Способ обработки легковесных лома и отходов, содержащих органические материалы

Способ обработки легковесных лома и отходов, содержащих органические материалы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: цветная металлургия, получение металлов из отходов. Легковесные лом и отходы, содержащие органические материалы, смешивают с активным реагентом в виде окисленных элементов обрабатываемых лома и отходов в количестве 5-31 кг реагента на 1 кг органических материалов , загружают их в печь, нагревают и выдерживают в температурном поле/изменяющемся от 570-760°С в нижней части печи до 900-1000°С в верхней части печи, после чего лом и отходы подают в струю железоуглеродистого расплава во время его разлива в ковш в количестве 16-50% от массы железоуглеродистого расплава. Перед нагревом лом и отходы и активный реагент смешивают с ломом для пакетирования в количестве 20-40 % от массы смеси, после чего полученную смесь упл отняют. При этом снижаются выбросы вредных газов в атмосферу и повышается эффективность обработки . 1 з. п. ф-лы, 2 табл. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 22 В 7/00

k (ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (госпАтент СССР).

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4914559/02 (22) 25.02.91 (46) 15,12.92. Бюл. М 46 (71) Воронежский механический завод и

Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт по вторичным черным металлам и Завод офсетных пластин (72) Н. С. Юров, А. И. Фещенко, В. А. Резниченко, В. А. Дворок и В. Г. Юрова (56) Авторское свидетельство СССР

N1191720,,кл. С 27 D 13/00, 1984.

Авторское свидетельство СССР

N 1708894, кл. С 22 В 3/08, 1989. (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ЛЕГКОВЕСНЫХ

ЛОМА И ОТХОДОВ, СОДЕРЖАЩИХ ОРГАНИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ (57) Использование: цветная металлургия, получение металлов из отходов. Легковесные лом и отходы, содержащие органичеИзобретение относится к металлургии, в частности к способам обработки легковесных лома и отходов, содержащих органические материалы, и может быть использовано на металлургических комбинатах и на заводах по производству ферроникеля.

Известен способ обработки легковесных лома и отходов, содержащих органические материалы, при котором нагрев последних осуществляют газообразным теплоносителем, а в контакт со скрапом вводят активный реагент.

В вышеуказанном способе в качестве активного реагента используют воду, в час„„5U„„1781312 А1 ские материалы, смешивают с активным реагентом в виде окисленных элементов обрабатываемых лома и отходов в количестве

5 — 31 кг реагента на 1 кг органических материалов, загружают их в печь, нагревают и выдерживают в температурном поле, изменяющемся от 570-7600С в нижней части печи до 900 — 1000 С в верхней части печи, после чего лом и отходы подают в струю железоуглеродистого расплава во время его разлива в ковш в количестве 16-50% от массы железоуглеродистого расплава. Перед нагревом лом и отходы и активный реагент смешивают с ломом для пакетирования в количестве 20-40 от массы смеси, после чего полученную смесь уплотняют. При этом снижаются выбросы вредных газов в атмосферу и повышается эффективность обработки. 1 3. п. ф-лы, 2 табл, тности оборотную воду от очистки дымовых газов, которую подают-на на -ретые"до температуры 150 — 450 С легковесные лом и отходы; Вода при этом кипит с образованием микровзрывов, образующих мгновенное повышение давленйя в камере,-что небезопасно и нарушает стабильность технологического процесса. При этом вода участвует в реакции окйсления офЪйи ескйх материалов, что приводит к выбросам вредных веществ в атмосферу, высоки удельные. затра ты энергии, себестоимости получаемого продукта, трудоемкости, угар полезных металлов и затраты на йланление, низки производительньсть, качество сталй"при ис1781312 пользовании смешанных легковесных лома отходах, загрузку их в печь, нагрев, выдери отходов, т.е. низка эффективность обра- жку в печи, нагрев и выдержку легковесных ботки легковесных лома и отходов, содер- лома и отходов, содержащих органические жащих органические материалы, при материалы,ведутвтемпературном поле,изпроизводстветоварной продукции. 5 меняющемся от температуры 570-760 С в.

