RU51348U1 - Установка для переработки отвальных металлургических шлаков, в частности шлаков производства нержавеющей стали - Google Patents

Abstract

Использование: в области переработки побочных продуктов металлургической промышленности, а именно при переработке отвальных металлургических шлаков, в частности шлаков производства нержавеющей стали, для извлечения из них металлов. Суть полезной модели: Установка для переработки отвальных металлургических шлаков, в частности шлаков производства нержавеющей стали, включающая устройство для загрузки шлака, магнитный сепаратор для отбора ферромагнитных частиц из транспортируемого сырья, и, по крайней мере, два последовательно установленных в технологическую линию агрегата, каждый из которых состоит из устройства для дробления, устройства для транспортировки шлака, устройства для классификации частиц по фракциям, при этом устройства для классификации частиц по фракциям выполнены с ячейками, величина которых уменьшается от первого агрегата к последующему. Новым является то, что установка дополнительно содержит устройство для транспортировки металла, расположенное на выходах устройств для классификации частиц по фракциям, при этом в качестве устройства для дробления первый агрегат содержит щековую дробилку, каждый последующий агрегат - двухвалковую дробилку с гладкими валками, при чем зазор между валками двухвалковых дробилок в каждом агрегате уменьшается от одного агрегата к последующему, а магнитный сепаратор установлен над устройством для транспортировки металла. Новым является также то, что в двухвалковых дробилках с гладкими валками один

из валков подпружинен и установлен с возможностью колебания в горизонтальной плоскости, а второй валок закреплен жестко, при этом валки установлены с возможностью обеспечения разной скорости вращения. Новым является также то, что в качестве устройств для классификации частиц по фракциям используют виброгрохоты. Новым является и то, что в качестве магнитного сепаратора используют подвесной сепаратор с регулируемой величиной магнитного поля. Технический результат: обеспечение необходимой и достаточной эффективность дробления шлака, что позволяет повысить степень извлечения металлов из отвальных металлургических шлаков, в частности нержавеющей стали.

Description

Полезная модель относится к области переработки побочных продуктов металлургической промышленности, а именно к технологии переработки отвальных металлургических шлаков, в частности шлаков производства нержавеющей стали, для извлечения из них металлов.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к заявляемой полезной модели является установка для переработки металлургических шлаков (см. п. Украины на полезную модель №1756, М. Кл.⁷ В 02 С 15/00, В 03 В 9/04, С 04 В 18/14, от 08.01.2003 г., опубл.15.04.2003 г., св. РФ на полезную модель №38301, М. Кл.⁷ В 02 С 15/00, В 03 В 9/04, С 04 В 18/14, от 16.02.2004 г., конвенционный приоритет Украины з. №2003010213 от 08.01.2003 г., опубл.10.06.2004 г.), включающая устройство для загрузки шлака, магнитный сепаратор для отбора ферромагнитных частиц из транспортируемого сырья, и, по крайней мере, два последовательно установленных в технологическую линию агрегата, каждый из которых состоит из устройства для дробления, устройства для транспортировки, устройства для классификации частиц по фракциям, при этом устройства для классификации частиц по фракциям выполнены с ячейками, величина которых уменьшается от первого агрегата к последующему.

В известной установке магнитным сепаратором для отбора ферромагнитных частиц из транспортируемого сырья, выполненным в виде магнитных шайб, снабжены устройства для транспортировки шлака всех агрегатов. Каждый агрегат оснащен также пневмоклассификатором. В качестве устройств для дробления используют роторные дробилки.

Известная установка не обеспечивает достаточную эффективность дробления шлака, что обуславливает недостаточную степень извлечения

металлов из отвальных металлургических шлаков, в частности нержавеющей стали.

