загрузка...
загрузка...
На головну

ПЕРЕРОБКА І УТИЛІЗАЦІЯ ШЛАКІВ

  1. ГЛАВА 21. ХІМІЧНА ПЕРЕРАБОТКА АРОМАТИЧНИХ І Нафтенові УГЛЕВОДОРОДОВ
  2. Багатокомпонентні цементи з мінеральними добавками і шлакові цементи
  3. Відволікання І УТИЛІЗАЦІЯ СВІДОМОСТІ
  4. ПЕРЕРОБКА ВІДХОДІВ СУМІЖНИХ виробництв
  5. Прийом і переробка інформації в зоровій системі
  6. Зварювання під шлаковой захистом, під флюсом (в тому числі автоматичне зварювання під флюсом) запропонував і здійснив

Шлакопереробки і утилізація металургійних шлаків отримали в світі широке поширення. На сучасних металургійних заводах не тільки утилізуються всі утворюються шлаки, а й поступово розробляються і старі шлакові відвали. У шлакових відвалах на заводах нашої країни ще зберігаються сотні мільйонів тонн шлаку, відвали займають значні площі. Переробка і використання шлаків (і уловленной плавильної пилу) в даний час являють собою самостійну підгалузь металургійного виробництва.

25.13.1. Утилізація шлаків доменного виробництва. Склади доменних шлаків коливаються в досить широких межах. Можна прийняти наступний склад шлаків,%: SiO2 35- 40; А1203 8-17; СаО 40-46; MgO 2-10. Вихід шлаку в залежності від складу шихти та інших факторів коливається від 300 до 600 кг / т чавуну.

Практикою доведено цінність доменного шлаку як сировини. В даний час на всіх металургійних підприємствах організована переробка шлаків в корисну продукцію: гранульований шлак (граншлак), щебінь, пемзу, мінеральну вату, лиття, бруківку та інші вироби, високоглиноземний щебінь.

Найбільшого поширення набула переробка доменного шлаку в гранульований ', на виробництво якого витрачають близько 50% всієї маси доменного шлаку.

З усіх існуючих способів грануляції в металургії використовують в основному три.

1. Мокре гранулювання - на поточну струмінь розплавленого шлаку подають струмінь води, і обидві струменя падають в басейн з водою. В результаті розплавлене речовина (в нашому випадку шлак) розбризкується і ці бризки тверднуть у воді у вигляді дрібних зерен або гранул.

2. Напівсухе гранулювання - розплавлене речовина, змішане із струменем води, подають на обертовий барабан з лопатями, з яких воно відкидається у вигляді крапель. При падінні в повітрі ці краплі тверднуть.

3. Сухе гранулювання - розплавлене речовина гранулируют під впливом стиснутого повітря, азоту або водяної пари.

Доменні граншлака використовують: для часткової заміни природного піску в складі бетонів; як активну мінеральну добавку при виробництві шлакопортландцементу; як сировинний компонент при виробництві цементного клінкеру; для виробництва шлакоблоків (товари народного споживання) і ін.

1 Від лат. granulum - зернятко.

Шлаковий щебінь - другий за обсягом продукт переробки доменних шлаків. Щебінь з доменного шлаку є ефективним заповнювачем для бетону; він покращує деякі технологічні характеристики бетонної суміші. Використовуваний для будівництва та ремонту автомобільних доріг шлаковий щебінь за своїми властивостями не поступається щебеню твердих порід, іноді він їх перевершує.

Шлакову пемзу використовують для виготовлення легких бетонів. Бетон на цьому заповнювачі характеризується більш високою щільністю і меншою теплопровідністю в порівнянні з рівноміцним легким бетоном.

Одними з ефективних теплоізоляційних матеріалів є мінеральна вата і вироби на її основі. Головним сировинним компонентом мі-нераловатной промисловості є кислі доменні шлаки, багаті кремнеземом і глиноземом.

У доменних цехах під час випуску з рідким шлаком захоплюється кілька чавуну у вигляді крапель. Під час транспортування йшла-ковозного ковша краплі чавуну осідають на дно. В окремих випадках в ковшових залишках доменних шлаків вміст металу досягає 5-7%.

З рідких доменних шлаків отримують також різні литі шлакові матеріали та вироби: дорожню бруківку, базальтові труби та ін.

