Доменные шлаки являются хорошим сырьем для производства различных изоляционных и строительных материалов, в том числе цемента. В связи с этим они подвергаются грануляции, способы которой разделяются на сухой, воздушный, полусухой и мокрый. По месту производства она разделяется на внедоменную и припечную. Припечная грануляция шлака получила развитие в отечественном производстве при строительстве мощных доменных печей и считается в настоящее время наиболее рациональным видом переработки шлака. Она исключает из эксплуатации парк шлаковозных ковшей, что значительно упрощает организацию и удешевляет производство.

В настоящее время внедоменная грануляция сохраняется только для печей постройки 30-60-х годов. Наиболее часто применяют водоструйную грануляцию путем рыхления шлака струями воды в желобах через специальные насадки с давлением 7-8 ат и расходом воды до 3 м 3 /т шлака. Желоба делают длиной до 10 и шириной примерно 0,8 м с уклоном 3°. Пропускная способность до 3,5 т/мин.

Современные доменные печи с круглыми литейными дворами оборудуют двумя гранустановками, по одной на каждые две чугунные летки. Установки обслуживают общей воздуходувной станцией, системой конвейеров и складским хозяйством. Каждая установка имеет две технологические линии, из которых одна резервная. Схема установки приведена на рис. 1. Шлак из доменной печи, стекая по желобу 4 на поток воды гранулятора 3, дробится и, попадая в бункер-отстойник 2, охлаждается. Образующийся при этом пар отводится по трубе 7.

Уровень воды в бункере 2 постоянный, так как излишек отводится в камеру оборотной воды 1, откуда эрлифтом 5, состоящим из воздуховода, воздушной насадки, подъемной трубы, сепаратора, напорного бака би трубы для сброса отработанного воздуха и излишков воды, подается вновь на грануляцию. Под действием воздуха, подаваемого трубой 12, шлак из колодца 14 эрлифтом 13 перекачивается (при отношении твердого к жидкому 1: 2) в сепаратор и далее самотеком поступает в обезвоживатель 8 карусельного типа, состоящий из 16 секций с сетчатыми днищами. Обезвоживатель вращается и каждая секция последовательно заполняется пульпой, вода из которой отфильтровывается через сетчатое днище, после чего шлак разгружается в бункер сушки 9. Отфильтрованная вода переливается в кольцевой водосборник 10, откуда поступает в отстойник 2. Шлак в бункере 9 имеет температуру около 90 °С. Дополнительное снижение влажности и температуры производится продувкой в бункере воздухом, после чего обезвоженный и охлажденный шлак выгружается на транспортер 11 и подается на склад или погружается в вагоны. Отработанный в эрлифте и бункере сушки воздух удаляется через трубу в атмосферу.

Малогабаритная придоменная грануляция шлака «Тулачермет». В 1994 г. введена в эксплуатацию первая в России малогабаритная установка придоменной грануляции (МГУПГШ), построенная по проекту ОАО «Гипромез» для доменной печи № З АК «Тулачермет».

МГУПГШ в составе двух независимых технологических линий (одна рабочая, другая - резервная) занимает в плане площадь 24 х 16,5 м. Она примерно в 3 раза меньше, чем построенные и эксплуатируемые в настоящее время установки на доменных печах HJ1MK, Северсталь, Криворожсталь, а также на заводах в Дунгапуре (Индия) и Бокоро (Китай). Новой установке не требуется заглубление для бассейна с водой, достигающее 15 м на типовых установках. За счет высокого давления воды и других новых конструктивных элементов МГУПГШ позволяет перейти на 100% придоменную переработку шлака практически любого состава. Это полностью исключает вывоз шлака в отвалы и позволяет отказаться от парка шлаковозных ковшей.

В 1998 г. введен в эксплуатацию комплекс с тремя МГУПГШ на доменной печи № 3 объемом 2560 м 3 Таншаньского металлургического комбината (Китай). В настоящее время весь шлак этой печи полностью гранулируется на МГУПГШ без использования шлаковозных ковшей.

Придоменная установка шлака позволяет сократить неорганизованные выбросы в атмосферу H 2 S и S0 2 .