Это объясняется тем, что в известной установке магнитные сепараторы, установленные над устройствами для транспортировки шлака каждого агрегата, обеспечивают отбор только ферромагнитных частиц, а частности железа или углеродистой стали. Степень же извлечения немагнитных металлов, таких как нержавеющая сталь, очень низкая. Извлекаемый металл загрязнен, так как вместе с ферромагнитными частицами удаляется и находящийся на них шлак. Отбор нержавеющей стали осуществляется вручную. Рабочие вручную не в состоянии обеспечить полный отбор нержавеющей стали, что приводит к ухудшению качества шлака, который используют как добавку к строительным материалам. При дроблении шлака в роторных дробилках создается усилие сжатия, при этом образуются частицы шлака различной формы и различных фракций с вкраплениями металла, преимущественно пластинки удлиненной плоской формы. Это осложняет дальнейшее дробление шлака и его классификацию. При классификации полученных после дробления частиц с помощью устройства для классификации частиц по фракциям некоторое количество частиц шлака с вкраплениями металла, в частности нержавеющей стали, просеивается сквозь ячейки и уходит в подрешеточный продукт, что приводит к потерям металла и обуславливает низкую степень его извлечения из шлака. Потери металла составляют от 10 до 20%. Отбор мелких фракций металла размером 0-4 мм не обеспечивается, так как вместе с металлом примагничивается шлак. Кроме того, в условиях повышенной влажности возможно спрессовывание пыли и извести, что приводит к ухудшению качества отбираемого металла.

В основу полезной модели поставлена задача усовершенствования установки для переработки отвальных металлургических шлаков, в частности шлаков производства нержавеющей стали, в которой путем

использования новых конструктивных элементов и новых связей между конструктивными элементами обеспечивается необходимая и достаточная эффективность дробления шлака, что позволяет повысить степень извлечения металлов из отвальных металлургических шлаков, в частности нержавеющей стали.

Поставленная задача решается тем, что в установке для переработки отвальных металлургических шлаков, в частности шлаков производства нержавеющей стали, включающей устройство для загрузки шлака, магнитный сепаратор для отбора ферромагнитных частиц из транспортируемого сырья, и, по крайней мере, два последовательно установленных в технологическую линию агрегата, каждый из которых состоит из устройства для дробления, устройства для транспортировки шлака, устройства для классификации частиц по фракциям, при этом устройства для классификации частиц по фракциям выполнены с ячейками, величина которых уменьшается от первого агрегата к последующему, согласно заявляемому техническому решению, новым является то, что установка дополнительно содержит устройство для транспортировки металла, расположенное на выходе устройств для классификации частиц по фракциям, при этом в качестве устройства для дробления первый агрегат содержит щековую дробилку, каждый последующий агрегат - двухвалковую дробилку с гладкими валками, при чем зазор между валками двухвалковых дробилок в каждом агрегате уменьшается от одного агрегата к последующему, а магнитный сепаратор установлен над устройством для транспортировки металла.

Новым является также то, что в двухвалковых дробилках валки установлены с возможностью обеспечения разной скорости вращения.

Новым является и то, что в качестве магнитного сепаратора используют подвесной сепаратор с регулируемой величиной магнитного поля.

Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков заявляемой полезной модели и достигаемым техническим результатом состоит в следующем.

Введенное дополнительно устройство для транспортировки металла, расположенное на выходе устройств для классификации частиц по фракциям, позволяет собирать весь металл, выходящий из устройств для классификации частиц по фракциям всех агрегатов. Установленный над устройством для транспортировки металла магнитный сепаратор обеспечивает отбор черного металла после осуществления всех этапов дробления и классификации частиц по фракциям. Нержавеющая сталь при этом остается на устройстве для транспортировки металла без примесей черного металла и шлака. Использование в первом агрегате щековой дробилки обеспечивает достаточную и необходимую степень измельчения шлака на первоначальном этапе. Использование в каждом из последовательно установленных в технологическую линию агрегатов в качестве устройства для дробления шлака двухвалковых дробилок с гладкими валками обеспечивает прокатку шлака между валками. Отвальный металлургический шлак имеет высокую хрупкость. При его дроблении путем прокатки в двухвалковых дробилках за счет большого усилия, которое создается валками, частицы шлака быстро и легко разрушаются. Нержавеющая сталь, содержащаяся в шлаке, является пластичным материалом. Она прокатывается между валками двухвалковой дробилки с образованием пластинок. При дальнейшей классификации по фракциям на классификационном устройстве шлак просеивается, а пластинки металла остаются. При этом степень извлечения нержавеющей стали из отвального металлургического шлака повышается. При дроблении шлака в двухвалковых дробилках с гладкими валками, в которых обычно по крайней мере один валок подпружинен, благодаря чему обеспечивается возможность его колебания в горизонтальной плоскости, а валки установлены с

