Способ получения шлакового сырья

Авторы патента:

РАЙМОНД Х.ЭВАНС

C04B5C03B1 -

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия (11) 604478

Союз Советских

Социалистических

Республик

К ПАТЕНТУ (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 08.01,73(21) 1877125 /29-33 (51) М. Кл.

С 04 В 5/00

С 03 В 1/00 (23) Приоритет (32) 07.01.72

Государственный комитет

Соаета Министров СССР па делам изооретений и открытий (31) 2 1 6000 (33) США (43) Опубликовано 25,04,78,Ьюллетень ¹ 15 (53) УДК 66.046.58: 666. 1. 022 (0 88. 8) (45) Дата опубликования описания ч4 ° 4h, "18

Иностранец

Раймонд Х, Эванс (США) (72) Автор изобретения

Иностранная фирма

Дзе Капюмит Компани" (71) Заявитель (США) (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ШЛАКОВОГО

СЫРЬЯ

Изобретение относится к способу получения сырья из доменного шлака, преиму цественно для производСтва стекла.

Известный состав доменного шлака, используемый в качестве сырья для производства стекла, должен строго контролироваться, поскольку он значительно колеблется даже в течение суток при выходе из одной и той же печи (1).

Наиболее близким по.технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ получения шлакового сырья путем послойной укладки шлака и отбора его из образованного штабеля (2). Однако этот способ не обеспечивает однородности состава сырья.

Цел ью изобретения является обеспечение однородности состава сырья.

Это достигается тем, что горизонтальную и вертикальную укладку порций шлака с размером частиц от 0,6 до 10 см ведут в шахматном порядке, причем перед укладкой каждого последующего горизонтального слоя осуществляют выдержку в естественных условиях в течение не менее одной недели, а отбор шлака из штабеля производят в направлении, перпендикулярном горизонтальным слоям.

На фиг. 1 изображен план горизонтальной укладки порций шлака; на фиг. 2 вЂ” схема вертикальной укладки порций шлака; на фиг. 3 вЂ” схема отбора шлака из штабеля; на фиг. 4 вЂ” 7 график изменений состава шлака.

Доменные шлаки могут быть получены из различных доменных печей и различных мест: шлаки могут быть доставлены из шлаковых ям, в которых их охлаждают с помощью воздуха; шлаки могут быть также и в виде частиц, no(g лученных с помощью погружения шлака в воду; шлак может быть и в виде вспученных частиц, полученных путем воздействия на расплав шлака Водой во время его слива из ковша в яму.

Шлак, подлежащий использованию, подвергают анализу и отбирают из тех.шлаков, которые имеют заранее определенный состав. Состав шлаков, отобранных для использования. предпочтительно следующий, вес. о/о:

31 0г 20 вЂ” 50

А!гОь 2 вЂ” 30

СаО 15 вЂ” 65

20 МО

0 вЂ” 26

ГегО;, О,1 вЂ” 5

МпО 0 вЂ” 13

МагО + КгО 0 вЂ” 5 ОЗ 0 вЂ” 3,0

25 0 вЂ” 3,0

60Н78

Свобо ное железо + магllHTHhIH во одное материал 0,7

Для облегчения отбора шлаков, имеющих состав в указанных пределах, от оператора доменной печи необходимо получить шихтовую книгу, указывающую количество и тип железной руды, кокса, известняка и другого сырья, загружаемого в печь, а также паспорт, показывающий режим работы печи во время образования шлака. Берется также суточный анализ шлака, определяемый металлургическим заводом, который помогает в отборе используемых шлаков и дает предварительное предупреждение о любых значительных ожидаемых изменениях в составе шлака. Информация, полученная из шихтовой книги и анализа шлака, даст возможность определить, являются ли любые изменения в составе шлака временными или постоянными, следует ли принять или забраковать часть или весь шлак, полученный в любой доменной печи. Шлак также подвергается осмотру, чтобы предотвратить включение вредных примесей, например, огнеупорный кирпич, металлический скрап, несгоревший кокс, известняк и т.п. Обычно обнаруживается, что от общего количества выгружаемого из доменной печи шлака, согласно настоящему изобретению, на практике пригодны для использования только 25 /р.

Шлаки, приемлемые по составу для дальнейшего производства, удаляют из коллекторной ямы и подвергают дроблению и грохочению для получения шлака с размером частиц от 0,6 до 10 см. Большая часть частиц предпочтительно должна иметь 5 см. Приготовленный таким образом шлак в дальнейшем может пройти через магнитный сепаратор для удаления, по крайней мере, любой части свободного железа или магнитного материала, который содержится в шлаке.