Сущность изобретения: устройство содержит барабан в виде толстостенного цилиндра с системой охлаждения, привод вращения барабана и бункер для гранулированного шлака. Барабан расположен над подложкой, выполненной в виде плиты с гладкой поверхностью. Система охлаждения выполнена в виде группы сопл, расположенных по касательной к барабану по направлению к зазору между барабаном и подложкой, другая группа сопл установлена на уровне подложки симметрично по обе стороны торцев барабана и направлена к центру подложки в сторону бункера. 2 ил.

Изобретение относится к металлургии, в частности к устройствам для переработки шлаков черной металлургии в гранулы. Известна установка для грануляции огненно-жидких шлаков, содержащая барабан, выполненный в виде усеченного конуса, желоб, бункер и дробилку шлака

Одной из причин, препятствующих использованию установки, является сложность ее конструкции. Необходимость синхронизации всех узлов снижает надежность работы установки. Наличие системы желобов для подачи расплава шлака также усложняет конструкцию, так как желоба крепятся к вращающейся крышке. Кроме того, привод молотковой дробилки осуществляется через крышку, а суммарное вращение крышки и дробилки не позволяет увеличить скорость вращения, необходимую для повышения производительности. Наиболее близким техническим решением к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для сухой грануляции жидкого шлака, содержащее барабан с системой охлаждения, привод вращения барабана и бункер для гранулированного шлака

Причинами, препятствующими использованию известного устройства на предприятии, являются его сложная конструкция, наличие двух барабанов, связанных общим и последовательным трубопроводом с теплоносителем, что ухудшает охлаждение шлака поверхностью второго барабана. Выполнение внутренних желобов в барабанах усложняет конструкцию в изготовлении и эксплуатации. Наличие ванны со шлаковым расплавом и медленно вращающимися барабанами способствует залипанию установки остывшим шлаком, затруднена очистка ванны. При этом установка, в которой скорость барабанов 5-15 об/мин, является низкопроизводительной. Основной задачей изобретения является упрощение конструкции устройства и повышение его производительности. Кроме того, изобретение так ставит задачей создать устройство, способное эффективно гранулировать шлак различного состава при больших скоростях вращения барабана (обработки), а также создать устройство, надежное в эксплуатации и обеспечивающее экономию энергии. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для сухой грануляции жидкого шлака, содержащем барабан с системой охлаждения, привод вращения барабана и бункер для гранулированного шлака, барабан выполнен в виде толстостенного цилиндра, расположенного над подложкой, выполненной в виде плиты с гладкой поверхностью, а система охлаждения выполнена в виде группы сопл, расположенных по касательной к барабану по направлению к зазору между барабаном и подложкой, другая группа сопл установлена на уровне подложки симметрично по обе стороны торцев барабана и направлена к центру подложки в сторону бункера. На фиг.1 показано устройство, вид сбоку; на фиг.2 то же, вид сверху. Устройство для сухой грануляции жидкого шлака состоит из вращающегося барабана 1 (привод не показан), выполненного в виде толстостенного цилиндра. Барабан 1 размещен с зазором над подложкой 2, представляющей собой плиту с гладкой поверхностью. Навстречу вращению барабана 1 и по касательной к нему расположены в ряд сопла 3 с направлением струи к зазору между барабаном 1 и подложкой 2. С противоположной стороны соплам 3 размещен желоб 4 для слива жидкого шлака. Бурты 5 на подложке 2 служат для предотвращения растекания шлака из рабочей зоны устройства при внезапном увеличении объема сливаемого шлака. Группа сопл 6 расположена на уровне подложки 2 симметрично по обе стороны торцев барабана 1 и направлена к центру подложки 2 в сторону бункера 7, расположенного под подложкой 2. Работает устройство следующим образом. Жидкий шлак из желоба 4 поступает на подложку 2 под барабан 1, вращающийся со скоростью, например, не менее 300-500 об/мин при радиусе барабана 600 мм. Скорость вращения барабана регулируется от привода и зависит от вязкости шлака. Зазор между подложкой 2 и барабаном 1 регулируется в зависимости от свойств шлака и потребных размеров гранул. В момент поступления шлака в зазор барабан 1 ударяет по массе шлака, со скоростью проталкивает ее в зазор, разбивает на отдельные части массу шлака, так как вся толщина в зазоре разбивается сразу и захватывается, а величина зазора такова, что не остается на подложке необработанного слоя. Образование гранул происходит за счет разрыва массы и ее отбрасывания центробежной силой от барабана 1. Как только образующая гранула выходит из зазора и начинает отрываться от поверхности барабана, она попадает под действие струи сжатого воздуха из сопл 3. Струя воздуха резко отсекает гранулы от барабана 1, не позволяя образовываться нити шлака. В это время гранула окончательно формируется, частично охлаждается и попадает на подложку 2 и тут же попадает под струю воздуха из группы сопл 6, которые без промедления сдувают ее в бункер 7. Переработка шлака идет непрерывно, не скапливая большой массы расплава в непереработанном виде на подложке, а также готового гранулята на ней. Так как скорость барабана 1 значительна, обеспечивается непрерывный цикл работы, охлаждение гранул, их качество по форме и размерам. Устройство просто в изготовлении, надежно в эксплуатации, обладает высокой производительностью и может применяться в цехах различных мощностей, поскольку использование устройства имеет ряд преимуществ, заключающихся в том, что упрощаются конструкция и эксплуатация устройства за счет исключения принудительного охлаждения. Функцию охлаждения выполняют барабан, подложка и сопла. Кроме того, барабан, гладкая поверхность подложки и вторая группа сопл выполняют транспортную функцию, перемещая шлак и гранулы в бункер. Все это также ведет к упрощению конструкции и эксплуатации устройства, снижает потребление энергии. Компоновка узлов устройства решает вопрос наименьшего соприкосновения их с жидким шлаком, что позволяет увеличить скорость вращения барабана, т.е. повысить производительность и долговечность работы узлов. Конструктивное выполнение узлов просто в изготовлении. Сопла, расположенные по касательной к барабану, позволяют отсекать образующиеся гранулы шлака от барабана и предотвращают появление нитей, что дает чистый гранулят, не загрязненный волокнами. А наличие второй группы сопл обеспечивает своевременную и непрерывную очистку рабочей зоны от готовых гранул, что повышает надежность и производительность работы устройства.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СУХОЙ ГРАНУЛЯЦИИ ЖИДКОГО ШЛАКА, содержащее барабан с системой охлаждения, привод вращения барабана и бункер для гранулированного шлака, отличающееся тем, что барабан выполнен в виде толстостенного цилиндра, расположенного над подложкой, выполненной в виде плиты с гладкой поверхностью, а система охлаждения выполнена в виде группы сопл, расположенных по касательной к барабану по направлению к зазору между барабаном и подложкой, другая группа сопл установлена на уровне подложки симметрично по обе стороны торцов барабана и направлена к центру подложки в сторону бункера.
Article Index
Проектирование доменных цехов: устройство и оборудование литейных дворов, разливка чугуна и переработка шлаков
Конструкция горновых желобов
Поворотные желоба
Качающиеся желоба
Оборудование для обслуживания леток
Уборка продуктов плавки
Уборка шлака
Средства для передвижения ковшей
Разливка чугуна
Переработка жидких шлаков
Припечная грануляция
All Pages

