Уральский научно-исследовательский институт черных металлов | Method of recovering abrasive materials from metallurgical slags |
| WO2006085712A1 (en) * | 2004-11-23 | 2006-08-17 | Ecomaister Co., Ltd. | Abrasive material made of atomized slag, manufacturing facility and method for the same |
| RU2365642C2 (en) * | 2007-08-28 | 2009-08-27 | Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" | Method of recycling of steelmaking slag |
| RU2518842C1 (en) * | 2012-10-25 | 2014-06-10 | Надежда Владимировна Перевалова | Abrasive powder |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2428491C2 (en) | Procedure for metallurgical slag processing | |
| RU2135424C1 (en) | Method and device for utilization of dust formed in reduction of iron ore | |
| EP2261383B1 (en) | Method, installation and rotating drum to process ladle slag | |
| US20150101257A1 (en) | Abrasive material for shot blasting, and method for producing same | |
| CA2972936C (en) | Process for dephosphorization of molten metal during a refining process | |
| US7854785B2 (en) | Method and apparatus for the recovery of the secondary metallurgy (LF) slag and its recycling in the steel production process by means of electric furnace | |
| CA2821222A1 (en) | Granulation of metallurgical slag | |
| JP6340639B2 (en) | Manufacturing method of slag material | |
| JP4719082B2 (en) | High temperature slag treatment method | |
| KR100369432B1 (en) | manufacture method of aggregate using steel slag and device thereof | |
| TWI595096B (en) | Method of recycling a desulfurization slag | |
| RU2779194C1 (en) | Abrasive material and method for manufacture thereof from liquid blast furnace production slag | |
| GB1584238A (en) | Method and apparatus for manufacturing crushed sand from melted slag from a ferrous blast furnace | |
| JP4507298B2 (en) | Slag component elution control method | |
| JP4418489B2 (en) | High temperature slag treatment method | |
| RU2600297C2 (en) | Method for complex processing melts and process line for its implementation | |
| JP4719091B2 (en) | High temperature slag treatment equipment | |
| JP2007239034A (en) | Method for recovering and recycling iron-content in steelmaking slag | |
| JP4077718B2 (en) | Melt treatment facility in waste melting treatment | |
| RU2534682C1 (en) | Method for obtaining molten mineral components for portland-slag cement (versions) | |
| US6514312B2 (en) | Steelmaking slag conditioner and method | |
| RU2518842C1 (en) | Abrasive powder | |
| Mou et al. | Sinter plant operations: raw materials | |
| WO1997012069A1 (en) | Material for use in manufacturing ingots for steel smelting treatment and a method of obtaining said material, ingot for steel smelting treatment, method and machine for obtaining said ingot | |
| KR100435444B1 (en) | A recycling method for refining furnace slag of stainless steel making plant |