Известен наиболее близкий по достига- нижней части печи до 900-1000 С в верхней емомуэффектупредлагаемомуспособ(про- части печи, после чего легковесные лом и тотип) обработки легкоееСных лома и отходы подают вструю жидкогожелезоуглеотходов, содержащих органические матери- родистого расплава в количестве 16-50% от алы, включающий загрузку легковесных ло- 10 его массы; перед нагревом легковесные лом ма и отходов. содержащйх Ьрганические и отходы, содержащие органические мате материалы, в печь, нагрев, -ввод активного риалы, и активные реагенты дают в лом для реагента, выдержку в печи, при этом актив- пакетирования в количестве от 20 до 40% от ный реагент вводят в легковесные лом и массы смеси, после чего полученную смесь отходы, содержащие органические матери- 15 уплотняют. алы, перед подачей в печь, нагрев ведут до Проведение нагрева и выдержки легкотемпературы 570-760 С, а в качестве актив- весных лома и отходов, содержащих органи"ногь реагента используют окйсленные эле- ческие материалы. в температурном поле. о менты обрабатываемых легковесных лома и изменяющемся от температуры 570-760 С отходов в количестве, равном 5-31 кг на 1 кг 20 в нижней части печи до 900 — 1000 С в верхорганических материалов в легковесных ло- ней части печи позволяет снизить выбросы ме и отходах. вредных газов в"атмосферу и повысить эфОднако и в этом случае степень.сниже- фективность обработки легковесных лома и ния содержания вреДнсчх веществ в продук- отходов, содержащих органические материтах выброса в атмосферу остается желать 25 алы,припроизводстветоварнойпродукции, лучшего. Крометого, кнедостаткамспособа Подача легковесных лома и отходов в следует отнести yrap полезных металлов и струю железоуглеродистого расплава в козатрэть) на плавление, низки производи- личестве 16-50% от его массы позволяет тельность, качество стали тгри использова- снизить выбросы вредных газов в атмосфении смешанных легковесных лома и 30 ру и повысить эффективность обработки отходов, т.е. низка эффективность обработ- легковесных лома и отходов, содержащих ки легковесных лома и отходов, содержа- органическиематериалы, при производстве щих органические материалы, при товарной продукции; производстве товарной продукции, Подача перед нагревом легковесных лоЭто обусловлено тем, что в отходящих 35 ма и отходов, содержащих органические мэгазах содержатся порядка 0,2-0,4% вред- териалы, и активных реагентов в лом для ных газов, например: углеводороды и угар- пакетирования в количестве 20-40% от масный газ, окисленные элементы при сы смеси и уплотнение смеси позволяет взаимодействии с органическими материа- снизить выбросы вредных газов в атмосфелами,содержащимисявлегковесныхломеи 40 ру и повысить эффективность обработки отходах восстанавливаются не на 100%, по- легковесных лома и отходов, содержащих этому при плавлении легковесных лома и . органические материалы, при производстве отходов в металлургических агрегатах отме- товарной продукции. чается повышенный угар полезных метал- Способ основан на том, что.при темпелов и их переход в шлак. 45 ратурах 900-1000 С в верхней части печи

