Регистрация / Вход
Прислать материал

14.604.21.0097

Аннотация скачать
Постер скачать
Общие сведения
Номер
14.604.21.0097
Тематическое направление
Рациональное природопользование
Исполнитель проекта
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук
Название доклада
Разработка технологических основ получения композиционных флюсо-образующих добавок на основе отходов производства вторичного алюминия, оказывающих комплексное воздействие на фазовый состав высококальциевых рафинировочных шлаков сталеплавильного производства, обеспечивающее их стабилизацию и придание свойств минеральных вяжущих веществ
Докладчик
Шешуков Олег Юрьевич
Тезисы доклада
Цели и задачи исследования
Разработка технологических основ получения композиционных флюсо-образующих добавок на основе отходов производства вторичного алюминия для полной комплексной переработки высококальциевых рафинировочных шлаков в шлаковый щебень и минеральные вяжущие вещества высокой гидравлической активности .
Результаты прикладного научного исследования будут использованы в реальном секторе экономики, а также в дальнейших исследованиях и разработках.
Актуальность и новизна исследования
К настоящему времени накоплены значительные запасы техногенных отходов от производства вторичного алюминия и ежегодно они пополняются на объем более 60-80 тыс. т/год. Данные техногенные отходы нашли незначительное применение в сталеплавильном производстве для осуществления процессов рафинирования металла путем его раскисления металлическим алюминием, содержащимся в данных отходах, с одновременным снижением вязкости рафинировочного шлака, что позволяет заменить дорогостоящие товарный металлический алюминий и плавиковый шпат. Возможно также использование таких техногенных отходов в качестве утепляющих материалов при разливке слитков. Однако данное применение техногенных отходов не раскрывает их полный потенциал. Дело в том, что после раскисления металла в рафинировочном шлаке образуется значительное количество оксидов Al2O3 и его соединений с оксидом кальция, которые оказывают стабилизирующее воздействие на кристаллическую структуру шлаков внепечной обработки, предотвращая явление их саморассыпания. Но добавки данных отходов в количествах, что допустимы по технологии внепечной обработки стали, не позволяют получить эффект длительной стабилизации – шлаки рассыпаются через несколько дней после выплавки и непригодны для использования в качестве сырья для производства щебня и минеральных вяжущих веществ.
На момент начала исследований не было точных сведений о влиянии добавок на технологические свойства флюсов применительно к сталеплавильному переделу, на особенности фазового состава затвердевших шлаков. Все эти вопросы были изучены и найдены технические и технологические решения.
Описание исследования

Анализ научно-технической литературы, нормативно-технической документации и других материалов, относящихся к разрабатываемой теме и патентные исследования позволили обосновать выбор оптимального варианта направления исследований, методов и средств исследования.

Проведены исследования физической сущности процессов получения композиционных флюсо-образующих добавок для корректировки шлаков металлургических предприятий. Разработаны научно-технические основы получения композиционных флюсо-образующих добавок на основе отходов производства вторичного алюминия.

Разработаны технические, технологические решения в области получения композиционных флюсо-образующих добавок.

Разработана технологическая схемы получения композиционных флюсо-образующих добавок. Разработаны методы стабилизации шлаков.

Разработан лабораторный технологический регламент получения композиционных флюсо-образующих добавок на основе отходов производства вторичного алюминия.

Разработана методика определения пригодности сырья (в том числе специальных добавок) для получения  композиционных флюсо-образующих добавок.

Разработан лабораторный технологический регламент получения материалов (шлаковый щебень и минеральные вяжущие вещества)  на основе ковшевого шлака, стабилизированного композиционными флюсо-образующими добавками.

Разработана программа и методики исследовательских испытаний композиционных флюсо-образующих добавок.

Проведены  экспериментальные исследования композиционных флюсо-образующих добавок в соответствии с программой и методикам.

Разработана программа и методики исследовательских испытаний шлаков,  стабилизованных с использованием изготовленных композиционных флюсо-образующих добавок и полученных из них материалов (шлакового щебня и минеральных вяжущих веществ).

Проведены исследовательские испытания в соответствии с программой и методиками.

Проведены экспериментальные исследования использования шлакообразующих смесей в условиях действующих производств на ряде металлургических предприятий.

Разработан проект технического задания на проведение ОТР по теме

Разработаны рекомендация и предложения по производству и применению композиционных флюсо-образующих добавок.

Результаты исследования

В результате выполнения проекта разработаны составы композиционных флюсо-образующих добавок,  обеспечивающих  полную комплексную переработку высококальциевых саморассыпающихся шлаков в шлаковый щебень и минеральные вяжущие вещества высокой гидравлической активности.

Разработанные флюсующие добавки могут производиться Индустриальным партнером целенаправленно и поставляться на металлургические предприятия, обеспечивая стабилизацию высококальциевых шлаков без изменения существующих технологических процессов рафинирования стали на металлургических предприятиях с последующей переработкой шлака на щебень, в существующих копровых цехах. Подобной технологии в мире сейчас нет, но предприятий, перерабатывающих алюминиевые отходы, много и в России, и зарубежном и они заинтересованы в полной экологически безопасной утилизации отходов с  получением товарных востребованных продуктов.

Результаты исследований защищены тремя заявками на патенты, получены приоритеты.

Разработанные флюсы могут использоваться в процессах внепечной обработки стали (при обработке стали на агрегатах «ковш-печь» и вакууматорах), а также в качестве утепляющих смесей со специально пониженной температурой плавления при разливке стали.

Обработанные данными флюсами сталеплавильные шлаки могут использоваться в качестве сырья при производстве щебня, соответствующего требованиям ГОСТ 5578-94 и ГОСТ 3344-83, и минеральных вяжущих веществ для получения цемента,  соответствующих требованиям ГОСТ 31108-2003.

Практическая значимость исследования
Проведённые промышленные испытания разработанной флюсо-образующей добавки показали следующее:
• разработанная композиционная флюсо-образующая добавка может применяться на различных этапах производства стали и при любом способе выплавки и обработки стали, снижая агрессивность шлаков к футеровке агрегатов за счёт изменения химического и фазового состава шлаков;
• композиционная флюсо-образующая добавка обладает достаточной разжижающей способностью, чтобы являться полноценным заменителем плавикового шпата;
• содержащийся в композиционной флюсо-образующей добавке металлический алюминий проявляет хорошие раскисляющие свойства, что позволяет снижать расходы раскислителей и ферросплавов, тем самым снижая расходы на производство стали;
• опытные шлаки, отправленные в специализированную строительную лабораторию на проверку, являются подходящим сырьём для производства строительного щебня, а так же, в перспективе, гипсового связующего.