RU2600297C2

RU2600297C2 - Method for complex processing melts and process line for its implementation

Info

Publication number: RU2600297C2
Application number: RU2015109266/02A
Authority: RU
Inventors: Амир Галиевич Шакуров; Александр Дмитриевич Чертов; Валерий Михайлович Паршин; Вера Сергеевна Школьник
Original assignee: Амир Галиевич Шакуров; Александр Дмитриевич Чертов; Валерий Михайлович Паршин; Вера Сергеевна Школьник
Priority date: 2015-03-17
Filing date: 2015-03-17
Publication date: 2016-10-20
Also published as: RU2015109266A

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: invention relates to metallurgy, particularly to processing melted slag. Method of processing includes supply of melted slag by means of a reception assembly of a rotating drum of a crystallizer with a grate onto metal balls, its cooling and hardening, formation of grains with the size of 10-70 mm. Water consumption for cooling the melted slag is maintained within the range of 0.8-1.0 m³ per ton of the melted slag. Within the temperature range of 1,600→600 °C the melt is cooled at the rate of not less than 30-70 °C/sec, for this purpose prior to discharge the melt is maintained in a revolving with the linear speed of 0.2-0.5 m/sec interball space of the metal balls from 10 to 30 sec at the water flow rate for hardening and cooling of 60-70 % of total, half of which is supplied by jets within the period of the hot melt discharge cycle, second one - during the cold cycle. After discharge of the product it is cooled by water or a water-air mixture at the rate of not less than 2-5 °C/sec and the use of 30-40 % of total specific consumption of water.

EFFECT: use of the invention provides decreased dust and harmful emissions formation.

2 cl, 3 dwg, 2 tbl

Description

Изобретение относится к металлургической промышленности и может быть использовано для переработки шлаковых расплавов металлургического производства.The invention relates to the metallurgical industry and can be used for processing slag melts of metallurgical production.

Известен способ получения из шлаковых расплавов гранул твердых неорганических веществ, включающий охлаждение шлакового расплава в стационарной емкости, в которую перед заполнением ее шлаковым расплавом помещают металлические шары, а после охлаждения затвердевшего материала отделение металлических шаров осуществляют магнитной сепарацией [1].A known method of producing granules of solid inorganic substances from slag melts, comprising cooling the slag melt in a stationary tank, in which metal balls are placed before filling it with slag melt, and after cooling the hardened material, the separation of metal balls is carried out by magnetic separation [1].

Признаки, совпадающие с признаками изобретения, - способ переработки шлакового расплава и технологическая линия переработки шлакового расплава:Signs that coincide with the features of the invention are a method for processing slag melt and a processing line for processing slag melt:

- охлаждение и формирование крупности затвердевшего шлака осуществляется на поверхности и в полостях, образованных металлическими шарами.- cooling and the formation of the size of the hardened slag is carried out on the surface and in the cavities formed by metal balls.

Недостатки известного способа и причины, препятствующие достижению наиболее эффективного технического результата:The disadvantages of this method and the reasons that impede the achievement of the most effective technical result:

- невозможность регулирования в неподвижной емкости скорости охлаждения шлакового расплава для получения затвердевшего шлака, стабилизированного от термического распада;- the inability to control in a fixed tank the cooling rate of the slag melt to obtain hardened slag stabilized from thermal decomposition;

- низкая производительность процесса из-за высокой трудоемкости отделения металлических шаров от затвердевшего шлака, обладающего ферромагнитными свойствами.- low productivity of the process due to the high complexity of separating metal balls from hardened slag with ferromagnetic properties.

Известен способ для переработки металлургических шлаков, включающий охлаждение, формирование крупности и формы гранул затвердевшего шлака на слое движущихся металлических шаров, находящихся внутри вращающейся емкости, в которую подается вода, а установка для осуществления этого способа включает заливочный желоб, колосниковый барабан с металлическими шарами и устройство для дополнительного охлаждения шлака, при этом заливку шлакового расплава в колосниковый барабан осуществляют через центральное осевое отверстие.A known method for the processing of metallurgical slag, including cooling, forming the size and shape of granules of hardened slag on a layer of moving metal balls inside a rotating container into which water is supplied, and the installation for implementing this method includes a casting chute, a grate with metal balls and a device for additional cooling of the slag, while the slag melt is poured into the grate drum through a central axial hole.

Устройство для дополнительного охлаждения выполнено в виде перемещающихся в замкнутом объеме перфорированных ячеек, смонтированных с возможностью периодического погружения в воду. Высота слоя металлических шаров в момент контакта со шлаком составляет не ниже трех минимальных размеров шара. Емкость вращают со скоростью 0,15-0,45 от критической, а отношение массы шлака к массе металлических шаров в емкости поддерживают в пределах 0,08-0,15 [2]. The device for additional cooling is made in the form of perforated cells moving in a closed volume, mounted with the possibility of periodic immersion in water. The height of the layer of metal balls at the moment of contact with the slag is not lower than three minimum ball sizes. The capacity is rotated at a speed of 0.15-0.45 from the critical, and the ratio of the mass of slag to the mass of metal balls in the tank is maintained within the range of 0.08-0.15 [2].

Общие признаки с заявляемым решением:Common features with the claimed solution:

• охлаждение и формирование крупности затвердевшего шлака осуществляются на поверхности и в полостях, образованных металлическими шарами;• cooling and the formation of coarseness of hardened slag are carried out on the surface and in the cavities formed by metal balls;

• наличие колосникового барабана с металлическими шарами;• the presence of a grate drum with metal balls;

• высота слоя шаров в момент контакта со шлаковым расплавом не ниже трех минимальных размеров шара;• the height of the layer of balls at the moment of contact with the slag melt is not lower than three minimum ball sizes;

• наличие устройства для дополнительного охлаждения.• the presence of a device for additional cooling.

• недостаточная стабилизация структуры затвердевшего шлака, приводящая со временем к известково-силикатному распаду получаемых гранул;• insufficient stabilization of the hardened slag structure, leading over time to calc-silicate decomposition of the resulting granules;

• невозможность управления морфологическим структурообразованием охлаждаемого шлакового расплава;• the inability to control the morphological structure formation of the cooled slag melt;

• снижение производительности установки из-за быстрого зарастания подающего желоба затвердевающим шлаковым расплавом;• decrease in plant productivity due to fast overgrowing of the feed chute by hardening slag melt;

• недостаточно интенсивный отбор тепла в верхнем слое металлических шаров при подаче шлакового расплава через центральное отверстие;• insufficiently intense heat removal in the upper layer of metal balls when feeding slag melt through a central hole;

• необходимость избыточного количества воды на охлаждение, которое приводит к высокой влажности до 15%, термодроблению и чрезмерному измельчению затвердевшего шлака до размеров менее 5 мм;• the need for excess cooling water, which leads to high humidity up to 15%, thermal crushing and excessive grinding of hardened slag to sizes less than 5 mm;

• спекание затвердевшего шлака в коржи на выходе из колосникового барабана из-за неравномерного охлаждения шлакового расплава.• sintering of hardened slag into cakes at the outlet of the grate drum due to uneven cooling of the slag melt.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ переработки шлакового расплава, включающий подачу шлакового расплава посредством узла приемки вращающегося барабанного кристаллизатора с колосниковой решеткой на металлические шары, отбор тепла от шлакового расплава с помощью металлических шаров путем их нагрева в период горячего цикла, охлаждение и затвердевание шлакового расплава, формирование затвердевшего шлака с размером зерен фракцией 10-70 мм, его выгрузку, охлаждение металлических шаров в период холодного цикла. Установка для осуществления способа содержит узел приемки шлакового расплава, вращающийся барабанный кристаллизатор с колосниковой решеткой, имеющий горизонтальную ось вращения, частично заполненный металлическими шарами, систему подачи воды и устройство для выгрузки затвердевшего шлака [3].The closest technical solution to the claimed invention by its technical nature and the achieved result is a method for processing slag melt, including feeding slag melt by means of a receiving unit of a rotating drum crystallizer with a grate to metal balls, taking heat from the slag melt using metal balls by heating them for a period hot cycle, cooling and solidification of the slag melt, the formation of hardened slag with a grain size fraction of 10-70 mm, its unloading, cooling of metal balls during the cold cycle. Installation for implementing the method includes a site for receiving slag melt, a rotating drum crystallizer with a grate, having a horizontal axis of rotation, partially filled with metal balls, a water supply system and a device for unloading hardened slag [3].

Общие с заявляемым изобретением признаки:Common with the claimed invention signs:

• подача шлакового расплава посредством узла приемки;• supply of slag melt through the acceptance unit;

• вращающийся барабанный кристаллизатор с колосниковой решеткой и металлическими шарами;• a rotating drum crystallizer with a grate and metal balls;

• отбор тепла от шлакового расплава с помощью металлических шаров;• heat removal from slag melt using metal balls;

• охлаждение и затвердевание шлакового расплава, формирование затвердевшего шлака с размером зерен фракцией 10-70 мм;• cooling and solidification of the slag melt, the formation of hardened slag with a grain size fraction of 10-70 mm;

• охлаждение металлических шаров в период холодного цикла;• cooling of metal balls during the cold cycle;

• устройство для выгрузки затвердевшего шлака.• a device for unloading hardened slag.

