Электронная библиотека магистра ДонНТУ Рутковской Н.Л.

По материалам научно-технической конференции студентов и молодых ученых физико-металлургического факультета ДонНТУ (23-25 мая 2007г.)

ЭФФЕКТИВНОСТЬ  ИСПОЛЬЗОВАНИЯ  КОНВЕРТЕРНЫХ  ШЛАКОВ ВЗАМЕН  ИЗВЕСТНЯКА

Рутковская Н.Л. (ЭКМ-06м)^*

Из сталеплавильных шлаков для использования в качестве оборотного продукта в металлургическом переделе наибольший интерес представляет шлак конвертерного производства. Конвертерный шлак имеет в своем составе ценные для металлургического передела такие компоненты как CaO, MgO, MnO, CaF₂, Al₂O₃, FeO.Кроме того, в конвертерном шлаке текущего производства содержится от 3 до 9 % железа в виде «корольков».

Основность конечного конвертерного шлака находится на уровне 2,8 – 3,5, а содержание СаО в известняке и в конвертерном шлаке находится примерно на одном уровне (46 – 52 %). Это позволяет использовать конвертерный шлак взамен известняка в печах и вагранках литейных цехов.

Как показывают термодинамические расчеты, затраты тепла на диссоциацию известняка и получение шлакового расплава примерно в 1,5-1,7 раза больше, чем при применении конвертерного шлака.

Если учесть еще и то, что известняк природный материал, запасы которого, в конечном счете, ограничены, а конвертерный шлак является отходом производства, преимущество его использования в металлургическом переделе вместо известняка бесспорно.

Переработка конвертерного шлака текущего производства производится на стационарном участке шлакопереработки с использованием способа термодробления. Предусмотрена раздельная переработка жидкого шлака и ковшевых остатков. К технологии первичной переработки конвертерных шлаков на стационарном участке относится:

- транспортировка шлака на участок;

- слив шлака в ямы-траншеи;

- передвижение шлаковозов в секцию для выбивки ковшевых остатков и выбивка последних;

- термодробление и охлаждение шлака водой;

- разработка остывшего шлака экскаватором;

- извлечение крупногабаритного скрапа;

- транспортировка остывшего шлака автотранспортом на дробильно-сортировочный участок.

Стационарный участок шлакопереработки жидких конвертерных шлаков включает два постановочных (левый и правый) железнодорожных пути, укрепленных на слябах, четыре ямы-секции для жидкого шлака, расположенные в тупиковой части, и две секции разработки коржей, расположенных симметрично относительно постановочных железнодорожных путей.

На стационарный участок шлакопереработки направляется жидкий шлак только из конвертеров. Слив шлака из конвертеров производится в чистые, подготовленные чаши без боя кирпича, производственного мусора, скрапа и других отходов. Заполненные шлаком чаши в максимально короткие сроки (чтобы количество жидкого шлака в чаше к моменту кантовки было не менее 50 %) поступают на стационарный участок.

Технология термодробления включает послойную заливку жидкого шлака до глубины слоя шлака 1,5 – 2 м в специальные секции, орошение водой с расходом 0,1 – 0,15 м³/тч на 1м² площади после кантовки каждой порции шлака. В ямах-секциях термодробленный шлак разрабатывается экскаватором и отгружается или непосредственно в авто самосвалы или формируется во временный штабель. Фракционный состав термодробленного шлака допускает прямую загрузку шлака в доменные печи без дополнительного дробления.

Термодробленный конвертерный шлак может использоваться в шихте доменных печей и вагранок; грубодробленые ковшовые остатки могут использоваться в шихте доменных печей , а также после дробления на ДСУ-200 – в агломерационной шихте (фракция < 10 мм).

Отгружается потребителям термодробленый шлак, по химическому составу должен иметь СаО не менее 45 %, SiO₂ не более 20 %, Fe_общ не менее 10 %, влажность не более 7 %. Содержание посторонних примесей не должно превышать 5 %.

Опыт работы Енакиевского металлургического завода показывает, что в аглошихте можно использовать конвертерный шлак фракции 0-10 мм с расходом 30-50 кг/т агломерата без ухудшения технико-экономических показателей работы аглофабрики. В доменные печи и вагранки литейных цехов отправляется конвертерный шлак фракции 10-40 мм. При использовании конвертерного шлака в мартеновских печах вместо известняка за счет более раннего шлакообразования наблюдается более полное удаление фосфора в шлак.

Таким образом, с экономической и экологической точек зрения использование конвертерного шлака взамен известняка в металлургическом переделе очень выгодно, так как позволит снизить расход природных шихтовых материалов и кокса, а также сократить выбросы углекислого газа и пыли. А это, в свою очередь, позволит улучшить экологическую обстановку в регионе.