Разработка и внедрение процесса комплексной переработки отвалов металлургических шлаков с целью извлечения металлических компонентов и получения строительных материалов

• Автор: Ларионов, Валерий Семенович
• Шифр специальности: 05.16.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 116 с. : ил

Содержание.
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1. МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЕ ШЛАКИ ПРИРОДА, СОСТАВ, СВОЙСТВА,

ПЕРЕРАБОТКА.

1.1. НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА ЖАРОПРОЧНЫХ СТАЛЕЙ И СПЛАВОВ

1.2 Состав и природа метадлурпческих шлаков

1.3. Физические свойства шлаков

1.4. Минералогический сослав шлаков

1.5. Щебень из металлургических шлаков.

1.6. Металл в сталеплавильных шлаках.

1.7. Способы и оборудование для переработки шлаков.
Заключение.
2 РАЗРАБОТКА КОНЦЕПЦИИ КОМПЛЕКСНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ТЕХНОГЕННОГО СЫРЬЯ ОТВАЛОВ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ШЛАКОВ
2.1. Металлическая фаза в шлаках.
2.2. Концепция комплексной переработки шлака.
2.3. Шлаковый отвал ОАО Электросталь.
2.4. Разработка гравитационного метода сепарации.
2.5. Принципиальная схема линии переработки отвалов металлургических шлаков.
2.6. Патентование
2.7. Выдвижение работы на соискание премии правительства Российской
Федерации в области науки и техники за г.
Выводы
З.ОБОРУДОВАИИЕ И ТЕХНОЛОГИЯ ПЕРЕРАБОТКИ ОТВАЛОВ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ШЛАКОВ ЗАВОДА ЭЛЕКТРОСТАЛЬ
3.1 Выбор оборудования для дробления.
3.2 Оборудование для дробления и сепарации.
3.2.1 Исходные данные для выбора оборудования.
3.2.2 Исходные данные для проектирования оборудования по воздушной сепарации шлака.
3.2.3 Необходимый набор строительной техники для обслуживания
участка.
3.2.4 Состав дробильного оборудования и его характеристика
3.5 Выбор основных параметров дробления и сепарации шлака
3.6 Выбор оптимальных режимов сепарации шлаков.
3.7 Контроль и управление процессом дробления шлака
Выводы.
ПОДГОТОВКА, ИССЛЕДОВАНИЕ И ПЕРЕПЛАВ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО СКРАПА И
МЕТАЛЛОКОНЦЕНТРАТА .
4.1 Исследование скрапа после дробления
4.2. Исследование металлического концентрата после сепарации.
4.3 Особенности плавки металлического скрапа методом сплавления и частичной продувки кислородом
4.4 Особенности плавки металлического скрапа жаропрочных сплавов и
мет аллоконцентрата с полным окислением
4.5 Исследование изменения состава металла и шлака в процессе окислительной продувки ПТПРЗ
4.6 Термодинамика совместного окисления углерода и хрома в процессе продувки.
4.7 Исследование качества ПШРЗ.
4.8 Качество сплава ЭП7
4.9 Исследование качества металла, выплавленного с частичной окислительной
продувкой и методом сплавления скрапа.
5. ПОЛУЧЕНИЕ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ
6. РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА ОТ ВНЕДРЕНИЯ ТЕХНОЛОГИИ КОМПЛЕКСНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ШЛАКООТВАЛА ОАО ЭЛЕКТРОСТАЛЬЛ
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


В семидесятые годы резко возросли объемы и сортамент производства специальных сталей и сплавов и, прежде всего, жаропрочных сплавов в связи с возросшей потребностью народного хозяйства в металлических материалах с повышенными физико-механическими свойствами в космической, авиационной, нефтегазовой и других областях народного хозяйства [1]. Поэтому чрезвычайно жесткие требования к свойствам материалов и постоянная проблема повышения эксплуатационных свойств и надежности продукции обусловили интенсивное развитие в х годах новых методов рафинирующего переплава (вакуумно-дугового (ВДП), плазменно-дугового (ПДП), электронно-лучевого (ЗЛП), электрошлакового (ЭШП), вакуумно-индукционного (ВИП)), что позволило существенно повысить физико-механические свойства и технологичность целого ряда высоколегированных сталей и сплавов [2-5]. Наиболее широкое применение в производстве жаропрочных сталей и сплавов на никелевой и железоникелевой основах занимают дуплекс-процессы, включающие выплавку этих сплавов в открытых дуговых или индукционных печах с разливкой в расходуемые электроды небольшой массы до 2-3 т и последующим их переплавом в вакуумно-дуговых, плазменно-дуговых или электронно-лучевых печах. Жаропрочные сплавы в большей или меньшей степени легированы весьма дорогостоящими и дефицитными легирующими материалами такими, например, как вольфрам, молибден, хром, кобальт, никель и др. Поэтому себестоимость одной тонны жаропрочного сплава была весьма высокой и составляла десятки, а порой и сотни тысяч рублей того периода [6]. Поэтому использование возвратных отходов при производстве легированного металла и особенно жаропрочных сплавов позволяет существенно повысить экономические показатели производства этого металла. По мнению А. И. Голикова [7], в металлургии будут иметь перспективу только те процессы, которые обеспечивают безотходность или малоотходность производства. Это определяется как истощением сырьевых ресурсов, так и ростом потребности в металлических материалах. По данным экспертов [8], увеличение потребности легирующих материалов по сравнению с годом на 2,5% в год приведет к тому, что запасы никеля, кобальта и молибдена иссякнут в течение лет. Поэтому исследования по металлургии на ближайшие десятилетия должны быть направлены на разработку технологических процессов по комплексному вовлечению и извлечению легирующих металлов из различного вида металлургических отходов [9-]. Заводам, особенно в настоящее время, приходится искать более дешевые источники легирующих компонентов. Одним из источников являются шлаковые отвалы предприятий, накопленные металлургическими заводами за много лет интенсивного производства металла. Эти отвалы занимают огромные территории на предприятиях и являются техногенными источниками пылеобразования и заражения водного бассейна тяжелыми металлами. Сталеплавильные процессы сопровождаются образованием шлаков. Правильно осуществляемый шлаковый режим обеспечивает высокую производительность сталеплавильных агрегатов и требуемое качество металла. Основными составными частями сталеплавильных шлаков являются оксиды, образующиеся от окисления элементов металлической шихты - кремния, марганца, фосфора, хрома, железа и др. Указанные оксиды взаимодействуют между собой и образуют силикаты, алюмосиликаты, шпинели, фосфаты. Основу металлургических шлаков составляют оксиды CaO, Si, MgO и FeO. Металлургические шлаки являются сложными системами, в которых присутствуют также оксиды Mn, Cr, Р, Ti, V и др. Кроме FeO, шлаки содержат и высшие оксиды железа Fe4 и Fe3 Сера в шлаках находится в виде сульфидов кальция, марганца и железа. Оксиды, входящие в шлак, разделяют на три группы: кислотные (Si> Р2О5), образующие с основными оксидами соответственно силикаты и фосфаты; основные (CaO, MgO, FeO), амфотерные (А0з), которые в зависимости от содержания других компонентов ведут себя как кислотные, и как основные []. Для характеристики металлургических шлаков широко используют понятие основности шлака, которое характеризуется отношением CaO/Si [] или для более сложных систем, содержащих А!