Недостатки известного способа и причины, препятствующие достижению наилучшего технического результата:The disadvantages of this method and the reasons that impede the achievement of the best technical result:

• недостаточно интенсивный и кратковременный отбор тепла от шлакового расплава при увеличении производительности установки, недостаточная скорость его охлаждения, не исключающая известково-силикатный распад затвердевшего шлака, а также спекание затвердевшего шлака в коржи на выходе из устройства;• insufficiently intense and short-term heat removal from the slag melt with increasing plant productivity, insufficient cooling rate, not excluding calc-silicate decomposition of hardened slag, as well as sintering of hardened slag into cakes at the outlet of the device;

• ограниченная возможность регулирования крупности фракции затвердевшего шлака, обеспечиваемая только шагом колосниковой решетки и скоростью перемещения металлических шаров до 1,5 м/с, что в свою очередь приводит к чрезмерному измельчению затвердевшего шлака до размеров меньше 5 мм;• limited ability to control the size of the fraction of hardened slag, provided only by the step of the grate and the speed of movement of metal balls up to 1.5 m / s, which in turn leads to excessive grinding of the hardened slag to sizes less than 5 mm;

• интенсивный износ металлических шаров за счет большой динамической нагрузки от их общей массы в замкнутом объеме;• intense wear of metal balls due to the large dynamic load of their total mass in a closed volume;

• большая металлоемкость устройства из-за необходимости использования большого количества металлических шаров;• high metal consumption of the device due to the need to use a large number of metal balls;

• высокое содержание пыли в отходящем паре за счет чрезмерного измельчения затвердевшего шлака. • high dust content in the exhaust steam due to excessive grinding of hardened slag.

Ожидаемым техническим результатом изобретения являются:The expected technical result of the invention are:

• повышение производительности процесса;• increasing the productivity of the process;

• обеспечение устойчивости против термического и кристаллохимического распада, стабильности диапазона необходимой крупности, влажности, требуемых вяжущих свойств затвердевшего шлака и исключение спекания затвердевшего шлака в коржи;• ensuring stability against thermal and crystal-chemical decomposition, stability of the range of required fineness, humidity, the required adhesive properties of hardened slag and the prevention of sintering of hardened slag into cakes;

• повышение надежности и срока службы устройства;• increase the reliability and service life of the device;

• снижение образования пыли и вредных выбросов.• reduction of dust formation and harmful emissions.

Поставленная задача решается следующим образом. Способ переработки шлакового расплава включает подачу шлакового расплава посредством узла приемки вращающегося барабанного кристаллизатора с колосниковой решеткой на металлические шары, отбор тепла от шлакового расплава с помощью металлических шаров путем их нагрева в период горячего цикла, охлаждение и затвердевание шлакового расплава, формирование затвердевшего шлака с размером зерен фракцией 10-70 мм, его выгрузку, охлаждение металлических шаров в период холодного цикла.The problem is solved as follows. A method of processing slag melt includes feeding the slag melt through the receiving unit of a rotating drum crystallizer with a grate to metal balls, taking heat from the slag melt using metal balls by heating them during the hot cycle, cooling and solidifying the slag melt, forming solidified slag with grain size fraction of 10-70 mm, its unloading, cooling of metal balls during the cold cycle.

Новым является то, что при подаче шлакового расплава отношение массы расплава к массе металлических шаров поддерживают в интервале 0,123-0,170 и подают воду на охлаждение и затвердевание шлакового расплава с суммарным удельным расходом 0,8-1,0 м³ на тонну шлакового расплава, при этом шлаковый расплав выдерживают в кристаллизаторе, вращающемся с линейной скоростью 0,2-0,5 м/сек, от 10 до 30 сек при расходе воды на охлаждение и затвердевание шлакового расплава, равном 60-70% ее суммарного удельного расхода, причем половину расхода воды подают струями в период горячего цикла до выгрузки затвердевшего шлака, а вторую половину - в период холодного цикла, обеспечивают охлаждение шлакового расплава со скоростью не менее 30-70°С/сек от температуры 1600°С до 600°С, а после выгрузки осуществляют охлаждение затвердевшего шлака водой или водовоздушной смесью со скоростью не менее 2-5°С/сек и расходом воды, равным 30-40% ее суммарного удельного расхода, и сепарацию затвердевшего шлака с разделением на металлический и минеральный продукты.New is that when the slag melt is fed, the ratio of the mass of the melt to the mass of metal balls is maintained in the range of 0.123-0.170 and water is supplied for cooling and solidification of the slag melt with a total specific consumption of 0.8-1.0 m ³ per ton of slag melt, this slag melt is kept in the mold, rotating at a linear speed of 0.2-0.5 m / s, from 10 to 30 seconds with a flow rate of water for cooling and solidification of the slag melt equal to 60-70% of its total specific consumption, and half of the flow water is fed by jets in per hot cycle iodine before the solidified slag is discharged, and the second half during the cold cycle, the slag melt is cooled at a rate of at least 30-70 ° C / s from a temperature of 1600 ° C to 600 ° C, and after unloading, the solidified slag is cooled with water or water-air mixture at a speed of at least 2-5 ° C / s and a water flow rate equal to 30-40% of its total specific consumption, and the separation of hardened slag with separation into metal and mineral products.

Технологическая линия переработки шлакового расплава содержит узел приемки шлакового расплава, вращающийся барабанный кристаллизатор с колосниковой решеткой, имеющий горизонтальную ось вращения, частично заполненный металлическими шарами, систему подачи воды и устройство для выгрузки затвердевшего шлака.The slag melt processing line includes a slag melt receiving unit, a rotary drum crystallizer with a grate, having a horizontal axis of rotation, partially filled with metal balls, a water supply system and a device for discharging hardened slag.

Новым является то, что вращающийся барабанный кристаллизатор выполнен секционным с количеством секций n≥3, заполненных на 20-30% своего объема одинаковыми в каждой секции металлическими шарами с радиусом 40-75 мм, а колосники выполнены с шагом 0,6-0,9 от размера шара в секции, при этом система подачи воды выполнена в виде коллекторов с форсунками, расположенными в кожухе кристаллизатора по центру зазоров в колосниковой решетке, устройство для выгрузки затвердевшего шлака выполнено в виде пластинчатого конвейера с пластинами из жаростойких материалов, имеющего линейную скорость движения 0,1-0,5 м/мин и снабженного форсунками, расположенными в ближней к кристаллизатору и средней частях конвейера, с системой отвода парогазовой смеси, установленной вдоль конвейера и совмещенной с системой парогазовой смеси вращающегося барабанного кристаллизатора и с устройством магнитной или немагнитной сепарации с разделением затвердевшего шлака на металлический и минеральный продукты.New is that the rotating drum mold is made sectional with the number of sections n≥3 filled by 20-30% of its volume with the same metal balls in each section with a radius of 40-75 mm, and the grates are made in increments of 0.6-0.9 the size of the ball in the section, while the water supply system is made in the form of collectors with nozzles located in the mold casing in the center of the gaps in the grate, the device for unloading the hardened slag is made in the form of a plate conveyor with plates of heat-resistant mate yalov having a linear speed of 0.1-0.5 m / min and equipped with nozzles located in the middle of the conveyor closest to the mold and with the vapor-gas mixture removal system installed along the conveyor and combined with the steam-gas mixture of the rotating drum crystallizer and with a magnetic or non-magnetic separation device with the separation of hardened slag into metal and mineral products.

Предлагаемый способ и технологическая линия позволяет исключить термический и кристаллохимический распад получаемого из шлакового расплава затвердевшего шлака в диапазоне отношения масс шлакового расплава и металлических шаров 0,123-0,170, а следовательно, существенно увеличить номинальную производительность процесса. При этом на выходе формируется заданный зерновой состав затвердевшего шлака, исключается его спекание в коржи и достигается влажность не более 5%, а образование пыли за счет низкой истираемости затвердевшего шлака не превышает 50 мг/м³ парогазовой смеси (ПГС), существенно увеличивается надежность и срок службы установки, снижаются металлоемкость и энергопотребление переработки шлакового расплава.The proposed method and production line eliminates the thermal and crystallochemical decomposition of solidified slag obtained from the slag melt in the mass ratio of the slag melt and metal balls 0.123-0.170, and therefore significantly increase the nominal process productivity. At the same time, a predetermined grain composition of hardened slag is formed at the output, its sintering into cakes is excluded and humidity is not more than 5%, and dust formation due to the low abrasion of the hardened slag does not exceed 50 mg / m ^{3 of a} vapor-gas mixture (ASG), the reliability and installation service life, reduced metal consumption and energy consumption of processing slag melt.

Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков заявляемого способа и достигаемым техническим результатом заключается в следующем:A causal relationship between the set of essential features of the proposed method and the achieved technical result is as follows:

Повышение производительности процесса достигается за счет:Improving the performance of the process is achieved by:

• интенсификации теплообмена шлакового расплава в диапазоне отношения масс шлакового расплава и металлических шаров 0,123-0,170 с суммарным удельным расходом воды 0,8-1,0 м³ на тонну шлакового расплава;• intensification of heat transfer of slag melt in the range of mass ratios of slag melt and metal balls 0.123-0.170 with a total specific water consumption of 0.8-1.0 m ³ per ton of slag melt;

• разделения вращающегося барабанного кристаллизатора на n≥3 секций, заполненных на 20-30% своего объема одинаковыми в каждой секции металлическими шарами с радиусом 40-75 мм;• separation of a rotating drum crystallizer into n≥3 sections, filled by 20-30% of its volume with identical metal balls in each section with a radius of 40-75 mm;

• повышения эффективности теплопередачи от металлических шаров при струйном охлаждении металлических шаров в период холодного цикла после выгрузки затвердевшего шлака.• increase the efficiency of heat transfer from metal balls during jet cooling of metal balls during the cold cycle after the solidified slag is discharged.

Обеспечение устойчивости против термического и кристаллохимического распада, стабильности диапазона необходимой крупности, минимальной влажности, требуемых вяжущих свойств затвердевшего шлака и исключение спекания затвердевшего шлака в коржи достигается за счет:Ensuring stability against thermal and crystallochemical decay, stability of the range of required fineness, minimum moisture content, the required adhesive properties of hardened slag and the exclusion of sintering of hardened slag in cakes is achieved by:

• ограничения длительности выдержки шлакового расплава в межшаровом пространстве металлических шаров от 10 до 30 сек при линейной скорости перемещения секций вращающегося барабанного кристаллизатора в интервале 0,2-0,5 м/сек;• restrictions on the duration of exposure of slag melt in the inter-ball space of metal balls from 10 to 30 seconds with a linear speed of movement of sections of a rotating drum crystallizer in the range of 0.2-0.5 m / s;

• выбора оптимального режима охлаждения шлакового расплава со скоростью не менее 30-70°С/сек от температуры 1600°С до 600°С с суммарным удельным расходом воды 0,8-1,0 м³ на тонну шлакового расплава;• selection of the optimal cooling mode for slag melt at a rate of at least 30-70 ° C / s from a temperature of 1600 ° C to 600 ° C with a total specific water flow rate of 0.8-1.0 m ³ per ton of slag melt;

• распределения по разным температурным зонам теплообмена необходимого количества подачи воды - во вращающемся барабанном кристаллизаторе - 60-70% ее суммарного удельного расхода, в пластинчатом конвейере - 30-40% суммарного удельного расхода;• distribution of the required amount of water supply to different heat exchange temperature zones - in a rotating drum crystallizer - 60-70% of its total specific consumption, in a plate conveyor - 30-40% of the total specific consumption;

• оптимизации режимов подачи воды в технологических зонах охлаждения, половину расхода воды подают струями в период горячего цикла до выгрузки затвердевшего шлака, а вторую половину - в период холодного цикла;• optimization of water supply regimes in the technological cooling zones, half of the water flow is supplied by jets during the hot cycle until the solidified slag is discharged, and the second half during the cold cycle;

• непрерывной выгрузкой затвердевшего шлака из вращающегося барабанного кристаллизатора на пластинчатый конвейер, имеющий линейную скорость движения 0,1-0,5 м/мин и скорость охлаждения не менее 2-5°С/сек, водой или водовоздушной смесью;• continuous unloading of hardened slag from a rotating drum crystallizer onto a plate conveyor having a linear speed of 0.1-0.5 m / min and a cooling rate of at least 2-5 ° C / s, water or a water-air mixture;

• выбора размера металлических шаров, загружаемых в секцию, шага колосниковой решетки 0,6-0,9 от наименьшего размера металлического шара и линейной скорости перемещения секций вращающегося барабанного кристаллизатора в интервале 0,2-0,5 м/сек.• selection of the size of metal balls loaded into the section, the step of the grate of 0.6–0.9 of the smallest size of the metal ball and the linear velocity of the sections of the rotating drum mold in the range of 0.2–0.5 m / s.

Повышение надежности и срока службы устройства достигается за счет:Improving the reliability and service life of the device is achieved by:

• распределения нагрузки на оборудование от шлакового расплава и металлических шаров как по отдельным секциям, так и в каждой секции вращающегося барабанного кристаллизатора;• distribution of the load on the equipment from slag melt and metal balls both in separate sections and in each section of a rotating drum crystallizer;

• снижение пластической деформации и коэффициента истирания металлических шаров при подаче оптимального количества воды, распределенного по зонам и режимам теплообмена, струйном охлаждении водой 0,1-0,6 кг на каждый металлический шар в секции в период холодного цикла и линейной скорости перемещения секций вращающегося барабанного кристаллизатора 0,2-0,5 м/сек;• reduction of plastic deformation and the coefficient of abrasion of metal balls when applying the optimal amount of water distributed between zones and heat transfer modes, jet cooling with water 0.1-0.6 kg for each metal ball in the section during the cold cycle and the linear speed of the moving sections of the rotating drum mold 0.2-0.5 m / s;

• выноса операции дополнительного охлаждения затвердевшего шлака на пластинчатый конвейер в жаропрочном исполнении.• removal of the operation of additional cooling of hardened slag to the plate conveyor in a heat-resistant design.

Снижение образования пыли и вредных выбросов достигается за счет:Reducing the formation of dust and harmful emissions is achieved by:

• распределения шлакового расплава и металлических шаров по отдельным секциям вращающегося барабанного кристаллизатора;• distribution of slag melt and metal balls in separate sections of a rotating drum crystallizer;

• снижения динамических нагрузок от металлических шаров на затвердевший шлак при линейной скорости перемещения секций вращающегося барабанного кристаллизатора 0,2-0,5 м/сек и, соответственно, меньшего его истирания;• reduction of dynamic loads from metal balls on hardened slag at a linear speed of movement of sections of a rotating drum mold 0.2-0.5 m / s and, accordingly, less abrasion;

• подачи расчетной доли количества воды на охлаждение шлакового расплава - 60-70% ее суммарного удельного расхода, что способствует осаждению пылевых частиц внутри вращающегося барабанного кристаллизатора.• supplying a calculated fraction of the amount of water for cooling the slag melt - 60-70% of its total specific consumption, which contributes to the deposition of dust particles inside a rotating drum crystallizer.

Сущность предложенного решения заключается в следующем.The essence of the proposed solution is as follows.

При средней (максимальной) интенсивности скачивания шлакового расплава из дуговых сталеплавильных печей и кислородных конвертеров 3-5 (10-15) т/мин для совмещения технологических процессов скачивания и уборки шлакового расплава непосредственно из-под плавильной печи вращающийся барабанный кристаллизатор должен иметь высокую пропускную способность (производительность), небольшие габариты, возможность монтажа непосредственно под плавильной печью и отвечать требованиям надежности и безопасности при работе со шлаковыми расплавами.At an average (maximum) intensity of downloading slag melt from arc steel furnaces and oxygen converters 3-5 (10-15) t / min to combine the technological processes of downloading and cleaning slag melt directly from under the melting furnace, the rotating drum crystallizer should have a high throughput (productivity), small dimensions, the ability to install directly under the melting furnace and meet the requirements of reliability and safety when working with slag melts.

Для повышения производительности процесса и обеспечения компактности габаритов затвердевание шлакового расплава формирование крупности затвердевшего шлака осуществляют в интервале температур от 1600°С до 600°С в межшаровом пространстве металлических шаров в момент заливки и перемещения секции вращающегося барабанного кристаллизатора, а отношение массы подаваемого шлакового расплава в секцию к массе металлических шаров, загруженных в секцию, поддерживают в интервале 0,123-0,170. В этом случае максимальная производительность устройства и его пропускная способность по шлаковому расплаву составляет до 12 тонн в минуту (см. табл. 2.), соответственно, обеспечиваются необходимые условия для использования устройства непосредственно под сталеплавильным агрегатом - плавильной печью ДСП или кислородным конвертером.To increase the productivity of the process and ensure compact dimensions, the solidification of the slag melt solidifies the size of the solidified slag in the temperature range from 1600 ° C to 600 ° C in the inter-ball space of metal balls at the time of filling and moving the section of the rotating drum mold, and the mass ratio of the supplied slag melt into the section to the mass of metal balls loaded in the section, support in the range of 0.123-0.170. In this case, the maximum productivity of the device and its capacity for slag melt is up to 12 tons per minute (see table 2.), respectively, the necessary conditions are provided for using the device directly under the steelmaking unit - a chipboard melting furnace or an oxygen converter.