Отобранный и приготовленный шлак транспортируют на складскую площадку и, как показано на фиг. 1, последовательно разгружая, размещают порции шлака в расположенные на определенном расстоянии друг от друга места складской площадки. Таким образом, первая порция шлака может быть размещена на участке 1 складской площадки, вторая порция может быть размещена на участке 2, третья на участке 3 и так далее до тех пор, пока весы отобранный и приготовленный для использования за одни сутки или за одну выгрузку шлак из печи не разместится в расположенных друг от друга местах складской площадки. Согласно этому примеру другие порции отобранного шлака за другие сутки, или в другое время, или от других источников располагают в других расположенных друг от друга местах складской площадки, как показано, например, цифрам и 4, 5, 6 и т.д.

Порции шлака располагают на складской площадке в шахматном порядке так, что те порции шлака, которые получены за одни сутки или имеют тот же состав, располагают на складской площадке в местах, прилегаемых или окружаемых другими порциями различных. по составу шлаков.

Чем больше складская площадка, тем большс потребуется порций шлака, чтобы покрыть площадь склада, но при обычной работе, где складская площадка составляет четыре акра, для того, чтобы занять эту площадь, может потребоваться 160 порций шлака.

Для образования горизонтального слоя практически одинаковой толщины с плоской верхней поверхностью порции, разгружаемые в виде куч, разравнивают. Количество шлака, необходимого для образования слоя, затем регистрируют, а из слоя шлака с расположенных друг от друга многочисленных мест, например

50 или около этого, через порцию берут пробы, соблюдая при этом тщательность получения их одинакового веса. Затем эти пробы полностью перемешивают, смесь подвергают анализу для установления среднего состава шлаков, ксьторые образуют слой. После образования первого слоя 7 другие порции шлака размещают на первый слой и образуют накладывающиеся слои 8 и 9 и т.д. (см. фиг. 2).

Для образования штабеля шлака, пригодного для получения однородного по составу шлакового сырья, по крайней мере, три и предпочтительно восемь или десять слоев шлака размещают друг над другом. Таким образом, в полученном штабеле может содержаться в общем от 30000 <о 50000 тонн шлака.

Чем больше складская площадка, тем большс порций шлака необходимо для получения каждого слоя и тем больше потребуется времени для образования штабеля, состоящего из многочисленных слоев. Таким образом, чтобы подготовить такой штабель шлака потребуется три или четыре месяца. Однако в течение этого времени каждый слой шлака будет подвергаться воздействию климатических условий.

В результате этого, по крайней мере часть сульфидов, содержащихся в шлаке, может превратиться в сульфаты и шлак, первоначально содержащий 0,9 /р сульфидов, может содержать 0,8 /o сульфатов. Любое количество свободного железа во время погодных условий также имеет тенденцию к окислению.

Полученный таким образом штабель шлака будет содержать множество отдельных его порций, отличающихся составом от любой другой порции (соседней к ней или в этом слое, или в любом другом слое над или под ним). Более того, каждая отдельная порция составляет только относительно небольшую часть общего количества, размещенного на складской площадке шлака. Находящийся на складе шлак при необходимости использования удаляют с места его отложения с помощью мощного экскаватора, ковшового погрузчика с опрокидывающимся назад ковшом или им подобным, которые работают с одной стороны штабеля и удаляют шлак в направлении, перпендикулярном горизонтальным слоям заходками относительно горизонтальных слоев, вследствие чего удаляемый шлак будет содержать части многочисленрых порций шлака, которые были использованы для образования штабеля. Таким образом, любой ковш или проба, взятые из образованного нтабеля, фактически включают. десять, двад604478

Пример 3

32,35

14,80

33,00

l7,00

0,27

0,15

0,62

0,35

0,90

Пример 2

37,85

7,10

38,35

14,20

0,30

0,35

0,69

0,17

0,45

Пример 4

38,45

11,10

44,15

2,50

0,25

0,62

0,90

0,30

1,24

Г!ример 1

38,80

9,75

40,60

8,20

0,25

0,50

0,70

0,14

0,75

510 2

А1203 +

СаО

MgO

Fe>O >

МпО

1МагО +

S03

TiO

К о

Охлажденный воздухом

32 17 =0 30%

18 74+ 0 30%

40,84+ 0,30%

-1 13 +-0 20о/о

0 26+0 02%

1,05+ 0,05%

1,07+- 0,10%

0,12 +0,10% (,00 0,05 "/о

Гранулированный

32 04 +- 0 30%

18 68+. 0 30%

40,68 0,30%

4 11+-0 20%

0 26+002%

l,05 0 05%

1,07 0,10%

0,09+ 0,10%

1,40+- 0,05% цать и, возможно, тридцать различных составов шлаков.

Сырье далее обрабатывают для его применения при производстве стекла и с этой целью его нагревают предпочтительно до температуры

150 вЂ” 250 вЂ” 300 F для удаления влажности и истирают или измельчают до размера частицы так, что, согласно американскому стандарту единицы крупности отверстий сита, 95% частиц пройдут отверстие 16 и не более 50% частиц пройдут отверстие сита 100.