Припечная грануляция

Все вновь сооружаемые и при возможности реконструируемые доменные печи должны оснащаться установками припечной грануляции, располагаемыми рядом с литейным двором. Разработано несколько разновидностей подобных установок; их особенностью является размещение грануляторов в закрытом кожухе, что предотвращает выделение в атмосферу образующихся при грануляции паров воды и сернистых газов (в основном сероводорода). Сернистые газы вредны для здоровья и вызывают коррозию оборудования, водяной пар сильно затруднял бы работу персонала печи и вызывал бы зимой обледенение оборудования.

Припечные установки обладают следующими преимуществами по сравнению с отдаленными от доменных печей грануляционными установками: капитальные затраты и эксплуатационные расходы снижаются на 15—30 % прежде всего за счет сокращения большого парка шлаковозов и транспортных средств; обеспечивается более полное использование шлака, поскольку при перевозке в ковшах 15—30% шлака теряется в виде корок, на поверхности и настылей на ковшах; уменьшается численность обслуживающего персонала; обеспечивается взрывобезопасность процесса; работа установки поддается автоматизации; управление всеми механизмами производится со специального пульта управления.

На доменных печах объем 2000 и 2700 м 3 Криворожстали (Украина) эксплуатируют закрытые установки с грануляцией в гидрожелобе.