Целью изобретения является снижение углеводороды практически нацело взаимовыбросов вредных газов в атмосферу и по- действуютсокисленнымиэлементамиобравышение эффективности обработки легко- батываемых легковесных лома и отходов, а весных лома и отходов, содержащих притемпературах 570-?60 С в нижней час органические материалы, при производстве 50 ти печи образовавшийся в верхней части товарной продукции; печи угарный газ окисляется избытком паПоставленная цель достигается благо- ров воды до углекислого газа, При этом обдаря тому, что в способе обработки легко- разовавшийся водород имеет тенденцию весных лома и отходов, содержащих диффундировэтьв верхнюючасть печи, где органические материэлы, включающего 55 участвует в восстановлении окисленных ввод активного реагента в легковесные лом элементов. и отходы в виде окисленных элементов об- . При этом за счет взаимодействия с углерабатываемых легковесных лома и отходов водородами органических материалов, в количестве, равном 5 — 31 кг на 1 кг органи- угарным газом и водородом в объеме окисческих материалов в легковесных ломе и ленных элементов при температурах 5701781312. 1000 С образуются многочисленные вакансии, что обуславливает повышенную скорость восстановления недовосстановленных окисленных элементов активного реагента за счет термодинамически активных элементов, растворенных в легковесных ломе и отходах и в железоуглеродистых расплавах, . при подаче легковесных лома и отходов в струю железоуглеродистых расплавов; например: кремния, марганца и т. д. Взаимодействие термодинамически активных элементов с окисленными элементами активного реагента сопровождается выделением.тепла, что способствует повышению доли расплавления легковесных лома и отходов в процессе разливки расплава в ковш.

В свою очередь легковесные лом и отходы предотвращают повышение локальных температур до 2200 —.2400 С, которые обычны .: при конвертировании чугунов кислородом, в результате чего, при окислении активных элементов, растворенных в железоуглеродистых расплавах недовосстановленными окисленными элементами активного реагента резко снижаются выбросы вредных газов в атмосферу. Кроме того, после анализа окисленных элементов активного реагента и железоуглеродистого расплава до заливки и после заливки в ковш в присутствии легковесных лома и отходов возможно более точно определить средние концентрации химических элементов в легковесных ломе и отходах, направляемых на производ: ство товарной продукции, например, стали или ферроникеля, заэвтектические чугуны разбавляются низкоуглеродистыми ломом и отходами, следствием чего является снижение или даже полное прекращение потерь углерода со шлаками при охлаждении этих чугунов, в процессе повышается доля использования дешевых легковесных лома и отходов и окисленных реагентов, например: окалины, руды и т.д;, вместо более дорогих тяжеловесных лама и отходов.

Способ осуществляется следующим,образом;

Легковесные лом и отходы, содержащие органические материалы, смешивают с активным реагентом, содержащим окисленные элементы обрабатываемых легковесных лома и отходов, в количестве, равном

5-31 кг на 1 кг органических материалов s легковесных ломе и отходах.

Полученную смесь уплотняют на пакетир или боикетир-прессах под давлением от

40 кг/см до 600 кг/см2.

Уплотненную смесь помещают в печь, нагревают и выдерживают в этой печи в температурном поле, изменяющемся от температур 570 — 760 С в нижней части печи до 900 — 1000 С в верхней части печи, Отходящие из йечи газы удаляют из нижней части печи (зона температур 5705 760 С)..

- Нагретую до температур 570-1000 С смесь подают в струю железоуглеродистого расплава во время его разливки в ковш в количестве 12 — 50 от массы железоуглеро10 дистого расплава.

Отбирают и анализируют на необходимые химические элементы пробу полученного расплава.

Рассчитывают химический состав rio15 ступившей партии легковесных лома и отходов, содержащих органические материалы по формуле

С 1 mw +Ci m>+Ci mp

20 С 2 у где Сп — концентрация химического элемента в железоуглеродйстом расплаве до разл ивки, ф„

25 m®-y — масса железоуглеродистого расплава, слитог о в ковш ;т;

С(л — концентрациЯ химического элемента в легковесных ломе и отходах, ;

m> — масса легковесных лома и отхо30 дов,т;

С р — концентрация химического элемента в активном реагенте, содержащем окисленные элементы, %;

mp — масса активного реагента, содер35 жащего окисленные элементы, т.

Полученный расплав направляют на производство товарной продукции, где в случае необходимости производят корректировку даваемой в технологический про40 цесс металлошихты.

По другому варианту перед уплотнением" легковесные лом и отходы дают в лом для пакетирования в количестве 20-407 от массй смеси.

