24. Роль шлаков в металлургических процессах

1. Регламентируют тепломассообмен (температура и состав шлака)

2. Питают ванну жидкого металла кислородом, регулируя ход процесса в сторону окисления или восстановления.

3. защищают жидкий метал от окисления, поглащения азота, водорода

4. Рафинируют его от вредных примесей серы, фосфора и неметаллических включений

5. Сводят к минимуму угар и механические потери металла

25. Доменные шлаки

Образуются в результате плавления пустой породы руд, флюсов и золы кокса. Состав и физические свойства доменного шлака зависят:

- от химического и минерального состава пустой породы;

- золы кокса;

- от содержания серы в шихте;

- от характера процесса восстановления и теплового состояния печи;

-марки выплавляемого чугуна.

Удельный выход доменного шлака уменьшается:

- при использовании обогащения железорудного сырья с меньшим соде-ем SiO₂;

- с заменой кокса на низкозольные топлива, а также расхода за счет использования ПУТ.

Доменный шлак состоит более, чем из 15-ти компонентов. В заводской практике при полном анализе шлака определяют 7 компонентов (SiO₂, Al₂О₃, CaO, MgО, MnO, FeO и S). В некоторых случаях в шлаке могут содержаться Na₂O, K₂O, BaO, TiO₂ Cr₂O₃.

Температура шлака на выходе из доменной печи составляет 1450-1550^оС. По химическому составу шлак подразделяется на: кислые, основные, нейтральные.

Доменный шлак высокосернистый и содержит процент массовый:

; ; ; ; М₀=1,12-1,26

В основном шлак в разломе имеет светлую каменевидную поверхность.

Переработка металлургических шлаков. Жидкие шлаки могут перерабатываться непосредственно у металлургических агрегатов или выпускаться в шлаковой чаше и доставляться на отдельно шлаково-перерабатывающие участки. Направление используемых шлаков зависит в первую очередь от их химического состава.

Переработка шлаков:

1. В твердом состоянии:

- дробление (свободный продукт для металлургии);

- классификация (щебень и песок, шлакоминералы, активные смеси);

- магнитная сепарация (металл, шлаковая известковая мука);

- помол (фосфатшлак).

2. В жидком состоянии:

-грануляция (граншлак, шлаковая пемза);

-вспушивание (щебень м песок, литые изделия, высокоглиноземистый шлак);

-размывание, кристаллизация (щебень м песок, литые изделия, высокоглиноземистый шлак);

-волокнообразование (минеральная вата, использование ведущего элемента, высокоглиноземистый шлак);

-переплав (клинкер, оборотный продукт для металлургии);

-окускование для металлургии ЖСО (оборотный продукт для металлургии).

26. Продукция из доменных шлаков. Гранулированный шлак

Гранулированый шлак. Грануляция - процесс переработки шлакового расплава в остеклованные гранулы по средствам резкого охлаждения водой, паром, воздухом или другим газом. Грануляция расплава может производиться непосредственно у плавильного агрегата - припечная, на отдельных установках с транспортировкой шлака к ним в чашу. Способы грануляции позволяют при сравнительно небольших капитальных затратах обеспечить переработку значительного кол-ва шлака. Припечная грануляция дает возможность локализовать и обезвредить парогазовые выбросы и обеспечить полную переработку шлака в жидком виде.

В зависимости от расходов воды различают 3 воды грануляции: мокрая, полусухая, сухая.

Виды мокрой грануляции:

1. бассейновая (центральные и припечные установки);

2. желобная:

Гидрожелобной способ заключается в дроблении расплава ограниченным количеством воды, подаваемой на желоб длиной 6-12 м куда сливается расплав из ковша. Обезвоживание шлака происходит на площадке. При бассейновом способе шлаковый расплав сливается из чаши в бассейн с водой по наклонному желобу. Для одновременного слива из нескольких чаш бассейн разделяют на секции. На припечных установках дробление расплавов осуществляется в грануляторе, состоящей из короткого лотка и гидронасадки. Обезвоживание гранул осуществляется в бункерах с фильтрующими решетками и дообезвоживание - на открытых складах.

За рубежом наиболее распространенным способом грануляции шлака на отдельно стоящих установках явл-ся полусухой. Таким способом (полусухой гидрожелобной) способом производится основная масса граншлака Украины ( около 80% ).

Основные недостатки грануляции мокрым споособом: а) значительное выделение в атмосферу водяных паров и сернистых газов;

б) трудности работы в зимний период из-за обледенения ж/д путей и конструкций.

Снижение выбросов сернистых газов возможно при добавлении в грануляционный бассейн известкового молока.

Грануляция шлака на припечных установках. Технологический цикл:

1. Выпускаемый из печи шлак поступает в гидрожелоб, куда попадает вода для грануляции.

2. Шлаководная пульпа скапливается в приемном бункере, затем насосом перекачивается в бункера с конической нижней частью, стенки и дно кот-рых перфорированы.

3. Фильтрация воды осуществляется через слой граншлака, которая после фильтрации вновь поступает в процесс.

Над приемным бункером установлен зонт с вытяжной трубой для вытяжки пара.

Насосы обладают высокой износостойкостью, а их отдельные части легко заменяются.

Достоинства:

1. установки не требуют больших площадей;

2. обеспечивает переработку всех типов шлаков;

3. обеспечивает локализацию и отвод токсичной парогазовой смеси.

Недостатки:

1. вследствие цементации шлака затруднятся обслуживание систем оборотного водоснабжения и оборудования;

2. влажность граншлака поступающего на склад, составляет около 15-20%, что затрудняет работу зимой;

3. не решены вопросы обезвреживания паро-газовых выбросов.