Более совершенными являются разработанные ВНИИМТ и Гипромезом установки, которыми оборудованы недавно построенные печи объемом, 5000 м 3 (Криворожсталь), 3200 м 3 (НЛМК) и 5500 м 3 (ЧерМК). Применяются две разновидности таких установок, различающиеся способом подачи воды на гранулятор: с помощью насоса (например, установка Криворожстали, рис. 8.3) и эрлифта (установка, НЛМК).

Рис. 8.3. Установка придоменной грануляции шлака

Доменную печь оборудуют двумя такими установками, располагаемыми симметрично с двух противоположных сторон литейного двора, причем, каждая установка имеет две автономные рабочие линии; к одной из них шлак от печи поступает по ответвлению 6а шлакового желоба, а к другой — по ответвлению 6б.

Под желобом 6а расположен гранулятор 5, подающий струи воды под давлением, которые раздробляют стекающий с желоба шлак на гранулы. Смесь воды, пара и гранул поступает в. бункер 1, решетка 4 предотвращает попадание в бункер крупных предметов. Пар и газы поступают в скруббер 7 и выбрасываются через трубу 9 в атмосферу. В скруббер через форсунки 8 подают известкованную воду, которая: поглощает из и газов сернистые соединения.

Шлаководяная пульпа (гранулы шлака с водой) из нижней части бункера 7 поступает в колодец 18 эрлифта, поднимающего ее вверх. Для обеспечения работы эрлифта в нижний конец его подъемной трубы 11 подают воздух, а чуть ниже — воду для взмучивания пульпы. Поднимаемая эрлифтом пульпа попадает в сепаратор 10, где происходит отделение отработанного воздуха, а затем самотеком по наклонному трубопроводу сливается в обезвоживатель 12 карусельного типа, который с помощью привода 14 вращают по направлению стрелки А. Обезвоживатель разделен на шестнадцать отдельных секций 13, имеющих решетчатое откидывающееся дно. Пульпа последовательно поступает в каждую из секций и за время вращения обезвоживателя вода пульп стекает через решетчатое дно секций 13 в водосборник 15, откуда поступает в бункер 1. Днища секций 13 открываются над бункером 17, и гранулы высыпаются в него, где дополнительно осушиваются подаваемым снизу воздухом. Из бункера 17 гранулы попадают на конвейер 16 и далее на склад.

Над карусельным обезвоживателем установлен кожух-паросборник (на рис. 8.3 не показан), из которого пар поступает в скруббер 7. Гранулятор работает на оборотной воде; осветленную воду подают к нему насосом 2 из камеры 3 оборотной воды, куда она переливается из бункера через его край.

Каждая линия установки, а также конвейер тракта уборки гранулированного шлака рассчитаны на прием всего шлака, поступающего от доменной печи во время выпуска. Исходят из того, что средняя интенсивность выхода шлака из печей объемом 1400—1800 м 3 составляет 2—3 т/мин и из печей объемом 2000—5000 м 3 3—5 т/мин; максимальная интенсивность выхода шлака для всех печей 10 т/мин. Максимальное количество шлака за один выпуск на печах объемом 3200—5000 м 3 может достигать 200-250 т, длительность выпуска 40—60 мин. Расход воды на гранулятор таких установок составляет 3—6 м 3 /т шла-ка, причем свежей воды для подпитки 0,6—0,8 м 3 /т. Влажность гранулята, поступающего на склад, 14—20 %.

Шлаковый эрлифт должен иметь производительность, обеспечивающую уборку всего шлака без его накопления в бункере отстойнике, что требует определенного диаметра подъемной трубы и,расхода воздуха. На установке НЛМК эрлифт производительностью по шлаку 150 т/ч имеет диаметр подъемной трубы 320 мм и расход воздуха 50 м 3 /мин, а водяной эрлифт, подающий ее на гранулятор (1800 м 3 /ч), — диаметр трубы 800 мм с расходом воздуха 470 м 3 /мин. При реконструкции установки водяной гранулятор был заменен на водо-воздушный, что позволило снизить расход воды с 1800 до 1300— 1400 м 3 /ч, уменьшить диаметр трубы эрлифта до 500 мм и рас-ход воздуха до 280 м 3 /мин. Давление воздуха, подаваемого на эрлифт таких установок, равно 0,2 МПа.

В 1984 г. в Гипромезе разработали новую малогабаритную установку придоменной грануляции шлака (МГ УПГШ). Схема малогабаритной установки приведена на рис. 8.4. Небольшие габариты в плане и сравнительно малое заглубление делают возможным размещение установки у любой доменной печи, в том числе у действующих печей без их остановки. Установка работает в замкнутом цикле, без сооружения специальных систем водоснабжения.