25.13.2. Утилізація шлаків сталеплавильного виробництва.Етапи переробки та утилізації всієї маси утворюються в сталеплавильному виробництві шлаків є обов'язковим елементом безвідходної технології. По-перше, численні шлакові відвали і пов'язані з цим відчуження земельних угідь, утворення пилу, негативний вплив на повітряний і водний басейни шкідливі і екологічно недопустимі; по-друге, утилізація відходів економічно вигідна. Досить зазначити, що тільки чистого металу зі шлаками витягується більше 1 млн. Т на рік.

Основними шляхами утилізації шлаків сталеплавильного виробництва є: 1) витяг металу; 2) отримання железофлюса для вагранок і аглодоменного виробництва; 3) отримання щебеню для дорожнього і промислового будівництва; 4) використання основних шлаків як вапняних добрив (шлаковой борошна) для сільського господарства; 5) використання фосфоровмісних шлаків для одержання добрив для сільського господарства; 6) вторинне використання кінцевих сталеплавильних шлаків.

Сталеплавильні шлаки умовно (маючи на увазі їх подальше використання) можна розбити на кілька підгруп:

а) шлаки, що утворюються в початковий період плавки (цей період часто називають окислювальним). Ці шлаки містять велику кількість оксидів заліза (іноді до 40% від загальної кількості шлаку). Залізо в шлаку може бути у вигляді оксидів FeO і Fe2O3 і у вигляді заплуталися в шлаку корольків заліза. Основность цих шлаків невелика; зазвичай вони викачуються з агрегату після завершення початкового періоду плавки і можуть зберігатися і перероблятися окремо;

б) шлаки, що сформувалися в кінці плавки (кінцеві шлаки). Зазвичай ці шлаки містять дещо меншу кількість заліза і мають більш високе значення основності (CaO / SiO2 = 2,5 - 3,5). При виплавці низьковуглецевої сталі вміст оксидів заліза і в цих шлаках може бути досить високим (15-20%), однак корольків заліза в них значно менше. У дугових печах при проведенні відновного періоду під білим або карбідним шлаком вміст оксидів заліза знижується до <1%, вміст СаО зростає до 55-60%. Кінцеві шлаки можна залишати в агрегаті для використання в наступній плавці або після випуску знову завантажувати в піч;

в) шлаки, що потрапляють в сталераз-заливального ківш з продукції, що випускається сталлю. Ці шлаки в рідкому стані містять незначну кількість заліза. На практиці часто певну кількість металу, що залишився на днище і стінках ковша після закінчення розливання сталі, потрапляє разом зі шлаком в шлакові чаші (це так звані скрапіни). Одержуваний в результаті конгломерат кінцевого шлаку і скрапін металу піддають ретельної обробленні з метою максимального вилучення заліза.

У середньому можна прийняти, що в сталеплавильних шлаках міститься (в перерахунку на чисте) 20-25% заліза, в тому числі 10-15% металевого заліза. Що знаходиться в шлаку металеве залізо ускладнює подальшу переробку шлаку; для його помелу потрібно потужне дробильне обладнання. При подрібненні шлаку до шматків розміром 25-27 мм з нього вдається витягти метал (майже 15% від маси шлаку, що економічно виправдовує всі витрати на помел та витяг).

В окремих випадках використання шлаку сталеплавильного виробництва ще більш ефективно.

1. У тих випадках, коли шлаки містять досить високі концентрації оксидів заліза і марганцю, вони використовуються в якості флюсів для ваграночного і аглодоменного виробництва.

2. У тих випадках, коли шлаки містять досить багато фосфору, вони з успіхом замінюють суперфосфат і широко використовуються в сільському господарстві. Шлаки, що містять багато фосфору, настільки цінні, що сама технологія переділу високофосфористих чавунів побудована таким чином, щоб одночасно отримати і чисту по фосфорі сталь, і можливо більш багатий фосфором шлак.

3. Вискоосновние шлаки використовуються в сільському господарстві для вапнування ґрунтів.

4. При переділі руд, що містять ванадій, одним з елементів технології є короткочасна продування чавуну в конвертері. Ванадій - елемент, що володіє високою спорідненістю до кисню; він окислюється разом з кремнієм, титаном, марганцем на самому початку продувки. Такі чавуни переробляються, наприклад, в конвертерних цехах Чусовського металургійного заводу і Нижнетагильского металургійного комбінату. Щоб підвищити кількість ванадію в образующемся шлаку, вапно на початку операції не завантажується. Таким чином вдається в початковий період продувки отримати шлак, що містить 16-18% V2O5. Цей шлак скачують і направляють на феросплавні заводи для виробництва феррованадия або використовують в чистому вигляді для прямого легування стали (оскільки вапно в конвертери не завантажується, ванадієвий шлак містить дуже мало фосфору і сірки).