возможностью обеспечения разной скорости вращения, возникают не только усилия сжатия, но и усилия среза и усилия растяжения. Благодаря этому значительно повышается эффективность дробления. Экспериментально установлено, что скорость вращения подпружиненного валка должна быть на 15-20% выше скорости вращения закрепленного жестко валка. При попадании в двухвалковую дробилку крупного куска шлака валки расходятся и дробят шлак. Это способствует повышению технологичности процесса переработки шлака и повышению качества извлеченного из шлака металла. При дроблении шлака образуются частицы шлака, форма которых приближается к кубической. Содержание частиц шлака удлиненной плоской формы, приближающейся к прямоугольной, существенно уменьшается. Это способствует улучшению процесса классификации. В условиях повышенной влажности даже при минимальном зазоре между валками спрессовывание пыли и извести не происходит, поэтому качество извлеченных металлов будет значительно выше. При использовании двухвалковых дробилок с гладкими валками, в которых один из валков подпружинен и установлен с возможностью колебания в горизонтальной плоскости, а второй валок закреплен жестко, величину зазора можно установить минимальной, вследствие чего прокатываются самые мелкие фракции металла.

Осуществление прокатки и классификации по фракциям в несколько этапов, по крайней мере, в два этапа с уменьшением на следующем этапе зазора между валками двухвалковой дробилки и величины ячеек сеток классификационного устройства, также обеспечивает повышение степени извлечения металлов из отвальных металлургических шлаков. На первом этапе зазор между валками двухвалковой дробилки может составлять 20,0-22,0 мм. Испытаниями установлено, что при давлении между валками 350 6 Мпа, которое обеспечивается в двухвалковых дробилках, деформация металла по толщине составляет 15-20 мм. При попадании максимальной фракции 60 мм обеспечивается прокатка металла с получением пластин

толщиной 35-40 мм. После классификации по фракциям на классификационном устройстве, сетки которого имеют ячейки размером 40-42 мм, в шлаке остается некоторое количество мелких частиц металла. Извлеченный металл подают на устройство для транспортировки металла, а шлак снова подают в двухвалковую дробилку, зазор между валками которой устанавливают 1,0-1,1 мм. При дальнейшем дроблении шлака мелкие частицы металла также прокатываются в пластинки. После классификации по фракциям на классификационном устройстве, сетки которого имеют ячейки размером 5,0-5,2 мм, эти пластинки извлекаются из шлака. При использовании заявляемой установки степень извлечения нержавеющей стали из отвальных металлургических шлаков составляет 92,5-98%, черных металлов - 95-98%.

Достижению технического результата способствует также то, что в качестве магнитного сепаратора используют подвесной сепаратор с регулируемой величиной магнитного поля, установленный над устройством для транспортировки металла. Подвесной магнитный сепаратор с регулируемой величиной магнитного поля, которая подбирается в зависимости от количества металла, поступающего на устройство для транспортировки металла, и соотношения черного металла и нержавеющей стали, обеспечивает практически полный отбор черного металла. Извлеченные пластинки нержавеющей стали после отбора черного металла могут быть в дальнейшем использованы в сталеплавильном производстве при выплавке нержавеющей стали.

В качестве классификационного устройства может быть использован виброгрохот. Благодаря тому, что металл после прокатки между валками двухвалковой дробилки имеет форму пластинок, он задерживается на сетке виброгрохота, тогда как мелкие частицы шлака сквозь сетку виброгрохота просеиваются и уходят в подрешеточный продукт.