45. Пример 1, В легковесные лом и отходы, содержащие органические материалы в количестве 0,367 от их массы, вводили активный реагент в виде окисленных элементов обрабатываемых легковесных

50 лома и отходов в количестве,.равном 5-31 кг . на 1 кг органических материалов влегковесных ломе и отходах. Химический состав активного реагента следующий, : никель—

3,6; медь — 6,0; железо, кислород и другие

55 элементы — остальное.

Полученную смесь уплотняли на лабораторном прессе ПМП-500 под давлением

40 — 600 кг/см .

1781312

Полученные брикеты помещали в печь до 600 кг/см . Полученные брикеты помег колпакового типа, где брикеты нагревали и . щали в печь колпакового типа, где брикеты выдерживали в температурном поле, изме- нагревали и выдерживалй в температурном няющемся от 570 до 760 С в нижней части . поле, изменяющемся от 760ОС в нижней чапечи до 800-1000 Св верхней части печи, 5 сти печи до 1000 С в верхней части печи..

Отходящие из печи газы удаляли из Отходящие из печи газы удаляли иэ нижней части(зона печи 570-760 С). Нагре- нижней части печи (зона печи с температутую до температур 570-1000 С смесь пода- рой 760ОC), вали в струю железоуглеродистого расплава -: Нагретую -до температур 760-1000ОС (чугун) во время его разливки в ковш в коли- 10 смесь подавали в струю желеэоуглеродисточестве от 12,2 до 35,2 и в железоуглероди- го расплава (чугун).во время его разливки в стый расплав(ферроникель) в колйчестве от ковш в количестве 20.8 от массы чугуйа.

40,9% до 52 g. Химический состав чугуна Масса чугуна,разливаемого из индукционследующий, : никель — 0,037; медь - ной печи в ковш — 32 кг.

0,05%, кремний; железо,:углерод, марга- 15 Полученный железоуглеродистый рас нец и другие примеси — остальное. Масса плав направляли на производство стали. раэливаемой из индукционной new чугуна. Результаты проведенных исследований

-32 кг;;...:- -: - .-.: .. приведены втабл.2, .

Отбирали и анализировали на медь и Как вйдно из табл. 2,в диапазоне отлиникель пробу полученного расплава. 20 чительных признаков, указанных в формуле

По формуле (1) рассчитывали содержа- изобретения, достигается цель предлагаение химических элементов в легковесных мого изобретения, а за указанными преде ломе и отходах. содержащих органические лами эффективность ниже, материалы. Полученный расплав и легковес- Таким образом; испольэбвание предла-, ные лом и отходы, химический состав кото- 25 гаемого изобретения позволит снизить вырых был определен вышеуказанным бросы вредных газов в атмосферу и способом, направляли на производство ста- повысить эффективность обработки: легколей, содержащих медь и никель, или на пол- весных лома и отходов, содержащих органиучение рафинированного ферроникеля. ческие материалы. при производстве

Результаты исследований приведены в 30 товарной продукции. табл. 1. Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Как видно из табл. 1, при отлйчительных 1. Способ обработки легковесных лоМа признаках, указанных в и. 1 формулы изо- и отходов, содержащих органические матебретения, достигается цель изобретения, а риалы, включающий смешивание лома и отименно снижение выбросов вредных газов 35 ходов с активным реагентом в виде.