5. При переділі чавуну з підвищеним вмістом марганцю утворюються високомарганцевие шлаки; вони можуть бути використані як добавки, що підвищують вміст марганцю в сталі.

6. високоосновної кінцеві шлаки використовуються повторно. Так, наприклад, кінцеві шлаки конвертерного виробництва містять,%: СаО 50-60, Si02 13-15, FeO 10-26, MgO 4-10. Ці шлаки містять також певну кількість вапна, що не встигла за час плавки ошлаковаться. При вторинному використанні такого шлаку витрата вапна знижується, поліпшується шлакообразованіе, підвищується ступінь дефосфорации металу; високоосновні малозалізисті кінцеві шлаки електроплавкі використовуються для позапічної обробки сталі (під час її випуску) з метою десульфурації.

7. У великих масштабах сталеплавильні шлаки використовуються в дорожньому будівництві. Неприємним моментом при цьому бувають випадки реагування з вологою повітря залишилася неошлакованной вапна в шлаку. Властивості і щільність матеріалу при цьому змінюються, і на дорожньому покритті утворюються тріщини. Крім того, розпад основних шлаків обумовлений переходом під час охолодження при 675 ° С силікату (CaO)2-SiO2 з (3 в у-модифікацію зі збільшенням обсягу. Розпад протікає в часі '. Існують стандарти для попередньої оцінки стійкості структури шлакового щебеню проти розпаду. Відомі також способи запобігти цьому явищу, наприклад продувкою рідкого шлаку кисневмісних газом. При подачі кисню двовалентне залізо Fe+2 шлаку окислюється до тривалентного Ре+3 і, взаємодіючи з СаО, утворює ферит кальцію, який не розкладається на повітрі. Використовується також прийом обробки шлаку паром в закритих ємностях протягом 2-3 ч. Оброблений таким чином шлак може бути використаний в будівництві. У більшості випадків використання шлаку в якості будівельного матеріалу передує його витримка в відвалах. Потім шлак подрібнюють і направляють на магнітну сепарацію для вилучення металу. Щебінь з сталеплавильних шлаків є повноцінним замінником гранітного щебеню в бетонних і залізобетонних.

1 Чистий ортосілікат кальцію (СаО)2 - SiCb теоретично складається з 65% СаО та 35% SiO2. Однак склад реальних шлаків відрізняється від складу Двухкальціевий силікату і дійсна температура розпаду реальних шлаків значно нижче 675 ° С.

На ряді металургійних підприємств (Новолипецькому металургійному комбінаті, череповецком «Северсталь», Таганрозькій металургійному заводі і ін.) Створено і діє обладнання для практично 100% -ної переробки шлаків. При цьому отримують значну кількість щебеню, шлаковой борошна, фосфат-шлаку, витягають значна кількість металу. Однак поки що в цілому по країні проблема утилізації шлаків вирішена не повністю: багато конструктивних розробки знаходяться в стадії вирішення. Розробляються технології одержання з шлаків абразивних матеріалів; відпрацьовуються методи сухого та мокрого грануляції рідких сталеплавильних шлаків. Особливо перспективна організація сухої грануляції, при якій одночасно можна вирішити два завдання: посилюючи охорону водного басейну, отримувати нагріте повітря. Слід зазначити розширення використання конвертерних шлаків при виплавці чавуну і у виробництві агломерату. Застосування шлаку супроводжується заміною їм в шихті частини агломерату, сирого вапняку і марганцевої руди; при цьому здешевлюється агломераційна шихта, збільшується продуктивність агломашин і підвищується міцність агломерату.

8. Істотну економію ресурсів отримують при використанні рідких шлаків:

а) в електросталеплавильному виробництві - це практика роботи на «болоті» (в результаті зростає продуктивність, прискорюється шлакообразованіе, досягається економія флюсу, знижується витрата електроенергії);

б) в конвертерному виробництві - при залишенні кінцевого шлаку в печі поліпшується тепловий баланс, прискорюється шлакообразованіе, економиться флюс, знижуються втрати заліза зі шлаком;

в) в конвертерному виробництві - завдяки «раздувкой» шлаку на поверхні футеровки після випуску плавки зростає стійкість футеровки, знижується витрата вогнетривів.

