2. Уборка и грануляция шлака

Побочным продуктом при выплавке чугуна является шлак. В зависимости от содержания железа в рудах количество шлака может колебаться от 0,5 до 0,9 на единицу выплавляемого чугуна. Уборка шлака от доменных печей является сложной операцией, требующей большого количества транспортных средств и четкой их работы.

Чугун из доменной печи выпускают 6 - 9 раз в сутки, а шлак значительно чаще. Поэтому выпуску шлака должно быть уделено особое внимание. Несвоевременный выпуск верхнего шлака в значительной мере усложняет выпуск чугуна, приводит к износу футеровки горна, размыву чугунной летки и неполадкам, которые сопровождаются потерей производительности.

Для удаления шлака от доменной печи в настоящее время используют шлаковозные ковши объемом 11 и 16,5 м³. Ковши с чашами объемом 11 м3 применяют в цехах, где объем доменных печей невелик. Основным на советских заводах является ковш с чашей емкостью 16,5 м³ (рис. 104).

Рис. 104. Шлаковый ковш

Шлаковоз состоит из стальной чаши эллиптической формы, опирающейся на кольцо, которое в свою очередь покоится на лафете. Стальная чаша ковша не футерована; она защищена тонкой пленкой раствора извести, чтобы шлаковая корка не прилипала. Лафет установлен на ходовых железнодорожных тележках. При наклоне во время слива шлака чаша при помощи зубчатого сектора на опорном кольце и зубчатой рейки на лафете перемещается в сторону кантования.

Для наклона чаши шлаковый ковш снабжен специальным механизмом, который приводится в действие от электродвигателя.

Для нормальной эксплуатации необходимо каждый лафет ковша вместе с кантовальным механизмом и ходовой частью регулярно осматривать и проводить профилактический ремонт по установленному графику. Мастер и горновые печи должны тщательно следить за тем, чтобы во время выпуска вместе со шлаком в чашу не попадал чугун, так как это приводит не только к потерям чугуна в скрап, но и выводит чашу из строя.

Чугун может попасть в шлаковую чашу при неправильно подготовленных канавах, бурном выпуске, который является следствием неудовлетворительного состояния чугунной летки, при холодных, вязких шлаках и по другим причинам.

После каждого слива чаши обязательно обрызгивают известковым молоком на специальной установке, которая расположена со стороны шлакового отвала. При плохом опрыскивании затрудняется выбивка корок, что пагубно сказывается на выполнении графика подачи ковшей к доменным печам.

Для подсчета количества шлаковозных ковшей, необходимых цеху, сохраняется тот же принцип, что и для, чугуновозных ковшей. На каждые 10 шлаковозов один должен находиться в ремонте, четыре исправных - в резерве. Для определения массы шлака в ковше принимают объемную плотность шлака равной 1900 кг/м³, а коэффициент заполнения чаши 0,94 - 0,95.

Жидкий шлак из доменного цеха направляют на шлаковый отвал и к установкам для его переработки: грануляции (мокрой, полусухой), производства термозита, пемзы, брусчатки, блоков и т. д.

Основная масса шлака, используемого для производства строительных материалов, поступает от доменных печей к грануляционным установкам. Качество гранулированного шлака определяется по химическому анализу и содержанию в нем влаги. Существуют два способа грануляции: полусухая и мокрая.

Мокрая грануляция доменных шлаков в бассейнах получила наиболее широкое распространение (рис. 105). Шлак из ковшей выливают в бассейн, заполненный водой. При попадании жидкого шлака в воду образуются гранулы, т. е. частицы размером 1 - 10 мм. Над бассейном на эстакадах расположены грейферные электромостовые или портальные краны, с помощью которых гранулированный шлак вычерпывают из бассейна и грузят в железнодорожные вагоны. Шлак сливается через желоба, имеющие уклон 30 - 35°, или непосредственно в воду небольшой струей. Поскольку бассейн разделен на несколько секций, возможен одновременный слив нескольких ковшей. Во избежание несчастных случаев отгрузку гранулята во время слива шлака прекращают, так как возможны взрывы при попадании чугуна в шлак. Грануляционные установки обычно оборудуют площадками для обезвоживания шлаков. Они перекрыты теми же кранами. После слива ковши очищают от корок и скардовин (застывшего на внутренней поверхности ковша в виде коржей шлака). Производительность таких установок зависит от размеров бассейна, мощности погрузочных средств и может превышать 1 млн. т в год. Расход воды на 1 т шлака составляет около 0,5 м³. Преимущество рассмотренной установки - ее сравнительно большая производительность. Недостатком ее является получение мокрого гранулированного шлака (влажность до 30%), что создает неудобства для транспортировки, особенно в зимнее время, и вызывает затруднения на цементных заводах при переработке.

Рис. 105. Бассейн для мокрой грануляции шлака

Установка для полусухой грануляции шлака состоит из направляющего желоба, приемной передвижной ванны, барабана с лопастями, склада гранулированного шлака и погрузочных механизмов. Жидкий шлак из ковша поступает по сливному желобу на барабан. Одновременно на барабан подается вода из расчета 0,7 - 1,5 м³/т шлака. Лопасти барабана разбивают шлак на мелкие частицы, которые, охлажденные водой и воздухом, попадают на склад. Время слива одного ковша составляет 6 - 8 мин. Процесс грануляции сопровождается сильным шумом при вращении барабана. К недостаткам такой установки относятся: загрязнение воздуха у установки большим количеством тончайших шлаковых нитей, уносимых вместе с паром, что вредно отражается на здоровье обслуживающего персонала; высокая стоимость эксплуатации и быстрый износ механизмов.

Эти недостатки являются причиной того, что этот вид грануляции не получает большого распространения, хотя гранулят, получаемый на таких установках, содержит 6 - 10% влаги.