Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ОГНЕННО-ЖИДКОГО ДОМЕННОГО ШЛАКА

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при переработке огненно-жидких доменных шлаков.

Известен способ переработки доменного шлака путем подачи шлакового расплава в траншею, охлаждение на воздухе 20-30 мин, охлаждение водой до 50-60°С 25-35 мин, выдержку на воздухе до полного удаления металла могут осуществлять и при подаче шлакового расплава в траншею и после переработки доменного шлака (Романенко А.Г. Металлургические шлаки, М., Металлургия, 1977, с. 97-100).

Недостатки этого способа заключаются в обильном образовании пара, содержащего сероводород и сернистый ангидрид. Это ухудшает санитарно-гигиенические условия труда.

Наиболее близким аналогом является способ переработки доменного шлака, преимущественно ковшовых остатков путем подачи его в траншею, охлаждения на воздухе 10-20 мин, охлаждения водой при расходе 0,3-0,8 м³ на тонну доменного шлака 10-30 мин при одновременном перемешивании, после чего перед отделением металла в траншею подают отвальный шлак и перемешивают весь массив шлака 10-20 мин. При этом отвальный шлак подают в траншею в количестве 10-50% от общей массы шлака (SU 881032, опубл. 15.11.1981).

Недостатком данного способа является газовые выбросы в атмосферу сероводорода и сернистого ангидрида, которые выделяются при охлаждение шлака водой.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение экологической чистоты процесса переработки огненно-жидкого доменного шлака за счет снижения газовых выбросов.

Для решения поставленной технической задачи в способе переработки огненно-жидкого доменного шлака, включающем послойный слив шлака в траншею, охлаждение массива шлака, выемку шлакового массива, укладку в штабель и перелопачивание, согласно изобретению слив шлака осуществляют на подсыпку из холодного доменного шлака до образования им массива толщиной 0,3-1,5 м, охлаждение осуществляют на воздухе в течение не менее 10 часов, перелопачивание осуществляют в течение не менее 10 часов до температуры шлакового массива не более 100°С. Кроме того, слив шлака осуществляют на подсыпку из холодного доменного шлака фракции от 0 до 700 мм и толщиной слоя до 0,8 м.

Сущность технического решения заключается в следующем.

Слив шлака на подсыпку из холодного доменного шлака осуществляют до образования им массива толщиной 0,3 -1,5 м. Заявленные пределы по толщине слоя определены экспериментальным путем в результате промышленных испытаний. При толщине свыше 1,5 м значительно повышается трудоемкость выемки массива шлака из траншеи и увеличивается количество негабаритного шлака, что затрудняет его последующую переработку. Слив шлака до образования им массива толщиной менее 0,3 м нецелесообразно, т.к. в этом случае ухудшаются прочностные характеристики шлака, в результате снижается качество получаемого щебня при переработке шлака на дробильно-сортировочной установке.

Продолжительность охлаждения шлакового массива на воздухе влияет на его прочность и фракционный состав после его выемки из траншеи. Охлаждение массива шлака на воздухе в течение не менее 10 часов позволяет снизить температуру поверхности слитого шлака до температуры 100°С, а внутри массива до 600-700°С, при этом шлак полностью переходит из жидкого состояния в твердую фазу. Охлаждение массива шлака менее 10 часов не позволяет гарантированно достичь температуры поверхности шлака 100°С, а внутри массива 600-700°С, что увеличивает тепловые нагрузки на погрузочную технику и ведет к снижению ресурса данной техники.

Для повышения скорости охлаждения осуществляют выемку шлакового массива, укладку его в штабель и перелопачивание в течение не менее 10 часов до температуры шлакового массива не более 100°С. Перелопачивание в течение заявленного диапазона позволяет достичь оптимальной температуры шлака, необходимой для его дальнейшей переработки на дробильно-сортировочной установке с целью получения фракционированного щебня. Перелопачивание массива шлака в течении менее 10 часов не позволяет гарантированно снизить температуру шлака до не более 100°С, что создает угрозу возгорания оборудования дробильно-сортировочной установки при переработке такого материала.

Кроме того, до начала слива шлака, зона слива шлака отсыпается холодным разрыхленным доменным шлаком фракции от 0 до 700 мм и толщиной не более 0,8 м. Это позволяет облегчить выемку шлакового массива из траншеи, увеличить срок службы ковшей погрузочной техники. Фракция доменного шлака от 0 до 700 мм образуется при переработке доменного шлака предлагаемым способом. Поэтому целесообразно использовать его в качестве подсыпки. Толщина слоя подсыпки определена опытным путем. Слив шлака на подсыпку толщиной более 0,8 м нецелесообразно, т.к. ведет к перерасходу шлака.

Применение способа поясняется примером его реализации при переработке доменного шлака. Доменный шлак перевозили в жидком состоянии в ковшах к месту слива. Место слива засыпали холодным доменном шлаком фракции от 0 до 700 мм при толщине подсыпки 0,4-0,7 м. В подготовленную зону сливали доменный шлак до образования толщины слитого массива шлака 0,3-1,5 м. Далее охлаждали массив шлака в течение 12-16 часов, производили выемку шлакового массива, укладывали в штабель и осуществляли перелопачивание. Перелопачивание осуществляли в течение 12-16 часов при помощи фронтального погрузчика в теплозащищенном исполнении. В результате переработки температура шлакового массива не превышала 100°С.

Таким образом, достигается высокая интенсивность процесса охлаждения и распада шлака. Охлаждение шлака в этих условиях приводит к исключению выбросов соединений серы и, следовательно, позволяет повысить экологическую чистоту процесса переработки огненно-жидкого доменного шлака.

С момента использования предложенного способа превышение ПДК выбросов по сероводороду на границах санитарно-защитной зоны зафиксировано не было.