Затем материал подвергают интенсивной повторной магнитной сепарации для удаления свободного железа и других магнитных веществ до тех пор, пока сырье не будет содержать по весу не более 0,7% свободного железа и других магнитных веществ. Во время этой операции со шлака также могут быть удалены некоторые связанные с железом углероды.

На практике обычно создают второй, подобный первому, штабель шлака,:,во время удаления шлака из первого штабеля для обработки и его отгрузки, в результате чего будет иметь место непрерывная подача шлака для их последующего технологического процесса.

Обнаружено, что полученное шлаковое сырье обладает значительной однородностью состава. Н фиг. 4 содержание SiO> в каждом слое десятислоевого штабеля по анализу каждого слоя в соответствии с указанной техникой отображено пунктирной линией А, в то время, как количество %02 в полученном сырье согласно анализу при отгрузке отмечено линией В (см. фиг. 4). Количество А!20, в каждом слое представлено пунктирной линией А (фиг. 5), Г1ри изготовлении стекла таким образом, может быть использовано шлаковое сырье известного и однородного состава, которое можно подшихтовывать различными окислителями перед тем, как оно помещается в стекловаренную печь.

Заводу-изготовителю стекла не только даются определенные составы поставляемого отдельВспсненный

ЯО 32 30 +-0 30%

А1203 18,80 0,30%

Сао 41,00+-0,30%

MgO 4 15.+ 0 20о/о

Рег03 0,26+- 0,02%

МпО 1,05 +-0,5о/о

Na0 + K20 1,07 +-0,10%

ЬО, 1,15 0,10%

S 0,55 +0 05% а содержание Аl 03 в готовом сырье, определенное анализом при каждой отгрузке, отмечено линией В. Анализ содержания СаО в слоях и готовом продукте показаны таким же образом на фиг. 6, а содержание MgO в слоях и готовом продукте отображены линиями А и В, соответственно, на фиг. 7.

Так как толщина каждого слоя н количество содержащегося шлака в каждом слое складируемого шлака известны (так же как и его состав в каждом слое), то состав готового продукта быстро определяется, тем самым быстро давая стекольному заводу четкую картину пригодности его использования для того или иного стекла.

Состав любой отдельной пробы сырья, полу ченный таким способом, конечно, будет зависеть от количества и состава порций шлака.

Однако, отбор шлака в каждом случае контролируют так, чтобы получить сырье, которое имеет такой определенный, известный и однородный состав, чтобы количество каждого из основных окислов (Si02, А1203, СаО и MgO) в любой взятой из шлакового сырья пробе нс отклонялся. более, чем на + 0,3 /о, количсство окисла железа (Ге203) +-0,04%. количесTBO окисла марганца + 0,05% количество второстепенных окислов (Na20 и K20) не отклонялось более, чем на +-0,02%, в то время, как количество SO; и сульфида серы не изменялось более, чем на +-0,1%.

Гlолученные таким образом типовые сос3О тавы шлакового сырья могут иметь следукпцие составы: ного шлакового сырья, но также представляк т ся относительные характсристики его. Эта информация существенна и необходима, т. к. состав сырья, полученного из того же шлака при воздушнпм охлаждении, вспенивании и грануляции изменяется, что видно из следующего типичного примера.

604478

Т Г

1 I 1

Фиг. г

Аг. 1

Фиг. д

УБ

1 г Я 4 Б б 7 Ю Я 10

Количество любого шлакового сырья может быть использовано в любом производстве стекла, может изменяться в больших пределах.

Так, на основе используемого в шихте песка может быть использовано наименьшее количество шлакового сырья 0,5%, или может быть использовано в шихте наибольшее его количество 40%. Даже в случае, когда используется небольшое количество шлакового сырья свили в полученном стекле заметно уменьшаются, а необходимая для плавления и очистки стекла температура также уменьшается, при этом на стадии плавления присутствующие в расплавленном стекле сульфаты превращаются в SO>.

При использовании большего количества шлакового сырья себестоимость производства стекла будет еще больше уменьшаться.

Фор,иула изобретения

Способ получения шлакового сырья, преимущественно для стекольной промышленности, путем послойной укладки шлака и отбора его из образованного штабеля, отличающийся тем, что, с целью обеспечения однородности состава сырья, горизонтальную и вертикальную укладку порций шлака с размером частиц от

0,6 до 10 см ведут в шахматном порядке, причем перед укладкой каждого последующего горизонталыюго слоя осуществляют выдержку в естественных условиях в течение не менее одной недели, а отбор шлака из штабеля производят в направлении, перпендикулярном горизонтальным слоям.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. П а те н т С Ш А № 26328, кл. 106 вЂ” 52, 1968.

2. Лукаев Л. П. и др. Шлаковая пемза, М., Издательство литературы по строительству, 1968, с. 31 и 42.

604478

111 2

Фиг. б

1 2 б 4 б b 7 б 9 10

Фиг. 6 а 17

1 2 Я 4 б б 7

Фиг 7

Редактор А.Морозова

Заказ 1925/3