Вращающийся барабанный кристаллизатор выполнен секционным с количеством секций n≥3, заполненных на 20-30% своего объема одинаковыми в каждой секции металлическими шарами радиусом 40-75 мм В указанных диапазонах размеров металлических шаров и отношения масс обеспечиваются наилучшие условия по заполнению шлаковым расплавом свободного объема, образованного межшаровыми полостями металлических шаров. Это способствует наиболее эффективному отбору тепла от шлакового расплава за отведенный промежуток времени, а также создает оптимальные условия для динамического воздействия на затвердевший шлак для его дробления без излишнего истирания и получения необходимой фракционности затвердевшего шлака. При соотношении масс более 0,170 объем шлакового расплава в секции вращающегося барабанного кристаллизатора с металлическими шарами превышает суммарный объем межшаровых полостей, образованных металлическими шарами в насадке. Шлаковый расплав переполняет секцию с металлическими шарами, что приводит к затвердеванию шлакового расплава на элементах конструкции и остановке оборудования, при этом металлические шары быстро перегреваются и не обеспечивают необходимый отбор тепла от шлакового расплава. При соотношении масс менее 0,123 количество металлических шаров становится избыточным по балансу теплообменного процесса, они подвергают затвердевший шлак излишнему дроблению, при этом коэффициент загрузки секции вращающегося барабанного кристаллизатора металлическими шарами превышает 30%, соответственно, увеличиваются габариты и металлоемкость технологической линии.The rotating drum crystallizer is made sectional with the number of sections n≥3 filled with 20-30% of its volume with the same metal balls in each section with a radius of 40-75 mm. In these ranges of sizes of metal balls and mass ratios, the best conditions are provided for filling slag melt with free volume, formed by inter-ball cavities of metal balls. This contributes to the most efficient heat removal from the slag melt in the allotted time period, and also creates optimal conditions for the dynamic action of the hardened slag for its crushing without excessive abrasion and obtaining the necessary fractionation of the hardened slag. When the mass ratio is more than 0.170, the volume of slag melt in the section of the rotating drum crystallizer with metal balls exceeds the total volume of inter-ball cavities formed by metal balls in the nozzle. The slag melt overflows the section with metal balls, which leads to the solidification of the slag melt at the structural elements and the equipment stops, while the metal balls quickly overheat and do not provide the necessary heat removal from the slag melt. When the mass ratio is less than 0.123, the number of metal balls becomes excessive in terms of the balance of the heat transfer process, they expose the solidified slag to excessive crushing, while the load factor of the section of the rotating drum crystallizer with metal balls exceeds 30%, respectively, the dimensions and metal consumption of the technological line increase.

При вращении барабанного кристаллизатора секция перемещается с линейной скоростью 0,2-0,5 м/сек, что позволяет распределить поток шлакового расплава на порции от 0,1 до 2 тонн в каждую секцию и осуществить наиболее интенсивный отбор тепла от шлакового расплава металлическими шарами.When the drum crystallizer rotates, the section moves with a linear speed of 0.2-0.5 m / s, which allows you to distribute the flow of slag melt into portions from 0.1 to 2 tons in each section and to carry out the most intense heat removal from the slag melt by metal balls.

Интенсивный отбор тепла от шлакового расплава с большой поверхностью контакта металлических шаров в замкнутой секции за время выдержки от 10 до 30 сек позволяет аккумулировать значительную долю тепла горячего цикла металлическими шарами и отдавать его в период холодного цикла. Такая цикличная термонапряженная работа металлических шаров по мере увеличения количества циклов приводит к постепенному повышению температуры в центре шара до достижения момента квазистационарного состояния, связанного с теплопередачей шлаковый расплав → металлический шар → вода. Изменение средней температуры металлического шара отражает способность металлического шара аккумулировать тепло в период горячего цикла и отдавать в период холодного цикла, а при квазистационарном режиме тепловые потоки уравновешиваются. Это обеспечивает за счет струйной подачи воды для охлаждения горячих металлических шаров в период холодного цикла максимально длительную их службу без потери физических свойств.Intensive heat removal from the slag melt with a large contact surface of the metal balls in the closed section during the holding time from 10 to 30 seconds allows you to accumulate a significant portion of the heat of the hot cycle with metal balls and give it during the cold cycle. Such cyclic thermally intense work of metal balls as the number of cycles increases leads to a gradual increase in temperature in the center of the ball until a moment of quasistationary state is reached associated with heat transfer: slag melt → metal ball → water. The change in the average temperature of the metal ball reflects the ability of the metal ball to accumulate heat during the hot cycle and to give off during the cold cycle, and in the quasi-stationary mode, the heat fluxes are balanced. This ensures, due to the jet supply of water for cooling hot metal balls during the cold cycle, their maximum service life without loss of physical properties.

Производительность технологической линии может быть определена как произведение массы шлакового расплава М_шл, поступающего в секцию на количество секций n в барабанном кристаллизаторе и на скорость вращения секций ω (цикличность).The productivity of the production line can be defined as the product of the mass of slag melt M _sl entering the section by the number of sections n in the drum crystallizer and the section rotation speed ω (cyclicity).

П = М_шл×n×ω.P = M _sl × n × ω.

Продолжительность технологического процесса от заливки во вращающийся барабанный кристаллизатор до отгрузки затвердевшего шлака при переработке шлаковых расплавов после каждой плавки в современных большегрузных сталеплавильных агрегатах можно изменять в диапазоне 5-15 мин в зависимости от цикла производства. Размещение технологической линии непосредственно под сталеплавильным агрегатом или рядом с ним обеспечивает необходимый градиент температур процесса термической стабилизации получаемого затвердевшего шлака.The duration of the process from pouring into a rotating drum crystallizer to the shipment of hardened slag during the processing of slag melts after each melting in modern heavy-duty steelmaking units can be changed in the range of 5-15 minutes depending on the production cycle. Placing the processing line directly below or next to the steelmaking unit provides the necessary temperature gradient of the process of thermal stabilization of the obtained hardened slag.

Получаемый из шлакового расплава затвердевший шлак не должен быть подвержен термическому и кристаллохимическому распадам после затвердевания. Номенклатура и потребительские свойства затвердевшего шлака регламентируются ГОСТ 3344-87 по составу, фракции, устойчивости, плотности, влажности, активности, лещадности и др., что определяет основные требования к процессу производства.The hardened slag obtained from slag melt should not be subject to thermal and crystal-chemical decomposition after solidification. The nomenclature and consumer properties of hardened slag are regulated by GOST 3344-87 in composition, fraction, stability, density, humidity, activity, flakiness, etc., which determines the basic requirements for the production process.

Формирование минеральной структуры затвердевшего шлака из шлакового расплава зависит от химического состава шлакового расплава и скорости охлаждения. Последовательность формирования кристаллической структуры из шлакового расплава в зависимости от химического состава при равновесии всех фаз соответствует температурам плавления и режимам охлаждения основных минералов. При увеличении скорости охлаждения процесс кристаллизации смещается в сторону образования новых фаз, отличных от равновесных условий кристаллизации. В шлаковых расплавах с основностью CaO/SiO₂>2 основными минералами являются соединения силикатов кальция, например двухкальциевый силикат Ca₂SiO₄ (C₂S) (ларнит, белит), полиморфные превращения которого происходят в температурном интервале 1425-500°С, причем завершающее фазовое превращение из β-фазы в γ-фазу происходит в интервале 630-500°С с увеличением объема кристаллической решетки на 12%, в результате чего при охлаждении в естественных условиях в течение 24 часов затвердевший шлак превращается в мелкодисперсную пыль, происходит силикатный распад. Наличие в составе шлакового расплава свободного оксида кальция СаО после затвердевания шлака приводит к его гидратации, в результате которой затвердевший шлак увеличивается в объеме и разрушается, происходит известковый распад.The formation of the mineral structure of hardened slag from the slag melt depends on the chemical composition of the slag melt and the cooling rate. The sequence of formation of the crystalline structure from the slag melt, depending on the chemical composition at the equilibrium of all phases, corresponds to the melting temperatures and cooling modes of the main minerals. With an increase in the cooling rate, the crystallization process shifts toward the formation of new phases other than the equilibrium crystallization conditions. The main minerals in slag melts with a basicity of CaO / SiO ₂ > 2 are calcium silicate compounds, for example, dicalcium silicate Ca ₂ SiO ₄ (C ₂ S) (larnite, white), the polymorphic transformations of which occur in the temperature range of 1425-500 ° С, and the final phase transformation from the β-phase to the γ-phase occurs in the range of 630-500 ° C with an increase in the volume of the crystal lattice by 12%, as a result of which, when cooled under natural conditions for 24 hours, the solidified slag turns into fine dust, silicate decomposition occurs . The presence of free calcium oxide CaO in the slag melt after hardening of the slag leads to its hydration, as a result of which the hardened slag increases in volume and collapses, and lime decay occurs.

Шлаковый расплав с наличием двухкальциевого силиката C₂S можно закристаллизовать в метастабильной фазе β₁ путем быстрого охлаждения в интервале температур 600-1000°С при фазовом превращении из α′-фазы в β₁-фазу, не переходящую в дальнейшем в γ-фазу. Это является процессом термической стабилизации.A slag melt with the presence of dicalcium silicate C ₂ S can be crystallized in the metastable phase β ₁ by rapid cooling in the temperature range 600-1000 ° C during phase transformation from the α′-phase to β ₁ -phase, which does not subsequently pass into the γ-phase. This is a thermal stabilization process.