i атмосферу и гювышение эффективности окисленныхэлементовобрабатываемыхлообработки легковесных лома и отходов, со- ма и отходов в количестве 5-31 кг реагента держащих органические материалы, при на 1 кг органических материалов в ломе и производстве товарной продукции. 3а пре- отходах, загрузку их в печь, нагрев и выдер-. делами диапазона признаков. указанных в 40 жку, отличающийся тем, что, с целью и. 1 формулы, эффективность способа ниже. снижения выбросов вредных газов в атмосПример2. В легковесные лом и отходы феру и повышения эффективности обработуглеродистыхсталей(стружка), содержащих ки, выдержку ведут в температурном поле, органические материалы (масло) в количест- . изменяющемся от 570-760ОС в нижней часве 4;75 от массы стружки, ввели активный 45 ти печи до 900-1000 С в верхней части йечи, реагент, содержащий оксид железа (РегОз): после чего лом и отходы подают в струю окалину прокатного производства, в количе- желеэоуглеродистого расплава во время его стве 31 кг на 1 кг opiанических материалов, разлива в ковш в количестве 16-50 отмассодержащихся s легковесных ломе и отхо-: сы железоуглеродистого расплава. дах. Легковесные лом и отходы, содержа- 50 . 2.Способпоп.1,îòëè÷àþùèéñÿ щие органические матерйалы, и активный тем, что перед нагревом легковесные лом и реагент далй в лом для пакетированйя в отходы и активный реагент смешивают с количестве от 10 до 50$ от массы смеси. ломом для пакетирования в количестве 20Полученную смесь уплотняли на лаборатор- 40ф от массы смеси, после чего полученную ном прессе ПМП-500 под давлением от 40 55 смесь уплотняют.

1781312

10 г(- - Ф с(. ;.

1

1

I

1

l Е

l a

0 -c х а 0

Ф - I

zox и ct 910

Э о!»

Ф X Е «l

0 г! IO М и ф

Хое с а е с сс

У 0 S осх

0 „

Сгащ

Ф- с

tS X

zos!

» Z о ах

0 е»

Ф ct

Ф о

Э S

z o

z э о

М Э

X l0

Ф и о

ОЪ

Л О М с с У

М О

ЪО 1 м, .Фг

I e

Фv

I х

Iх

Ф

Ф

1

Е I

1 !

1 с

l0 1

1

1

I

1 !

1 х

X 50

X X о е

9 Ф I» аох

0СЭ

YOL

Lxe

Ф Ф- 9 соа

0 е

0 а s

Ф с

Я Я

Ol »S х w аaY

09» с а

1 с

I Е

Ф IJ Ф

Ф X с

О! Э а s

ХС X боаО с (O Со.

Оъ Оъ «n

СЧ

Cl

С! с

cD

S л

Ф

I

l !

I !

1

1

1 ! !

I

tO 1

II

l I

I х (О а (0

Х 0 ct (O

Лисе

*ОХ (-00

ct a Ф9qOXO а Ф Ф я 2

I х

Ф О(X х

М О.

an о

О О м м м с! с о м -м о о с с о о м о с

О м

С г о

СЧ

О.У

1 X

I (3, 0 ! (l

0 с

1 О

1 X

1 Y

1 о

1 Э

0 а

zvo х х

I !

Ф !

X 1

t v

Е д 0 I

0 са!

О I

X et!

Zi 0 г(*Х!5С

1 сч (ч cn o) an w cD м ссъ Оъ о» ъо D сг с с с

М М с (Ч D D 1 с

Ф

М

X л м сч an м

О

Ь О ъо а (СЪ ъо ъо

ОЪ СО ОЪ О М

° м м

О D C! а с с ° гх 1с

I гХ ф Ф

z v о

I О)

1 Ф

I C;

I Ф

I 3E

ЪО ъо CO

t5

tO

tO .Iо

I

1

1

1 1

ct9 Ф

9 У t0 аsl! N с

I 1

0 с о

0 гх Ctt

X Ф х с

V 9

Э М

У

Ф

X e

S I» х о

М о

ooz

C Y

I-est v оас

X tO Е

ct fi e оса!

Q V I

9 (0 6! с(СаС I.X

1

I ! !

I !

1 О

1

1 .0

1 Ф

1 !

1 О о

0 х о

Э

X

z х

0 !

B

Q л

С

Э ! о

О Ъ .У (съ (о о о о о. о о м м 0

С4 СЧ N с ь ь о

ОЪ

1 О О (гъ ь л

ОЪ N ь о л

СЧ м

1 N

1 ! 1

1 .О

1 Ф

1 Ф

1 М

I S

1 X

I

t д0

Ф

Z е

У

Ф

S

Cl.