9. Особливо ефективна розробка шлакових відвалів заводів, які виробляють сталь легованих і високолегованих марок. У багатьох випадках для цього не потрібне використання особливо складного устаткування.

Наведемо як приклад організацію розробки шлакових відвалів на заводі «Дніпроспецсталь». Завод виробляв близько 800 марок сталей різних композицій за хімічним складом. При цьому вміст марганцю в сталі окремих марок досягало 30%, хрому - 28, нікелю - 80, ванадію - 3, молібдену - 18, вольфрама- 19, кобальта- 10, міді - 3%.

Все металловідходи за ступенем ле-гірованності і хімічним складом можна розділити на внутрішньозаводські групи. На «Дніпроспецсталі» їх більш ніж 450, включаючи 70 груп легованого брухту. Для використання скрапу на пряму виплавку серійних сталей і навіть на виплавку так званої шихтової болванки потрібна обов'язкова ретельна рассортировка скрапу за хімічним складом.

Практично витяг скрапу ведеться за допомогою кар'єрних екскаваторів, бульдозерів і автосамоскидів.

Витягнутий скрап перевозять в копровий цех; його поділяють на магнітний і немагнітний. Крім того, за габаритами (масі) скрап поділяють на негабаритний (більш 10-15т), габаритний (0,5-10,0 т) і невеликий (0,25-0,5т). Окремо складується скрап, в якому видно сплавлені скрепі-ни різних плавок, а також скрапіни з великою часткою (понад 20%) Невідокремлювані шлаку. Від кожної габаритної і негабаритний скрапіни відрізається проба на хіміко-спектральний контроль в стаціонарній лабораторії. За результатами контролю скрапіне присвоюється група відходів за заводською технологічної інструкції, її зважують. З отриманих даних про хімічний склад, присвоєної групи відходів і масі скрапіна направляється на платформах в сталеплавильний цех для використання при виплавці сталі відповідної марки.

Негабаритний скрап в копровому цеху розрізають за допомогою газокисневих пальників або іншого обладнання.

Відвантаження немагнитного скрапу ведуть в лотках для зручності завантаження в бадді або безпосередньо в оборотні пічні бадді, що перевозяться на лафетах в цех.

Зустрічається також «листковий» скрап і скрап з високим вмістом шлаку. Його переплавляють в дугових печах на шихтові болванку, яка служить в подальшому в якості першокласної шихти, що має гарантований хімічний склад, точну масу і високу щільність. Дрібний магнітний скрап, для якого важко виконати 100% -ний контроль хімічного складу, також використовують для виплавки шихтової болванки.

В результаті в 1999 р з шлакових відвалів було вилучено та направлено в копровий цех 19 570 т скрапу, з яких в дугових печах за цей же час переплавлене 18 370 т. При цьому близько 12 тис. Т склав скрап легованих сталей; велика його частина використана на пряму виплавку. - Накопичений досвід дозволяє істотно раціоналізувати способи як видобутку, так і утилізації скрапу, розрізняється по габаритним розмірам і хімічним складом.

 



Попередня   145   146   147   148   149   150   151   152   153   154   155   156   157   158   159   160   Наступна

ВИДИ ВІДХОДІВ | ТЕХНОГЕННІ ВІДХОДИ | МЕТАЛУРГІЙНИХ АГРЕГАТІВ ДЛЯ ПЕРЕРОБКИ (УТИЛІЗАЦІЇ) ВІДХОДІВ | ПІДГОТОВКА ВІДХОДІВ До ПЕРЕРОБКИ | ТЕХНОЛОГІЧНІ ПРИЙОМИ ПЕРЕРОБКИ ВІДХОДІВ | ВИКОРИСТАННЯ ПРОДУКТІВ, ОТРИМУВАНИХ НА киснева станція | ВИРОБНИЧІ ВІДХОДИ НА ПІДПРИЄМСТВАХ ЧОРНОЇ МЕТАЛУРГІЇ | СУЧАСНИЙ СТАН ВИДІЛЕНЬ І ВИКИДІВ В ОСНОВНИХ підгалузі ЧОРНОЇ МЕТАЛУРГІЇ | В ПРОЦЕСАХ ОТРИМАННЯ ЧАВУНУ | ХІМІЧНОГО тепла газів СТАЛЕПЛАВИЛЬНИХ АГРЕГАТІВ |

загрузка...
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати