RU2030457C1

RU2030457C1 - Method for preparation of small-fraction metal waste - sludge - for remelting

Info

Publication number: RU2030457C1
Authority: RU
Inventors: Геннадий Константинович Плахов
Original assignee: Геннадий Константинович Плахов
Priority date: 1991-02-05
Filing date: 1991-02-05
Publication date: 1995-03-10

Abstract

FIELD: metallurgy. SUBSTANCE: sludge layer is loaded on layer of metal chips, left to reduce cutting fluid content, mixed in preset relation and resulting mixture is loaded into melting installation together with other charge components to produce steel or alloy. EFFECT: reduced cost of sludge preparation for remelting.

Description

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к подготовке металлоотходов к переплаву в плавильных агрегатах, и может быть использовано при подготовке к переплаву мелкофракционных металлоотходов-шламов. The invention relates to metallurgy, and more particularly to the preparation of metal waste for remelting in smelting units, and can be used in preparation for remelting of fine metal waste sludge.

Металлические шламы образуются при механической, электрофизической, электрохимической и других видах тонкой обработки поверхностей металлических деталей и содержат до 90 мас.% металлического и связанного в окислы железа, окислы кремния, алюминия, карбиды кремния и другие химические соединения. Metallic sludges are formed during mechanical, electrophysical, electrochemical and other types of fine surface treatment of metal parts and contain up to 90 wt.% Metal and bound to iron oxides, silicon oxides, aluminum, silicon carbides and other chemical compounds.

Большими недостатками шламов являются: высокая дисперсность зерен, повышенная плотность массы при низкой теплопроводности, низкая газопроницаемость, возможность проявления пирофорного эффекта, способность удерживать в массе большое количество СОЖ за счет развитой поверхности и действия капиллярных сил, высокая текучесть в сухом и увлажненном состоянии, способность к смерзанию при низкой температуре, склонность к образованию взрывов и хлопков при соприкосновении с расплавленным металлом. The major drawbacks of sludge are: high grain dispersion, increased mass density at low heat conductivity, low gas permeability, the possibility of a pyrophoric effect, the ability to retain a large amount of coolant in the mass due to the developed surface and the action of capillary forces, high fluidity in a dry and moist state, the ability to freezing at low temperature, a tendency to form explosions and pops in contact with molten metal.

По составу и содержанию полезных компонентов в шламы могут быть переработаны металлургическим способом, например в электрических сталеплавильных или ферросплавных печах, с извлечением металлов, в т.ч. восстановленных из окислов и др. соединений. Но перечисленные свойства шламов не позволяют использовать их в металлургии без предварительной специальной подготовки к переплаву. The composition and content of useful components into sludge can be processed metallurgically, for example in electric steelmaking or ferroalloy furnaces, with the extraction of metals, including reduced from oxides and other compounds. But the listed properties of the sludge do not allow their use in metallurgy without preliminary special preparation for remelting.

Известны способы подготовки к переплаву различных видов металлического лома и отходов [1]. Known methods of preparation for remelting of various types of scrap metal and waste [1].

Наиболее близким к заявляемому техническому решению по химическому составу и физическому состоянию исходного вида металлоотходов является способ подготовки к переплаву мелкофракционных отходов-шламов легированных сталей и сплавов с последующим извлечением дорогостоящих легирующих элементов [2]. Closest to the claimed technical solution for the chemical composition and physical condition of the initial type of metal waste is a method of preparing for remelting of fine-grained waste sludge from alloyed steels and alloys, followed by the extraction of expensive alloying elements [2].

Способ-прототип осуществляется путем многоступенчатого обогащения, в т. ч. с использованием сухого магнитного сепаратора, концентрационных столов и другого сложного, дорогостоящего и малопроизводительного оборудования, сопровождается большими затратами труда, энергии и высокой себестоимости. Использование этого способа оправдывается только при подготовке к переплаву сухих, обезжиренных шламов, содержащих ценные легирующие элементы, и может быть осуществлено в местах их образования без транспортировки на значительные расстояния. The prototype method is carried out by multi-stage enrichment, including using a dry magnetic separator, concentration tables and other complex, expensive and inefficient equipment, accompanied by high labor costs, energy and high cost. The use of this method is justified only in preparation for remelting dry, fat-free sludge containing valuable alloying elements, and can be carried out in places of their formation without transportation over significant distances.

Основное количество шламов образуется при шлифовке абразивными инструментами поверхностей металлических деталей из углеродистых и низколегированных сталей. При этом использование СОЖ улучшает качество поверхности обрабатываемых деталей, снижает скорость износа абразивного инструмента, повышает содержание металла в шламах, но создает дополнительные трудности при подготовке к переплаву этих металлоотходов, значительно усложняет технологическую схему и вызывает дополнительные материальные затраты на подготовку к переплаву или делает невозможным их использование в металлургии. Как правило сразу после образования шламы содержат 15-20% СОЖ. The main amount of sludge is formed when grinding with abrasive tools the surfaces of metal parts from carbon and low alloy steels. At the same time, the use of coolant improves the surface quality of the workpieces, reduces the wear rate of the abrasive tool, increases the metal content in the sludge, but creates additional difficulties in preparing these metal waste for remelting, significantly complicates the technological scheme and causes additional material costs for preparing for remelting or makes it impossible use in metallurgy. As a rule, immediately after the formation of sludge, they contain 15-20% coolant.

Из-за высокого содержания СОЖ и себестоимости процесса подготовки шламов к переплаву способ-прототип не может быть использован для этих целей при переработке углеродистых и низколегированных шламов и до настоящего времени эти металлоотходы списываются и сваливаются на производственные отвалы и мусорные свалки с безвозвратной потерей содержащихся в них металлов и др. ценных компонентов. Due to the high content of coolant and the cost of the sludge preparation process for remelting, the prototype method cannot be used for these purposes in the processing of carbon and low-alloyed sludges, and so far, these metal wastes are dumped and dumped into production dumps and landfills with an irretrievable loss of them metals and other valuable components.

Дешевая и доступная технология подготовки к переплаву мелкофракционных отходов этих сталей в настоящее время отсутствует. A cheap and affordable technology for preparing for the remelting of small-fraction waste of these steels is currently lacking.

Целью изобретения является снижение себестоимости процесса подготовки к переплаву мелкофракционных металлоотходов-шламов. The aim of the invention is to reduce the cost of the process of preparation for the remelting of fine metal waste sludge.

Поставленная цель достигается тем, что шламы после их образования разгружают слоем на подготовленную постель из металлической стружки, выдерживают на ней для снижения содержания СОЖ, затем равномерно перемешивают со стружкой постели в заданном соотношении, полученную смесь загружают в плавильный агрегат вместе с остальными компонентами шихты для получения стали или сплава. This goal is achieved by the fact that the sludge after their formation is unloaded in a layer on a prepared bed of metal shavings, kept on it to reduce the coolant content, then evenly mixed with bed shavings in a predetermined ratio, the resulting mixture is loaded into the melting unit together with the remaining charge components to obtain steel or alloy.

Сущность изобретения заключается в устранении причин, не позволяющих использование шламов для переплава, путем изменения последовательности выполнения и добавления следующих недорогих и несложных дополнительных технологических операций в принятую схему отгрузки шламов от мест образования к потребителю: разгрузка шламов после их образования слоем толщиной не более 500 мм на подготовленную пастель из стружки тех же или близких по химсоставу марок сталей слоем толщиной не менее 50 мм на стационарной площадке или в загрузочной емкости транспортного средства (кузове автомобиля, ж.-д. вагона, речного или морского судна); выдержка (вылëживание) на этой постели не менее 8 ч для снижения содержания СОЖ; равномерное перемешивание шламов со стружкой постели в заданном соотношении в процессе погрузки в транспортное средство и на всех стадиях перегрузки, в т.ч. в процессе загрузки полученной смеси в плавильный агрегат. The essence of the invention is to eliminate the reasons that do not allow the use of sludge for remelting by changing the sequence of execution and adding the following inexpensive and simple additional technological operations to the adopted scheme for the shipment of sludge from the places of formation to the consumer: unloading of sludges after they are formed with a layer of a thickness of not more than 500 mm per prepared pastel from shavings of the same or similar in chemical composition steel grades with a layer of at least 50 mm thick on a stationary site or in a loading tank nsportnogo funds (car body, railway wagon, river or sea vessel); exposure (longevity) on this bed for at least 8 hours to reduce the content of coolant; uniform mixing of sludge with bed shavings in a predetermined ratio during loading into the vehicle and at all stages of transshipment, including in the process of loading the resulting mixture into the melting unit.

Количество шламов и стружки в смеси зависит от заданного соотношения и может колебаться в пределах от 2 до 95% содержания шламов в смеси. При этом содержание менее 2% не может быть, так как в стружке постоянно имеется мелочь размером менее одного мм, содержание которой может достигать 2 мас.%, а в шламах постоянно содержатся частицы размером более 1 мм в количестве более 5 мас.%. The amount of sludge and chips in the mixture depends on a given ratio and can range from 2 to 95% of the sludge content in the mixture. In this case, the content of less than 2% cannot be, since the chips always contain fines of less than one mm in size, the content of which can reach 2 wt.%, And sludges constantly contain particles larger than 1 mm in an amount of more than 5 wt.%.

Лучшие результаты по снижению содержания СОЖ в шламе дает постель из стружки с толщиной слоя более 50 мм, при этом постель играет роль фильтра. Скорость снижения содержания СОЖ зависит от вязкости СОЖ, температуры, толщины слоя постели и времени выдержки шламов на ней. Наиболее высоких значений она достигает сразу после начала выдержки и снижается до минимума через 8 ч вылëживания. За это время содержание СОЖ в шламах снижается с 15-20 мас.% до 5-8 мас.%. При дальнейшем вылеживании содержание СОЖ снижается очень медленно. Вибрация, встряхивание в процессе выдержки, например при транспортировке, подогрев смеси способствуют снижению содержания СОЖ до трех и ниже процентов. The best results in reducing the coolant content in the sludge are given by a bed of shavings with a layer thickness of more than 50 mm, while the bed plays the role of a filter. The rate of coolant reduction depends on the viscosity of the coolant, the temperature, the thickness of the bed layer and the exposure time of the sludge on it. It reaches the highest values immediately after the start of exposure and decreases to a minimum after 8 hours of aging. During this time, the coolant content in the sludge decreases from 15-20 wt.% To 5-8 wt.%. With further aging, the coolant content decreases very slowly. Vibration, shaking during aging, for example during transportation, heating the mixture reduce the coolant content to three percent or less.

Равномерное перемешивание слоев шламов и стружки после вылëживания до получения однородной смеси способствует рассредоточению шламов по всему объему смеси, дальнейшему снижению содержания СОЖ, повышению теплопроводности и газопроницаемости шламов, снижению текучести, возможности проявления пирофорного эффекта, смерзания при низких температурах и вероятности образования взрывов и хлопков при соприкосновении c расплавленным металлом, т. е. подготовки и приведению шламов в состояние, пригодное для переплава в плавильных агрегатах. Evenly mixing the layers of sludge and shavings after laying to obtain a homogeneous mixture helps to disperse the sludge throughout the volume of the mixture, further reduce the coolant content, increase the thermal conductivity and gas permeability of the sludge, reduce the fluidity, the possibility of a pyrophoric effect, freezing at low temperatures and the likelihood of explosions and popping when contact with molten metal, i.e., preparation and reduction of sludge in a condition suitable for remelting in smelting units.

Для поддержания равномерного распределения шламов в смеси целесообразно намагничивать смесь любым способом, например использовать грузовой магнит на всех стадиях перегрузки смеси. To maintain a uniform distribution of sludge in the mixture, it is advisable to magnetize the mixture in any way, for example, use a load magnet at all stages of the mixture overload.

Последовательность выполнения и перечень дополнительных технологических операций не требуют капитальных затрат и легко вписываются в существующие технологические схемы отгрузки металлоотходов потребителю. The sequence of execution and the list of additional technological operations do not require capital expenditures and easily fit into existing technological schemes for the shipment of metal waste to the consumer.

Примеры конкретного выполнения. Examples of specific performance.

Образующиеся в процессе обработки деталей металлические стружку и шламы вывозят и в определенной последовательности, сначала слой стружки толщиной около 1 м, потом на него по расчету слой шламов толщиной менее 0,5 м выстилают на стационарной накопительной площадке с уклоном днища в одну точку не менее 5% к горизонту и возможностью организованного отвода СОЖ. После вылëживания более 8 ч слои перемешивают при погрузке ж.-д. вагонов и у потребителя перед началом переплава. The metal chips and sludges formed during the processing of parts are also removed in a certain sequence, first a chip layer with a thickness of about 1 m, then, by calculation, a layer of sludge with a thickness of less than 0.5 m is lined on a stationary storage site with a bottom slope of at least 5 % to the horizon and the possibility of organized coolant removal. After aging for more than 8 hours, the layers are mixed while loading the railway. wagons and at the consumer before the remelting.

Образующуюся в процессе обработки деталей металлическую стружку и шламы вывозят и раздельно складируют на стационарных накопительных площадках. Загрузку в кузов ж.-д. вагона осуществляют в заданном соотношении и определенной последовательности: на дно вагона загружают всю причитающуюся по расчету стружку, а на нее расчетное количество шлама. При этом операция вылëживания совмещается с процессом транспортировки, а операция смешивания осуществляется у потребителя при погрузо-разгрузочных работах. The metal chips and sludge formed during the processing of parts are removed and stored separately at stationary storage sites. Loading in a truck body the wagon is carried out in a predetermined ratio and in a certain sequence: all the chips due to the calculation are loaded onto the bottom of the wagon, and the estimated amount of sludge is loaded onto it. In this case, the laying operation is combined with the transportation process, and the mixing operation is carried out by the consumer during loading and unloading operations.

Использование изобретения позволяет без существенных затрат вовлечь в народнохозяйственный оборот около 100000 т металла. Наибольший экономический эффект дает переплав смеси стружки и шламов в ферросплавных печах, где вместе с металлом перейдут в расплав и металлы, восстановленные из окислов. The use of the invention allows, without significant costs, to involve about 100,000 tons of metal in the national economic turnover. The greatest economic effect is provided by the remelting of the mixture of chips and sludge in ferroalloy furnaces, where together with the metal they will be converted to melt and metals reduced from oxides.

Claims

METHOD FOR PREPARING SMALL-FRACTIONAL METAL WASTE-Sludge for Smelting, characterized in that, in order to reduce the cost of the preparation process, sludge in a predetermined ratio is loaded with a layer on a layer of metal shavings, kept on it to reduce the content of cutting fluids, then mix uniformly until a homogeneous mass is obtained after which the resulting mixture is loaded into the melting unit together with the remaining components of the charge.