I

1

1 !

I 1

1

1

1

1

1

Ф

t а а

v î v с с

z s

tO Ф а е е е с с с с с с

v u v

to е е

O. (Ф. 0 а и с

Ol

tO с

C и

i0 а о о с и S а Ф

CO C0 с с с

v o

t0 Е

«L О а (C

u o с с

X X

tO Ф с с с с о,v

t5 е

0 (a

v е

X а с е и с е а с а о

o (;

tO 9 X I

0! с е )x

Ф 9

Э X о о о

О О

О О О (СЪ О О

СФЪ о о о о

X (Э

I- tt

t5 X

У J о

О

О О О ъо о о

cD О\ сех

x o.a

Э Л 9

l— - I- Ф

1 е

I !

1 I

I !

Cl ÔtX

Э Э

L Е X

X cl %

S v ! 0 и е х

У У ь л

Ф лz

Ф- ФсХ

I .1

I

1

I

1

1

1

I

1

1

1 1

1 с е Y

1х

Ф Е

l Z

t5 э а» ах

Ol Ф

У ФX t0 О! х x.o е с

Ф- X (О

a z.s

o Ya

I

1

1 х о

tO

О»

1 ct

ЪСЪ М М

1 Ф

I С о

1 Ф1 X

I, 9

1

I Э а

1

1 1

1

1 !

I

Э с

0 х и

X 00 х е з

3 Ф I- u

zozue

uct9eZ

ФосХл

Ф х е I

0 Ф- Ф Ф- Л

Y0аo у

О 50 ЪО ОЪ (Ч m с с a s с с о о сч с an D

N СЧ (Ч (Ч М У (Ч ъ(Ъ с с N aO о о

° с

Ь СЧ ъ(Ъ an

I эй

1 2I

1 Z

1 Ol

l X

1 l1 Х

Фф

0

Ф0 C а s

С: 11

Ф0 с

a r. с 1а

Ф

X х

«l

С:

I

1

М(М -У МЪ ЪО CO ОЪ Ь

-У (Ч (Ч ОЪ CO CO

М ОЪ съ Л

М ЪФЪ - СО CO ОЪ о (гъ Оъ сч с (O СО ОО (Fl ОЪ

0 Ъ ОЪ ОЪ ОЪ ОЪ

ОЪ an D О\

an lA "О Ф

° с

О О О О О о о о о ь

СО ъо ъо а (СЪ О Ф- Л м м м м мъ о о о о о ъо ъо ЧУ ъо ЪР ! с

I Е

t О!

Фо

1 O

1 И

1 0

1 Ф о

1 Y

1 Ф

1 У

1 X х х

0

1 о

Сае

Э М

z сч

0 а I

О.

Ф dl

Ео га гх О, 0 Х а

0 0

o. z

Ф

0 с е х с х с х е Ф

am

tz x

3 I

1» 9 о с сС а

0 Ф«l с х

» Э

0 С

co u

Ф Е с* э е

М «СФ

1781312

Таблица 2

Примечание

Извлечение металлов в товарную продукцию, Концентрация вредных выбросов в отходящих газах, мас.

Расход пакетов, ф, от массы чугуна

Примеры

0;03

20,8

0,03

98,1

3,78

12

20,8

4,10

0,03

20,8

97,9

: — 13

95,5.

4,18

40 .

0,03

20,8

0,03

90,1

3,96

20,8

50.15

0,05

3,68

95,1.

20,8

* Без уплотнения, Составитель Л, Кольцова

Техред М.Моргентал Корректор И. Шмакова

Редактор

Заказ 4256 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Содержание легковесных лома и отходов и активного реагента в ломе для пакетирования

Снижение себестоимости товарной и рсдукции на

1т железоуглеродистого расплава, б. - коп.

Не расплаВился

Расплавился

Расплавился

Расплавился

Расплавился

Расплавился