Сущность заявляемого технического решения поясняется фигурой, на которой представлена схема установки для переработки отвальных металлургических шлаков, в частности шлаков производства нержавеющей стали.

Установка для переработки отвальных металлургических шлаков, в частности шлаков производства нержавеющей стали содержит устройство 1 для загрузки шлака и установленные за ним последовательно устройство 2 для дробления, устройство 3 для транспортировки шлака, устройство 4 для классификации частиц по фракциям, устройство 5 для дробления, устройство 6 для транспортировки шлака, устройство 7 для классификации частиц по фракциям, устройство 8 для дробления, устройство 9 для транспортировки шлака, устройство 10 для классификации частиц по фракциям. На выходе устройств 4, 7 10 для классификации частиц по фракциям расположено устройство 11 для транспортировки металла, над которым установлен подвесной сепаратор 12. Устройства 2, 3, 4 образуют первый из последовательно установленных в технологическую линию агрегатов, устройства 5, 6, 7 образуют второй из последовательно установленных в технологическую линию агрегатов, устройства 8, 9, 10 образуют третий из последовательно установленных в технологическую линию агрегатов. Устройство 1 для загрузки представляет собой приемный бункер с питателем. Устройство 2 для дробления выполнено в виде щековой дробилки. Устройства 2, 5, 8 для дробления выполнены в виде двухвалковых дробилок с гладкими валками, в каждой из которых один из валков подпружинен и установлен с возможностью колебания в горизонтальной плоскости, а второй валок закреплен жестко, при этом валки установлены с возможностью обеспечения разной скорости вращения. Зазор между валками двухвалковых дробилок в каждом агрегате уменьшается от одного агрегата к последующему Устройства 3, 6, 9 для транспортировки шлака выполнены в виде транспортерной ленты. Устройства 4, 7, 10

выполнены, например, в виде виброгрохотов. Устройство 11 для транспортировки металла выполнено в виде транспортерной ленты. Подвесной сепаратор 10 выполнен с регулируемой величиной магнитного поля.

Установка для переработки отвальных металлургических шлаков, в частности шлаков производства нержавеющей стали, работает следующим образом.

Отвальный металлургический шлак, в частности шлак производства нержавеющей стали, любым погрузочным устройством, которое выбирают в зависимости от заданной производительности переработки (на чертеже не показано) подают в устройство 1 для загрузки шлака, выполненное в виде бункера с питателем, который также выбирают в зависимости от заданной производительности переработки. Из устройства 1 для загрузки шлака шлак поступает в устройство 2 для дробления, выполненное в виде щековой дробилки, в которой производится предварительное дробление. Размер выходной щели щековой дробилки составляет 40 мм. Соответственно, после дробления будет получено примерно 70% фракции 40 мм, остальные 30% будут составлять фракции от 40 мм до 70 мм. Далее измельченный шлак по устройству 3 для транспортировки шлака поступает в устройство 4 для классификации частиц по фракциям, выполненное в виде виброгрохота, тип которого выбирается в зависимости от заданной производительности переработки. На данном этапе осуществляется выделение частиц металла, которые представляют собой смесь частиц нержавеющей стали и частиц черного металла, фракции крупнее 70 мм. Отобранный металл поступает на устройство 11 для транспортировки металла. Оставшийся после классификации шлак поступает в устройство 5 для дробления, выполненное в виде двухвалковой дробилки с гладкими валками, в которой один из валков подпружинен и установлен с возможностью колебания в горизонтальной плоскости, а второй валок закреплен жестко, при этом валки установлены с возможностью обеспечения разной скорости вращения. Экспериментально

установлено, что самый высокий технический результат достигается, когда скорость вращения подпружиненного валка на 15-20% превышает скорость вращения закрепленного жестко валка. Типоразмер двухвалковой дробилки выбирается в зависимости от поступающей фракции шлака и заданной производительности переработки. Зазор между валками составляет 20 мм. В двухвалковой дробилке шлак разрушается, а металл прокатывается. В двухвалковой дробилке, например типа ДГ 1500×600, создается давление 350 МПа, что обеспечивает прокатку металла до толщины 15-20 мм, что установлено неоднократными испытаниями заявляемой установки. Благодаря тому, что один из валков подпружинен и установлен с возможностью колебания в горизонтальной плоскости, а второй валок закреплен жестко, при попадании частиц максимальной фракции 60 мм они сплющиваются до толщины 40 мм, далее валки расходятся и пропускают эти частицы. По устройству 6 для транспортировки разрушившийся шлак и пластинки металла поступают в устройство 7 для классификации частиц по фракциям, выполненное в виде виброгрохота, величина ячеек которого составляет 40 мм. Отобранный металл поступает на устройство 11 для транспортировки металла, а шлак поступает в устройство 8 для дробления. Зазор между валками составляет 1 мм. В устройстве 8 шлак разрушается, а металл прокатывается. По устройству 9 для транспортировки разрушившийся шлак и пластинки металла поступают в устройство 10 для классификации частиц по фракциям, выполненное в виде виброгрохота, величина ячеек которого составляет 5 мм. Из устройства 10 для классификации металл поступает на устройство 11 для транспортировки металла, а шлак уходит в подрешеточный продукт. На устройстве 11 для транспортировки металла с помощью установленного над ним магнитного сепаратора 12 происходит разделение черного металла и нержавеющей стали. Извлеченный металл после предварительной очистки или без нее брикетируют и отправляют на

металлургические предприятия для дальнейшего использования, а шлак может быть использован в строительном производстве.

Заявляемая установка для переработки отвальных металлургических шлаков, в частности шлаков производства нержавеющей стали, может при необходимости содержать большее количество агрегатов, например, в случае необходимости извлечения металла большей чистоты, а также снижения нагрузки на предыдущие двухвалковые дробилки. В зависимости от крупности кусков шлака устанавливаемые между валками двухвалковых дробилок зазоры могут отличаться от приведенных в примере работы установки. Если переработке подлежит шлак с большей или меньшей фракцией, зазор между валками двухвалковой дробилки устанавливают соответственно большим или меньшим. При необходимости дробление и классификация могут осуществляться в три и более этапов. Производительность установки может быть увеличена за счет использования на последнем этапе дробления параллельных двухвалковых дробилок.

Степень извлечения нержавеющей стали из отвальных металлургических шлаков составляет 92,5-98%, черных металлов - 95-98%.

Заявляемая установка для переработки отвальных металлургических шлаков, в частности шлаков производства нержавеющей стали, может быть выполнена с использованием известных устройств, которые приведены, например, в "Атласе оборудования, используемого в горнорудной промышленности", издательство завода "Механобр", 1961 г.

Для предварительного дробления шлака может быть использована щековая дробилка СМД 109А.

Для последующих дроблений шлака могут быть использованы двухвалковые дробилки с гладкими валками ДГ 1500×600.

Claims (3)

1. Установка для переработки отвальных металлургических шлаков, в частности шлаков производства нержавеющей стали, включающая устройство для загрузки шлака, магнитный сепаратор для отбора ферромагнитных частиц из транспортируемого сырья, и, по крайней мере, два последовательно установленных в технологическую линию агрегата, каждый из которых состоит из устройства для дробления, устройства для транспортировки шлака, устройства для классификации частиц по фракциям, при этом устройства для классификации частиц по фракциям выполнены с ячейками, величина которых уменьшается от первого агрегата к последующему, отличающаяся тем, что установка дополнительно содержит устройство для транспортировки металла, расположенное на выходе устройств для классификации частиц по фракциям, при этом в качестве устройства для дробления первый агрегат содержит щековую дробилку, каждый последующий агрегат - двухвалковую дробилку с гладкими валками, причем зазор между валками двухвалковых дробилок в каждом агрегате уменьшается от одного агрегата к последующему, а магнитный сепаратор установлен над устройством для транспортировки металла.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что в двухвалковых дробилках валки установлены с возможностью обеспечения разной скорости вращения.

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что в качестве магнитного сепаратора используют подвесной сепаратор с регулируемой величиной магнитного поля.