На морфологию структурообразования затвердевшего шлака с начальных температур шлакового расплава 1400-1700°С до температур выгрузки затвердевшего шлака 600-800°С влияет скорость охлаждения шлакового расплава во вращающемся барабанном кристаллизаторе. При скорости охлаждения не менее 30-70°С/сек за время 10-30 сек обеспечивается кристаллизация двухкальциевого силиката Ca₂SiO₄ (C₂S) в метастабильной фазе β₁-C₂S, не переходящей впоследствии в фазу γ-C₂S и не подверженной силикатному распаду. Связывание свободного оксида кальция СаО с другими элементами или водой в процессе охлаждения при высоких температурах гарантирует его отсутствие в затвердевшем шлаке, предотвращение от известкового распада во времени, в результате получается продукт с высокими вяжущими свойствами. При малых скоростях охлаждения ниже 30°С/сек кристаллизация двухкальциевого силиката Ca₂SiO₄ (C₂S) в метастабильной фазе β₁-C₂S не обеспечивается и на выходе из вращающегося барабанного кристаллизатора получают вязкопластичную массу, несформированную по необходимой морфологической структуре и форме. При значениях скорости охлаждения выше 70°С/сек обеспечивается кристаллизация или остеклование двухкальциевого силиката Ca₂SiO₄ (C₂S) в метастабильной фазе β-C₂S, но приводит к большому перерасходу охлаждающей воды из-за низкой скорости теплообмена, неизбежному увеличению влажности затвердевшего шлака и перерасходу энергоресурсов.The morphology of the structure formation of solidified slag from initial slag melt temperatures of 1400-1700 ° C to the solidified slag discharge temperatures of 600-800 ° C is affected by the cooling rate of the slag melt in a rotating drum crystallizer. At a cooling rate of at least 30-70 ° C / s for 10-30 seconds, crystallization of dicalcium silicate Ca ₂ SiO ₄ (C ₂ S) is ensured in the metastable β ₁ -C ₂ S phase, which does not subsequently pass into the γ-C ₂ phase S and not subject to silicate decomposition. The binding of free calcium oxide CaO with other elements or water during cooling at high temperatures ensures its absence in the hardened slag, prevents calcification over time, resulting in a product with high astringent properties. At low cooling rates below 30 ° C / s, crystallization of dicalcium silicate Ca ₂ SiO ₄ (C ₂ S) in the metastable phase β ₁ -C ₂ S is not provided and at the exit of the rotating drum crystallizer a viscoplastic mass is obtained that is not formed according to the necessary morphological structure and form. At values of the cooling rate above 70 ° C / sec, crystallization or vitrification of dicalcium silicate Ca ₂ SiO ₄ (C ₂ S) in the metastable β-C ₂ S phase is ensured, but leads to a large consumption of cooling water due to the low heat transfer rate, an inevitable increase hardened slag humidity and energy overruns.

Необходимые влажность затвердевшего шлака не более 5% и скорость охлаждения шлакового расплава не менее 30-70°С/с для получения устойчивого против кристаллохимического распада затвердевшего шлака достигаются за счет оптимизации количества и режимов подачи воды на затвердевание и охлаждение в зависимости от изменения температуры шлакового расплава. Для охлаждения высокотемпературного шлакового расплава и металлических шаров суммарное необходимое количество воды составляет 0,8-1,0 м³ на тонну шлакового расплава. Вода в количестве 60-70% от общего расхода подается во вращающийся барабанный кристаллизатор, причем половину подают струями в период горячего цикла до выгрузки затвердевшего шлака, вторую половину - в период холодного цикла. Оставшиеся 30-40% суммарного удельного расхода воды используются для охлаждения затвердевшего шлака водой или водовоздушной смесью после выгрузки.The required moisture content of the solidified slag is not more than 5% and the cooling rate of the slag melt is not less than 30-70 ° C / s in order to obtain solidified slag that is stable against crystallochemical decomposition; they are achieved by optimizing the amount and regimes of water supply for solidification and cooling depending on changes in the temperature of the slag melt . For cooling high-temperature slag melt and metal balls, the total required amount of water is 0.8-1.0 m ³ per ton of slag melt. Water in an amount of 60-70% of the total flow rate is supplied to a rotating drum crystallizer, with half being supplied with jets during the hot cycle until the solidified slag is discharged, and the other half during the cold cycle. The remaining 30-40% of the total specific consumption of water is used to cool the hardened slag with water or a water-air mixture after unloading.

Затвердевший и охлажденный до температуры 600-800°С шлак, прошедший через колосниковую решетку, поступает на устройство отгрузки, выполненное в виде пластинчатого конвейера и укладывается в один-два слоя на пластинах конвейера, с линейной скоростью перемещения 0,1-0,5 м/мин, обеспечивается непрерывная уборка затвердевшего шлака из-под вращающегося барабанного кристаллизатора и предотвращается спекание в коржи. Посредством водяного или водовоздушного воздействия производят дополнительное охлаждение затвердевшего шлака со скоростью 2-5°С/сек до конечной температуры не более 100°С.The slag hardened and cooled to a temperature of 600-800 ° C, passed through the grate, enters the shipment device, made in the form of a plate conveyor and laid in one or two layers on the conveyor plates, with a linear speed of 0.1-0.5 m / min, continuous hardened slag is removed from under the rotating drum crystallizer and sintering into cakes is prevented. Through water or water-air exposure, additional hardening of the solidified slag is performed at a rate of 2-5 ° C / s to a final temperature of not more than 100 ° C.

Размер металлических шаров, загружаемых в секцию, шаг колосниковой решетки 0,6-0,9 от наименьшего размера металлического шара, а также линейная скорость вращения секций вращающегося барабанного кристаллизатора в интервале 0,2-0,5 м/сек позволяют производить затвердевший шлак необходимой крупности. В случае использования металлических шаров крупность и форма затвердевшего шлака определяются размером минимального радиуса сферы R_can (1), вписанной в треугольное сечение межшарового канала площадью S_Δ (2), образованной шарами.The size of the metal balls loaded into the section, the step of the grate of the grid 0.6-0.9 of the smallest size of the metal ball, as well as the linear speed of rotation of the sections of the rotating drum crystallizer in the range of 0.2-0.5 m / s allow the production of hardened slag necessary size. In the case of using metal balls, the size and shape of the solidified slag are determined by the size of the minimum radius of the sphere R _can (1) inscribed in a triangular section of the inter-spherical channel with an area S _Δ (2) formed by balls.

Металлические шары радиусом R_sp от 40 до 75 мм помещают в секцию вращающегося барабанного кристаллизатора при порозности укладки в интервале ε=0,35-0,42. Колосниковая решетка с шагом колосника 0,6-0,9 от наименьшего размера металлического шара, помещенного в данную секцию, позволяет классифицировать затвердевший шлак по верхней границе размера. В разных секциях могут быть металлические шары разного размера, что позволяет при необходимости получать более широкую номенклатуру по фракционности затвердевшего шлака. Колосниковая решетка, выполненная с шагом колосника 0,6-0,9 от наименьшего размера металлического шара, помещенного в секцию, позволяет беспрепятственно заливать во вращающийся барабанный кристаллизатор не только жидкотекучий шлаковый расплав, но и содержавшиеся в шлаковом расплаве затвердевшие куски размером не более 0,5-0,8 от наименьшего размера металлического шара, помещенного в секцию.Metal balls with a radius of R _sp from 40 to 75 mm are placed in a section of a rotating drum mold with porosity of laying in the range ε = 0.35-0.42. The grate with a grate step of 0.6-0.9 of the smallest metal ball placed in this section allows the hardened slag to be classified according to the upper size boundary. In different sections there may be metal balls of different sizes, which allows, if necessary, to obtain a wider nomenclature for the fractionation of hardened slag. The grate, made with a grate step of 0.6-0.9 from the smallest metal ball placed in the section, allows not only liquid fluid slag melt, but also hardened pieces contained in the slag melt to be filled in size not more than 0, without hindrance, 5-0.8 of the smallest metal ball placed in a section.

Диапазон изменения шага между колосниками 0,6-0,9 от наименьшего размера металлического шара, загруженного в секцию, обусловлен необходимостью получения крупной фракции затвердевшего шлака. Шаг больше 0,9 приводит к заклиниванию металлических шаров между колосниками, нарушению пропускной способности и выгрузки затвердевшего шлака из секции. Уменьшение шага между колосниками ниже 0,6 приводит к быстрому зарастанию отверстий затвердевшим шлаком, особенно высоковязким, снижению пропускной способности и неполному опорожнению секции от затвердевшего шлака за один проход, что усложняет дальнейшее заполнение секции шлаковым расплавом и последующую очистку колосников.The range of pitch changes between grates 0.6-0.9 of the smallest metal ball loaded in the section is due to the need to obtain a large fraction of hardened slag. A step greater than 0.9 leads to jamming of the metal balls between the grates, a violation of the throughput and unloading of hardened slag from the section. Reducing the step between the grates below 0.6 leads to the rapid overgrowth of the holes with hardened slag, especially high viscosity, reducing the throughput and incomplete emptying of the section from hardened slag in one pass, which complicates the further filling of the section with slag melt and subsequent cleaning of the grate.

Распределение металлических шаров по отдельным секциям вращающегося барабанного кристаллизатора с загрузкой на 20-30% объема секции снижает момент сил при вращении барабанного кристаллизатора с линейной скоростью перемещения секций 0,2-0,5 м/сек, а также способствует существенному снижению коэффициента истираемости металлических шаров за счет снижения общей массы металлических шаров, что в целом позволяет уменьшить общее энергопотребление и металлоемкость технологической линии.The distribution of metal balls in individual sections of a rotating drum crystallizer with a load of 20-30% of the volume of the section reduces the moment of force during rotation of the drum mold with a linear speed of movement of the sections of 0.2-0.5 m / s, and also significantly reduces the coefficient of abrasion of metal balls by reducing the total mass of metal balls, which generally reduces the total energy consumption and metal consumption of the technological line.