Головной образец установки введен в 1994 г. на доменной печи №3 АК «Тулачермет», в 1998 г. две такие установки улучшенной конструкции введены в эксплуатацию на новой доменной печи объемом 2560 м 3 на Таньшанском металлургическом комбинате, Китай.

Рис. 8.4 Схема малогабаритной установки придоменной грануляции шлака:

1 - гранулятор; 2 - обезвоживатель; 3 - эрлифт; 4 - конвейерный тракт уборки гранулированного шлака; 5 - труба вытяжная; 6 - насосная станция оборотного водоснабжения

Залия ИльгамовнаАхмедьянова,Студент ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственныйтехнический университет им. Г.И. Носова», г. Магнитогорск[email protected]

Ольга БорисовнаБоброва,старший преподавателькафедры Промышленной экологии и БЖД,ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственныйтехнический университет им. Г.И. Носова», г.Магнитогорск[email protected]

Татьяна БорисовнаПонамарева,инженеркафедры Химической технологии неметаллических материалов и физической химииФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственныйтехнический университет им. Г.И. Носова», г. Магнитогорск[email protected]

Снижениевыбросов сероводорода при грануляции доменных шлаков

Аннотация.Термодробление доменного шлака путем его грануляции в потоке воды наиболее рациональный способ подготовки этого отхода черной металлургии к повторному использованию в качестве строительного материала. Процесс грануляции сопровождается загрязнением атмосферного воздуха в результате выделения парогазовых выбросов, в которых содержится сероводород вещество второго класса опасности. Рассмотрены вариантыснижения интенсивности парогазовых выбросов при гидрожелобной грануляции доменных шлаков. Ключевые слова:доменный шлак, грануляция, загрязнение окружающей среды, припечная грануляция.