После окончания заливки шлакового расплава во вращающийся барабанный кристаллизатор и выгрузки затвердевшего шлака осуществляют охлаждение металлических шаров, расход воды поддерживают в количестве не более 0,1-0,6 кг на каждый металлический шар до их охлаждения до температуры окружающей среды.After pouring the slag melt into the rotating drum crystallizer and unloading the hardened slag, the metal balls are cooled, the water flow rate is maintained in an amount of not more than 0.1-0.6 kg for each metal ball until they are cooled to ambient temperature.

Вынос технологической операции окончательного охлаждения затвердевшего шлака из вращающегося барабанного кристаллизатора на пластинчатый конвейер снижает тепловую нагрузку и обеспечивает увеличение стойкости основного оборудования - вращающегося барабанного кристаллизатора. Пластины конвейера выполняют из жаропрочной стали.The removal of the technological operation of the final cooling of the hardened slag from a rotating drum crystallizer to a plate conveyor reduces the heat load and increases the durability of the main equipment - a rotating drum crystallizer. Conveyor plates are made of heat resistant steel.

Снижение пылеобразования обеспечивается за счет низкого коэффициента истирания затвердевшего шлака при уменьшении динамических нагрузок от перемещения металлических шаров в секции. На выходе из вращающегося барабанного кристаллизатора выбросы пыли не превышают 50 мг/м³ ПГС. Система аспирации ПГС расположена вдоль пластинчатого конвейера и совмещена с системой аспирации ПГС вращающегося барабанного кристаллизатора, при этом перед выбросом ПГС в атмосферу могут быть установлены циклоны или другие пылеулавливающие устройства для очистки ПГС от пыли до уровня не более 5 мг/м³.Dust reduction is achieved due to the low coefficient of abrasion of hardened slag while reducing dynamic loads from the movement of metal balls in the section. At the exit of the rotating drum crystallizer, dust emissions do not exceed 50 mg / m ³ ASG. The ASG aspiration system is located along the plate conveyor and combined with the ASG aspiration system of a rotating drum crystallizer, while cyclones or other dust collecting devices can be installed to clean the ASG from dust to a level of not more than 5 mg / m ³ before the ASG is emitted.

Контроль и управление основными параметрами процесса в каждой зоне теплообмена по всей технологической линии осуществляет автоматизированная система управления, что позволяет обеспечить надежность и безопасность процесса.Monitoring and control of the main process parameters in each heat exchange zone along the entire technological line is carried out by an automated control system, which ensures the reliability and safety of the process.

Таким образом, заявляемое изобретение - способ переработки шлакового расплава и технологическая линия переработки шлакового расплава соответствует критерию "новизна".Thus, the claimed invention is a method of processing slag melt and a processing line for processing slag melt meets the criterion of "novelty."

При анализе на соответствие критерию "изобретательский уровень" не обнаружено источников информации, указывающих на известность предложенных технологических решений по функциональному назначению и поставленной задаче.When analyzing the compliance with the criterion of "inventive step", no sources of information were found indicating the popularity of the proposed technological solutions for their functional purpose and the task.

Предложенное решение может быть реализовано в промышленности, а ожидаемый технический результат вытекает из совокупности существенных признаков изобретения, что свидетельствует о соответствии критерию "промышленная применимость".The proposed solution can be implemented in industry, and the expected technical result follows from the combination of essential features of the invention, which indicates compliance with the criterion of "industrial applicability".

Предлагаемый способ переработки шлакового расплава и технологическая линия переработки шлакового расплава схематично представлены на фиг. 1, 2, 3.The proposed method for processing slag melt and the processing line for processing slag melt are shown schematically in FIG. 1, 2, 3.

Способ реализуется на технологической линии, представленной на фиг. 1 (разрез) и фиг. 2 (план). Технологическая линия содержит узел приемки расплава 3, вращающийся барабанный кристаллизатор 1 с колосниковой решеткой 4, закрытый металлическим кожухом 2, металлические шары 5, загруженные в секции 6 вращающегося барабанного кристаллизатора 1, систему водоснабжения 7, систему аспирации ПГС 8, пластинчатый конвейер 9. На выходе с конвейера расположен сепаратор 10 и накопительные емкости 11 и 12.The method is implemented on the production line shown in FIG. 1 (section) and FIG. 2 (plan). The technological line contains a melt receiving unit 3, a rotating drum crystallizer 1 with a grate 4 closed by a metal casing 2, metal balls 5 loaded into sections 6 of the rotating drum mold 1, a water supply system 7, an ASG 8 aspiration system, a plate conveyor 9. At the exit from the conveyor is a separator 10 and storage tanks 11 and 12.

Вращающийся барабанный кристаллизатор 1, имеющий горизонтальную ось вращения, разделен водоохлаждаемыми панелями на n≥3 секций 6, которые заполняют металлическими шарами 5 на 20-30% объема секции. Каждая секция 6 вращающегося барабанного кристаллизатора 1 перекрывается колосниковой решеткой 4 с шагом колосника 0,6-0,9 от минимального размера шара 5, загруженного в секцию 6. Систему подачи воды 7 выполняют в виде коллекторов с форсунками, расположенными в кожухе 2 кристаллизатора 1 с противоположных сторон на уровне оси вращения кристаллизатора на расстоянии не менее 0,10-0,25 м от колосниковой решетки по центру зазоров между колосниками с шагом форсунок, равным шагу колосников. Система водоснабжения 7 конвейера 9 оснащена водовоздушными форсунками, расположенными в ближней к кристаллизатору и средней частях конвейера. Системы водоснабжения 7 и аспирации 8 технологической линии обеспечивают подачу, сбор и рециркуляцию воды, а также отвод образующейся парогазовой смеси ПГС. Отвод ПГС от конвейера 9 совмещают с системой отвода ПГС вращающегося барабанного кристаллизатора 1.A rotating drum crystallizer 1 having a horizontal axis of rotation is divided by water-cooled panels into n≥3 sections 6, which are filled with metal balls 5 for 20-30% of the volume of the section. Each section 6 of the rotating drum crystallizer 1 is overlapped by the grate 4 with a grate step of 0.6-0.9 from the minimum size of the ball 5 loaded in section 6. The water supply system 7 is made in the form of collectors with nozzles located in the casing 2 of the mold 1 s opposite sides at the level of the axis of rotation of the mold at a distance of not less than 0.10-0.25 m from the grate on the center of the gaps between the grates with a nozzle pitch equal to the step of the grates. The water supply system 7 of the conveyor 9 is equipped with water-air nozzles located in the middle of the conveyor closest to the mold. Water supply systems 7 and aspiration 8 of the technological line provide the supply, collection and recycling of water, as well as the removal of the resulting combined-gas mixture of the ASG. The removal of the ASG from the conveyor 9 is combined with the system for the removal of the ASG of the rotating drum mold 1.

Пластины конвейера 9 выполняют из жаростойких материалов для работы в температурном диапазоне от 500 до 1000°С.The conveyor plates 9 are made of heat-resistant materials for operation in the temperature range from 500 to 1000 ° C.

Реализация способа осуществляется на технологической линии в следующей последовательности операций (фиг. 3).The implementation of the method is carried out on the production line in the following sequence of operations (Fig. 3).

Вращение барабанного кристаллизатора 1 с секциями 6 осуществляют с линейной скоростью 0,2-0,5 м/сек, при этом секции барабана изменяют свою позицию (1-6) относительно узла приемки шлакового расплава 3. В позиции (1) шлаковый расплав с температурой Т_ШЛО, теплосодержанием ΔН_ШЛ и массой М_ШЛ непосредственно из плавильной печи или из промежуточной емкости подается посредством узла приемки вращающегося барабанного кристаллизатора через просеивающую поверхность колосниковой решетки 4 на металлические шары 5 в секции 6. При положении секции вращающегося барабанного кристаллизатора в верхней позиции (1), под струей шлакового расплава, металлические шары находятся в состоянии покоя, что позволяет шлаковому расплаву проникать и заполнять свободный объем полостей, частично намораживаться на их поверхности. При сливе отношение массы шлакового расплава М_ШЛ, подаваемого в секцию вращающегося барабанного кристаллизатора, к массе металлических шаров М_Ш, загруженных в секцию, поддерживают в интервале 0,123-0,170. За счет большой поверхности контакта металлических шаров шлаковый расплав интенсивно отдает тепло и затвердевает в полостях между металлическими шарами, при этом температура поверхности контакта металлического шара со шлаковым расплавом достигает температур шлакового расплава и тепло от поверхности передается в центр металлического шара, тем самым металлические шары аккумулируют тепло шлакового расплава за период горячего цикла и отдают часть тепла за период холодного цикла, когда охлаждаются водой. Период перемещения секции от позиции (1) до позиции (3) составляет горячий цикл процесса, при этом подают воду через систему водоснабжения 7 в количестве q_B=30-35% от суммарного удельного расхода. Металлические шары начинают медленно перемещаться от дна секции по стенкам в направлении колосников, в этот момент происходит наиболее интенсивное охлаждение за счет подачи воды, а при движении шаров разрушаются хрупкие связи адгезии затвердевшего шлака в зерновом слое металлических шаров. Шлаковый расплав охлаждается со скоростью не менее 30-70°С/с от температур Т_ШЛО=1400-1700°С до Т_В=600-800°С, при этом часть тепла шлакового расплава также уходит с испарением ΔН_ИСП и излучением ΔН_ИЗЛ.The rotation of the drum crystallizer 1 with sections 6 is carried out with a linear velocity of 0.2-0.5 m / s, while the drum sections change their position (1-6) relative to the receiving unit of the slag melt 3. In position (1), the slag melt with temperature T _passed, and enthalpy? H _SHL mass M _SHL directly from a melting furnace or from an intermediate container is fed through the rotary drum unit for receiving the mold through the screening surface 4 of the grate to the metal balls 5 in section 6. in section position rotating Gosia drum mold in the upper position (1), under a stream of molten slag and metal balls are dormant, which allows molten slag to enter and fill the free volume of the cavities is frozen partially on their surface. When draining, the ratio of the mass of slag melt M _WL supplied to the section of the rotating drum crystallizer to the mass of metal balls M _W loaded into the section is maintained in the range of 0.123-0.170. Due to the large contact surface of the metal balls, the slag melt intensively transfers heat and hardens in the cavities between the metal balls, while the temperature of the contact surface of the metal ball with the slag melt reaches the temperature of the slag melt and heat is transferred from the surface to the center of the metal ball, thereby metal balls accumulate heat slag melt during the hot cycle and give part of the heat during the cold cycle, when cooled by water. The period of moving the section from position (1) to position (3) is the hot cycle of the process, while supplying water through the water supply system 7 in an amount q _B = 30-35% of the total specific consumption. Metal balls begin to slowly move from the bottom of the section along the walls in the direction of the grates, at this moment the most intense cooling occurs due to the supply of water, and when the balls move, the fragile bonds of adhesion of hardened slag in the grain layer of metal balls are destroyed. The slag melt is cooled at a rate of at least 30-70 ° C / s from temperatures T _BLO = 1400-1700 ° C to T _B = 600-800 ° C, while part of the heat of the slag melt also goes away with evaporation ΔН _ICP and radiation ΔН _IZL .

В позиции (4) затвердевший шлак с температурой Т_В, теплосодержанием ΔН_ШЛ1 и массой М_ШЛ1 перемещается на колосниковую решетку, сквозь которую проходят только те зерна затвердевшего шлака, размеры которых меньше 0,6-0,9 от наименьшего размера металлического шара, загруженного в секцию, и выгружается на пластинчатый конвейер 9, где осуществляется охлаждение до конечной температуры Т_ШЛ.КОН не более 100°С. Более крупные фракции затвердевшего шлака остаются в секции и дробятся за следующие 2-3 прохода.In position (4), hardened slag with a temperature T _B , heat content ΔН _ШЛ1 and mass М _{ШЛ1 is} transferred to the grate, through which only those hardened slag grains pass through which are smaller than 0.6-0.9 of the smallest metal ball loaded into the section, and is discharged onto a plate conveyor 9, where cooling to a final temperature T _{ШЛ.КОН is carried out} no more than 100 ° С. Larger fractions of hardened slag remain in the section and are crushed in the next 2-3 passes.

После выгрузки затвердевшего шлака металлические шары, нагретые в период горячего цикла до температуры Т_Ш1, перемещаются в обратном порядке на дно секции, затем снова поступают под струю шлакового расплава, секция перемещается от позиции (4) до позиции (6), где для охлаждения металлических шаров, узлов и элементов конструкции вращающегося барабанного кристаллизатора через струйные форсунки системы водоснабжения 7 осуществляют подачу воды в количестве q_В1=30-35% от суммарного удельного расхода. В период холодного цикла металлические шары охлаждаются до температуры Т_Ш2 и теплосодержания ΔН_Ш2, при которых секция с металлическими шарами возвращается на позицию (1). Циклический теплообмен в непрерывном режиме приводит к нарастанию температуры в центре металлического шара до момента достижения квазистационарного состояния, при котором металлические шары могут работать длительный период без потери физических свойств твердости. Таким образом, за один оборот секции с металлическими шарами последовательно происходит прием шлакового расплава, отбор тепла от шлакового расплава металлическими шарами, их нагрев в период горячего цикла, охлаждение и затвердевание шлакового расплава, формирование затвердевшего шлака с размером зерен фракцией 10-70 мм, его выгрузка, охлаждение металлических шаров в период холодного цикла. Процесс охлаждения шлакового расплава в барабанном кристаллизаторе может осуществляться непрерывно или периодически.After the solidified slag is discharged, the metal balls heated to the temperature T _Ш1 during the hot cycle move in the reverse order to the bottom of the section, then again go under the stream of slag melt, the section moves from position (4) to position (6), where for cooling metal balls, nodes and structural elements of a rotating drum crystallizer through the jet nozzles of the water supply system 7 supply water in an amount q _B1 = 30-35% of the total specific consumption. During the cold cycle, metal balls are cooled to a temperature T _Ш2 and heat content ΔН _Ш2 , at which the section with metal balls returns to position (1). Cyclic heat transfer in a continuous mode leads to an increase in temperature in the center of a metal ball until a quasistationary state is reached, in which metal balls can work for a long period without losing physical properties of hardness. Thus, during one revolution of the section with metal balls, the slag melt is sequentially received, heat is removed from the slag melt by metal balls, they are heated during the hot cycle, the slag melt is cooled and solidified, and solidified slag with a grain size of 10-70 mm is formed; unloading, cooling of metal balls during the cold cycle. The process of cooling the slag melt in the drum mold can be carried out continuously or intermittently.

Прошедший через колосниковую решетку затвердевший шлак укладывается в один-два слоя на пластинах конвейера 9. При перемещении пластин конвейера с линейной скоростью 0,1-0,5 м/мин посредством водяного или водовоздушного воздействия через форсунки системы водоснабжения 7 производят дополнительное охлаждение затвердевшего шлака с расходом, равным 30-40% от суммарного удельного расхода, со скоростью 2-5°С/сек от температур Т_В=600-800°С до конечной температуры Т_ШЛ.КОН не более 100°С. На выходе из пластинчатого конвейера обеспечивается извлечение металлического продукта фракций 5-100 мм и складирование в накопительной емкости 11 для металлического продукта. При магнитном металлическом продукте используют магнитную сепарацию, при немагнитном металлическом продукте используют гравитационные или флотационные методы сепарации. Минеральный продукт выходит с пластинчатого конвейера в виде смеси фракций 5-70 мм с влажностью не более 5% и поступает либо на грохот для рассева по фракциям, либо в накопительную емкость 12 для минерального продукта.The hardened slag passing through the grate is placed in one or two layers on the conveyor plates 9. When moving the conveyor plates with a linear speed of 0.1-0.5 m / min by means of water or air through the nozzles of the water supply system 7, additional cooling of the hardened slag with flow rate equal to 30-40% of the total specific consumption, at a speed of 2-5 ° C / s from temperatures T _B = 600-800 ° C to a final temperature T _SHL.KOH no more than 100 ° C. At the exit of the plate conveyor, the extraction of a metal product of fractions of 5-100 mm and storage in a storage tank 11 for a metal product is provided. With a magnetic metal product, magnetic separation is used; with a non-magnetic metal product, gravitational or flotation separation methods are used. The mineral product leaves the plate conveyor in the form of a mixture of fractions of 5-70 mm with a moisture content of not more than 5% and comes either to a screen for sieving by fractions, or to a storage tank 12 for a mineral product.

Суммарный удельный расход воды, подаваемой через систему водоснабжения 7 на затвердевание шлакового расплава и охлаждение затвердевшего шлака до температуры 100°С, поддерживают в диапазоне 0,8-1,0 м³ на тонну шлакового расплава, что обеспечивает влажность затвердевшего шлака не более 5%.The total specific flow rate of water supplied through the water supply system 7 to the solidification of the slag melt and cooling the solidified slag to a temperature of 100 ° C is maintained in the range of 0.8-1.0 m ³ per ton of slag melt, which ensures the moisture content of the solidified slag is not more than 5% .

Парогазовая смесь, образующаяся при охлаждении шлакового расплава и металлических шаров, отводится через систему аспирации ПГС 8. Система аспирации ПГС расположена вдоль пластинчатого конвейера и совмещена с системой аспирации ПГС вращающегося барабанного кристаллизатора, при этом перед выбросом ПГС в атмосферу могут быть установлены циклоны или другие пылеулавливающие устройства для очистки ПГС от пыли до уровня не более 5 мг/м³.The vapor-gas mixture generated by cooling the slag melt and metal balls is discharged through the ASG 8 aspiration system. The ASG aspiration system is located along the plate conveyor and combined with the ASG aspiration system of the rotating drum crystallizer, while cyclones or other dust collectors can be installed before the ASG is emitted into the atmosphere devices for cleaning ASG from dust to a level of not more than 5 mg / m ³ .

После окончания заливки шлакового расплава во вращающийся барабанный кристаллизатор и выгрузки затвердевшего шлака осуществляют очистку металлических шаров и колосников от затвердевшего шлака путем создания необходимой динамической нагрузки увеличением скорости вращения барабанного кристаллизатора до 1,0 м/сек. Расход воды поддерживают в количестве не более 0,1-0,6 кг на каждый металлический шар до их охлаждения до температуры окружающей среды.After pouring the slag melt into the rotating drum crystallizer and discharging the hardened slag, metal balls and grates are removed from the hardened slag by creating the necessary dynamic load by increasing the speed of rotation of the drum crystallizer to 1.0 m / s. Water consumption is maintained in an amount of not more than 0.1-0.6 kg per metal ball until they are cooled to ambient temperature.