Шлак доменной плавки образуется в результате восстановительноокислительных процессов при высокой (1200 оС иболее) температуре, путём сплавления пустой породы и флюсов железорудного материала (агломерата и окатышей), к которым в горне печи добавляется зола сгоревшего кокса. Гранулированные доменные шлаки являются хорошим материалом для дорожного строительства.Обработанные вязкими битумами (продукт переработки коксового газа) в смеси с гравием они служат эффективными заменителями горячих асфальтобетонных смесей; битумошлаковые покрытия дорог в 2,5 раза дешевле асфальтобетонных.Процесс грануляции может осуществляться тремя способами: мокрым, сухим и полусухим. Сухой способ в настоящее время в РФ как и в других странах не применяется. Причина в низкой скорости охлаждения капель шлака на воздухе, в результате чего образующийся гранулят частично кристаллизуется и далее подвергается силикатному самораспаду. Распространены установки полусухой и мокрой грануляции. Расход воды при мокрой грануляции около 3 м3/т гранулята, при полусухой 2 м3/т. При мокрой грануляции используются бассейновые и гидрожелобные установки.Бассейновая установка для грануляции шлака имеет недостатки: при её работе происходит выделение в атмосферу H2Sи SO2. Используемая вода в бассейнах насыщается щелочами, поэтому необходимо производить обновление воды в бассейне. Известны попытки использовать воды гранустановок для лечебных целей, так как после очистки и разбавления, её минеральный и химический состав близок к составу вод мацестинского источника г.Сочи.Гидрожелобная установка позволяет улавливать и нейтрализовать кислотные пары, если за паросборником устанавливается тракт вытяжки и газоочистки. Однако на практике эти системы быстро выходят из строя изза коррозирующего воздействия сернистых парогазовых выбросов. Кроме того конструкции отвода и нейтрализации выбросов уменьшают зону действия грейферных мостовых кранов, увеличивают капитальные и текущие эксплуатационные затраты на грануляцию.Полусухая грануляция доменных шлаков осуществляется на барабанных и гидроударных установках.Барабанные установки обладают следующими недостатками: расплав в полете по воздуху успевает частично закристаллизоваться, что приводит к ухудшению качества гранулированного шлака. Кристаллы нитей и гранул состоят в основном из βдвухкальциевого силиката, который при охлаждении переходит в γмодификациюс увеличением объема и последующим распадом в пыль. Это ухудшает условия труда и работу оборудования, снижает качество гранулята.Также барабаны быстро изнашиваются; происходят хлопки и взрывы при попадании в гранулированный агрегат чугуна и шлаковых корок. Поэтому барабанные грануляционные установки не нашли широкого применения.В последние годы в ГНЦ РФ ОАО «Уральский институт металлов» разработана технология и оборудование для полусухой грануляции расплавов как доменного, так и сталеплавильного шлаков. Барабан наклонён на 50по горизонтали, его поверхность имеет щели (колосник). Формирование структуры и крупности готового продукта –граншлака происходит в полости колосникового барабана при одновременной подаче небольшого количества воды на поверхности движущихся металлических тел: шаров или цилиндров. Это позволяет избежать перечисленные выше недостатки. Барабан помещён в кожух и соединен с системой сбора и локализации парогазовых выбросов. Разгрузка происходит через нижний торец барабана. Граншлак проходит магнитную сепарацию для извлечения металла.В ГНЦ РФ ОАО «Уральский институт металлов» разработана техническая документация для установок производительностью от 0,2 до 5 т/мин жидкого шлака. Ведется проектирование установки барабанного типа для производства 750 тыс. т щебня в год из жидких доменных шлаков на Нижнетагильском металлургическом комбинате. Технологический процесс и техническая документация на переработку конвертерных шлаков в агрегате барабанного типа производительностью 5 т/мин закуплена фирмой Baosteel(г. Шанхай, КНР).Общими недостатками мокрых и полусухих способов грануляции являются несовершенство систем оборотного водоснабжения, загрязнение окружающей среды, потери физического тепла шлака. Эти недостатки могут быть устраненыпутем снижения расхода воды на грануляцию (за счет совершенствования систем подачи воды) и за счет улучшения систем оборотного водоснабжения .Другим недостатком существующих гранустановок является использование мостовых кранов, что связано со значительными капитальными затратами на сооружение колоннады. Эксплуатация мостовых кранов их профилактика и ремонт связаны с комплексом вредных производственных факторов: вибрация, шум, тепловые нагрузки, выделение газов при грануляции, содержащих сульфидные соединения. В настоящее время мостовые краны могут быть заменены мобильными (на гусеничном или колесном ходу) погрузочно–разгрузочными устройствами–манипуляторами, с более комфортными условиями работы для оператора.Однако грануляции подвергается не весь шлак, выпускаемый из доменной печи. Значительная часть шлака затвердевает на стенках канав, но большая его часть затвердевает в стальных шлаковозных ковшахчашах. Время от заполнения жидким шлаком ковша до его опорожнения при грануляции составляет от 100 до 150 минут. Для обслуживания крупного доменного цеха требуется большое количество ковшей. Например, на ОАО «ММК» (~10 млн т чугуна в год) функционирует свыше 120 ковшей объёмом 16 м3. Ежесуточно из доменного цеха вывозится более 400 ковшей со шлаком. Такие грузопотоки требуют четкой работы шлакоперерабатывающих установок и значительных материальных затрат. Доля затвердевшего в ковше шлака (ковшевого остатка) может достигать 25 % и более от первоначального жидкого объема. Всего доля гранулированного шлака 6070 %. Ковшевой остаток содержит скрап осевшего и затвердевшего чугуна. Поэтому ковшевой остаток перерабатывается для извлечения металла на шлаковых дворах. Переработка заключается в выбивке шлакометаллических коржей из шлаковозных чаш и в разрушении коржей с помощью передвижных копров. Из шлака ковшевого остатка можно получить только щебень. Это обусловлено тем, что в его структуре количество стекловидной фазы значительно меньше, чем в гранулированном шлаке, который прошел стадию замораживания. Следовательно, ценность шлака ковшевого остатка как сырья для производства вяжущих невелика, но качество щебня из него достаточно высокое и соответствует требованиям ГОСТ на шлаковый щебень.Одним из предложений по уменьшению выбросов является применение полусухого или сухого метода грануляции шлака. Наиболее описан и применяется валковый или барабанный способ, который может быть как чисто сухим, так и с применением небольшого количества воды –так называемый полусухой. Этот метод позиционируется авторами как способ припечной переработки доменного и сталеплавильного шлака, что позволяет в 2,53 раза снизить расходы на производство граншлака, сократить затраты на содержание и эксплуатации парка шлаковозов, уменьшить производственные площади, упростить схему сортировки и извлечения металла. Одновременно создаются условия для нейтрализации вредных выбросов и утилизации тепла шлакового расплава. Вторым вариантом устранения парогазовых выбросов является установка над гидрожелобом укрытий для улавливания и очистки газовых выбросов. Например, конструкцияукрытия с общим парогазоотводом (рис. 1), из которого парогазовая смесь направляется либо в башню с системой адсорбционной очистки, либо на трубудля рассеивания. Укрытия необходимо оборудовать шиберными затворами с электроприводом для поочередного открытия участка газохода.

Рис. 1 Укрытие над желобами

Третьим вариантом является строительство нового участка грануляции. Примером такого участка является построенная в 1998 г в Германии на заводе Зальцгиттер фирмы SalzgitterFlachstahlGmbHгрануляционная установка, состоящая из грануляционной башнитрубы высотой 32 м, в нижнюю часть которой подается жидкий шлак (рис. 2). Особенностью установки является кольцо (рис. 3), распыляющее воду вокруг шлакового желоба, с помощью которого большая часть парогазовых выбросов инжектируется внутрь башни, а также подача воды для грануляции вдоль шлакового желоба (как обычно) и распыление ее внутри башни сверху. В результате газообразные продукты, в основном водяной пар и газообразные соединения H2Sи SO2, осаждаются в конденсаторной части башни для грануляции благодаря орошению водой. В результате окисления и реакции с кальцием газообразные соединения серы осаждаются на поверхности частиц граншлака, в виде гипса. Таким образом, благодаря конденсации достигается работа установки без выбросов. Производительность установки 1400 т шлака в сутки или около 1 т/мин; расход воды на грануляцию при давлении 2,12,5 атмсоставляет 14503300 м3/мин. Обезвоживание гранулята до 10 % производят в специальных вертикально установленных цилиндрических бункерах. Эксплуатационные расходы составляют 0,8 евро на 1 т гранулированного шлака .

Рис. 2 Схема башни для грануляции шлака

Рис. 3 Схема гидрожелобной грануляции шлака с улавливанием выделяющихся газов

Четвертым вариантом является обезвреживание парогазовых выбросов путем добавки нейтрализатора (известковое молоко) и окислителей (Fe2O3, CaCO3, KMnO4) в воду длягрануляции при неблагоприятных метеоусловиях.Наряду с известковым молоком для уменьшения содержания сероводорода в парогазовых выбросах могут быть использованы органические отходы химической промышленности. В этом случае исключается сложный комплекс агрегатов, необходимых для приготовления известкового молока. Большим преимуществом органических поглотителей сероводорода является то, что они значительно замедляют сроки схватывания карбонатных осадков в трубопроводах, насосах, отстойниках и резервуарах системы оборотного водоснабжения, а также в шлакоприемных бункерах и обезвоживателях.Для уменьшения выбросов в воду перед грануляцией можно добавлять различные окислители, которые предотвращают образование Н2S, образуя SO2и SO3.Также для уменьшения содержания сероводорода в парогазовых выбросах может быть использовано ПАВ, например от производства целлюлозы. Наиболее ярким представителем ПАВ является мыло: доступное, недорогое. Эффективность очистки в этом случае составляет 84% .

Ссылки на источники1.Панфилов М.И. Металлургический завод без шлаковых отвалов. М.: Металлургия, 1978. 248 с.2.Панфилов М.И., Школьник Я.Ш., Орининский Н.В., Коломиец В.А. и др. Переработка шлаков и безотходная технология в металлургии. М.: Металлургия, 1987. 238 с.3.Сорокин Ю.В., Демин Б.Л. Экологические и технологические аспекты переработки сталеплавильных шлаков // ОАО «Черметинформация». Бюллетень «Черная металлургия». 2003. № 3. С. 7579.4.Исследование характеристики парогазовых выбросов при грануляции доменных / Кормышев В.В., Потоцкий В.П., Зубков В.Ф., Маркман Л.Г. в сб. «Очистка водного и воздушного бассейнов на предприятиях черной металлургии», № 5 М.: Металлургия, 1976. С. 3239.5.Прошкина О.Б., Карбаинова Н.В. Источники загрязнения атмосферного воздуха при переработке шлаков // Теория и технология металлургического производства. 2010. № 1. С. 177181.6.Сеник А.И., Милюков С.В., Прошкина О.Б. Образование выбросов сероводорода при внепечной грануляции доменных шлаков // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2008. № 3. С. 7579.7.К.Х. Гроспич, В.Эверс, Г. Домбровски Новая установка грануляции шлака // Черные металлы. 2004. январь. С. 3340.

Шлакообразование – неотъемлемая часть работы доменной печи. Сами по себе шлаки являются одним из наиболее ценных вторичных материальных ресурсов, так как используются для производства различных материалов, широко применяемых в строительной сфере. производят гранулированный шлак (более 50%), щебень (17%), пемзу (3%), шлаковату из расплава; кроме того, в небольшом объеме производится высокоглиноземистый клинкер и литые изделия.

В целом в настоящее время перерабатывается около 84% доменных шлаков. Часть шлака продолжает уходить в отвалы. Для складирования отходов и их хранения отчуждены тысячи гектаров полезных земель, на транспортировку шлака от доменных цехов до отвалов и их содержание ежегодно расходуется колоссальное количество денежных средств, загрязняется окружающая среда. Поэтому переработка шлака и его использование остается актуальной проблемой для экологии и всего агропромышленного комплекса во всем мире, и особенно в России. Существует оборудование по переработке и утилизации шлаков ( , ), которое может составить экономически выгодное производство с несомненной пользой для окружающей среды.

Производство гранулированного шлака

Грануляция – это процесс переработки шлакового расплава в остеклованные гранулы, посредством резкого охлаждения водой, паром, воздухом или другим газом. Грануляция расплавов может производиться у плавильного агрегата или на центральной установке с транспортировкой шлака к ним в чашах. В зависимости от расходов воды различают три вида грануляции: мокрая, сухая и полусухая. В основном, получили развитие водные способы грануляции. Она основана на свойстве раскаленных шлаков растрескиваться под действием термических напряжений, а также разбрызгиваться за счет микровзрывов при соприкосновении расплава с водой с образованием гранул шлака. К мокрым способам переработки шлака относится бассейновый и желобной способ переработки шлака. К полусухим способам относят барабанный и гидрожелобной способы

Грануляция шлака в бассейнах – самый старый и простой способ. При бассейновом способе расплав из ковша сливают в бассейн с водой. Выгрузка осуществляется грейферным краном на площадку для вылеживания и обезвоживания или подают непосредственно в вагоны.

При желобном способе процесс грануляции осуществляют в желобах водой, подаваемой под низким давлением. Установки желобной грануляции включают шлакоприемную ванну, желоб длиной от 3 до 20 м, установленный с уклоном от 5 до 15о, сопловые насадки для подвода воды в желоб под давлением 0,15 – 0,5 МПа. Под действием напора воды шлаковая пульпа с желоба транспортируется либо в бассейн, либо непосредственно на склад. Готовая продукция отгружается экскаватором.
Полусухая грануляция прогрессивна, поскольку расход воды меньше (до 2м3/т гранулята), влажность продукта ниже (7 – 15%). А производительность больше. В настоящее время наибольшее практическое применение имеют гидрожелобной и барабанный способы.

Гидрожелобной способ грануляции заключается в дроблении расплава ограниченным количеством воды, подаваемым под большим давлением на желоб, куда сливается расплав с ковша. Обезвоживание граншлака происходит на складе, оборудованном грейферным краном. Стекающая вода поступает в отстойник, а оттуда – перекачивается в систему оборотного водоснабжения.

При барабанной грануляции имеется шлакоприемная ванна, под которой проложен широкий лоток со щелевыми соплами для подачи воды под струю шлака с давлением 0,2 – 0,5 МПа в количестве 0,8 – 1,0 м3/т шлака. С лотка шлак с водой подается на лопастной грануляционный барабан длиной 1,5 – 2,0 м. При вращении барабана со скоростью 250 – 600 об/мин лопасти разбивают поток шлака и воды на мелкие частицы шаровидной формы и отбрасывают их на 20–40м. Готовая продукция отгружается грейферным краном потребителю.

Таковы основные способы гранулирования для дальнейшего использования доменного шлака. Напрямую оборудование завода «Строммашина» в данных процессах не используется. Но менеджеры нашего всегда смогут прийти на помощь и подобрать оборудование, наиболее подходящее для каждой конкретной задачи из номенклатуры партнеров завода по кооперации.