Для получения заданных значений температуры затвердевшего шлака в различных зонах охлаждения, устойчивой против распада кристаллической структуры и влажности затвердевшего шлака, а также сохранения работоспособности металлических шаров и элементов конструкции при переработке больших объемов шлакового расплава необходимо регулировать технологические параметры процесса. К ним относятся скорость подачи шлакового расплава во вращающийся барабанный кристаллизатор 3-5 (10-15) т/мин, скорость вращения секции вращающегося барабанного кристаллизатора в интервале 0,2-0,5 м/сек, суммарный удельный расход воды в интервале 0,8-1,0 м³ на тонну шлакового расплава с его распределением по температурным зонам охлаждения. В таблицах 1 и 2 приведены технологические результаты опытов по охлаждению шлакового расплава на опытно-промышленной установке.To obtain the set values of the temperature of the solidified slag in various cooling zones, which is stable against the decay of the crystalline structure and moisture of the solidified slag, as well as maintaining the health of metal balls and structural elements during the processing of large volumes of slag melt, it is necessary to adjust the process parameters. These include the feed rate of the slag melt into the rotating drum mold 3-5 (10-15) t / min, the rotation speed of the section of the rotating drum mold in the range of 0.2-0.5 m / s, the total specific water flow rate in the range of 0, 8-1.0 m ³ per ton of slag melt with its distribution over the temperature cooling zones. Tables 1 and 2 show the technological results of experiments on cooling slag melt in a pilot plant.

Из данных таблицы 1 видно, что при использовании металлических шаров в предложенном диапазоне размеров с увеличением размера металлического шара увеличивается и средний размер зерна затвердевшего шлака. Это позволяет регулировать размер затвердевшего шлака на выходе и параметры процесса с учетом соответственного возрастания времени полного затвердевания шлакового расплава. Время выдержки шлакового расплава в межшаровом пространстве металлических шаров не должно быть меньше времени полного затвердевания зерна соответствующего размера. В разных секциях могут быть шары разного размера, что позволяет при необходимости получать более широкую номенклатуру по фракционности затвердевшего шлака. Таким образом, за счет выбора размера металлических шаров и скорости вращения секций барабанного кристаллизатора с металлическими шарами формируется крупность затвердевшего шлака с размерами зерен основных фракций 10-70 мм более 90% в основном кубовидной формы. Просеивающая поверхность колосниковой решетки не позволяет выходить затвердевшему шлаку, превышающему по размеру расстояние между колосниками, равное 0,6-0,9 от минимального размера металлического шара, помещенного в секцию, поэтому более крупный затвердевший шлак дополнительно дробится металлическими шарами за 2-3 прохода.From the data of table 1 shows that when using metal balls in the proposed size range with increasing size of the metal ball increases and the average grain size of the solidified slag. This allows you to adjust the size of the solidified slag at the outlet and process parameters, taking into account the corresponding increase in the time of complete solidification of the slag melt. The exposure time of the slag melt in the inter-ball space of metal balls should not be less than the time of complete solidification of the grain of the corresponding size. Different sections may have balls of different sizes, which allows, if necessary, to obtain a wider range of fractionated solidified slag. Thus, by choosing the size of the metal balls and the rotation speed of the sections of the drum crystallizer with metal balls, the solidification of slag is formed with grain sizes of the main fractions of 10-70 mm more than 90% mainly cubical in shape. The sifting surface of the grate does not allow hardened slag to exit, exceeding the distance between the grates in size, equal to 0.6-0.9 of the minimum size of a metal ball placed in a section, therefore, the larger hardened slag is additionally crushed by metal balls in 2-3 passes.

Из данных таблицы 2 видно, что производительность зависит от продолжительности выдержки шлакового расплава в контакте с металлическими шарами, т.е. от скорости вращения секций барабанного кристаллизатора и цикличности процесса. Так, при времени выдержки от 10 до 20 сек и скорости охлаждения ≈70°С/сек максимальная производительность составляет от 7 до 10 т/мин. При времени выдержки от 20 до 30 сек и скорости не менее 30°С/сек максимальная производительность процесса составляет от 3 до 4 т/мин. В случае выдержки шлакового расплава менее 10 сек увеличивается расход энергоресурсов на поддержание необходимой скорости охлаждения более 70°С/сек, при этом на выходе может иметь место незатвердевшая вязкопластичная несформированная по структуре и форме масса получаемого затвердевшего шлака, застывающая в виде коржей. В случае выдержки шлакового расплава в контакте с металлическими шарами от 30 до 60 сек производительность снижается до 1,4 т/мин, увеличивается тепловая нагрузка на вращающийся барабанный кристаллизатор, а низкая скорость охлаждения, менее 30°С/сек, не обеспечивает условия термической стабилизации минеральной структуры затвердевшего шлака.From the data of table 2 it can be seen that the performance depends on the duration of exposure of the slag melt in contact with metal balls, i.e. from the rotation speed of the sections of the drum crystallizer and the cyclical process. So, with a holding time of 10 to 20 seconds and a cooling rate of ≈70 ° C / s, the maximum productivity is from 7 to 10 t / min. At a holding time of 20 to 30 seconds and a speed of at least 30 ° C / s, the maximum productivity of the process is from 3 to 4 t / min. If the slag melt is kept for less than 10 sec, the energy consumption increases to maintain the required cooling rate of more than 70 ° C / sec, while the output may have unhardened viscoplastic mass of the obtained hardened slag that is not formed in structure and shape, solidifying in the form of cake layers. In the case of holding the slag melt in contact with metal balls from 30 to 60 seconds, the productivity decreases to 1.4 t / min, the thermal load on the rotating drum crystallizer increases, and the low cooling rate, less than 30 ° C / s, does not provide the conditions for thermal stabilization mineral structure of hardened slag.

Распределение металлических шаров по отдельным секциям вращающегося барабанного кристаллизатора основано на результатах опытно-промышленного опробования установки. Так, разделение вращающегося барабанного кристаллизатора на 6 секций позволило снизить момент силы при вращении барабанного кристаллизатора и, соответственно, общее энергопотребление технологической линии за счет применения менее мощного электропривода, а также позволило уменьшить металлоемкость технологической линии за счет меньшего количества металлических шаров.The distribution of metal balls in individual sections of a rotating drum crystallizer is based on the results of pilot testing of the installation. Thus, the separation of the rotating drum crystallizer into 6 sections allowed to reduce the moment of force during the rotation of the drum crystallizer and, accordingly, the overall energy consumption of the production line due to the use of a less powerful electric drive, and also allowed to reduce the metal consumption of the production line due to fewer metal balls.

Выбор линейной скорости перемещения секции вращающегося барабанного кристаллизатора от 0,2 до 0,5 м/сек основан на результатах опробования конструкции вращающегося барабанного кристаллизатора на опытно-промышленной технологической линии. Перемещение секций вращающегося барабанного кристаллизатора в указанном диапазоне скоростей обеспечивает необходимое время выдержки шлакового расплава в межшаровой полости металлических шаров до полного затвердевания шлака. В зависимости от размера межшарового пространства это обеспечивает высокую производительность процесса от 3,0 до 10,0 т/мин и требуемые значения скорости охлаждения шлакового расплава не менее 30-70°С/сек. При скорости перемещения секции менее 0,2 м/сек время выдержки шлакового расплава увеличивается до значения более 30 сек, что приводит к снижению производительности и увеличению тепловой нагрузки на устройство. При скорости перемещения секции более 0,5 м/сек время выдержки шлакового расплава уменьшается до значения менее 10 сек, что требует поддержания высокой скорости охлаждения более 100°С/сек и повышенного расхода энергоресурсов. Кроме того, отмечено существенное нарушение формы кусков затвердевшего шлака с образованием коржей и увеличением лещадности до 30-45% в результате затвердевания шлакового расплава в основном на поверхности металлических шаров, а не в межшаровых полостях.The choice of the linear velocity of the section of the rotating drum mold from 0.2 to 0.5 m / s is based on the results of testing the design of the rotating drum mold on a pilot industrial line. The movement of the sections of the rotating drum crystallizer in the specified speed range provides the necessary exposure time of the slag melt in the inter-spherical cavity of the metal balls until the slag solidifies completely. Depending on the size of the inter-spherical space, this ensures a high productivity of the process from 3.0 to 10.0 t / min and the required values of the cooling rate of the slag melt of at least 30-70 ° C / s. When the speed of movement of the section is less than 0.2 m / s, the exposure time of the slag melt increases to a value of more than 30 seconds, which leads to a decrease in productivity and an increase in the thermal load on the device. When the speed of movement of the section is more than 0.5 m / s, the exposure time of the slag melt is reduced to a value of less than 10 seconds, which requires maintaining a high cooling rate of more than 100 ° C / s and increased energy consumption. In addition, a significant violation of the shape of pieces of hardened slag with the formation of cakes and an increase in flakiness up to 30-45% as a result of solidification of the slag melt mainly on the surface of metal balls, and not in inter-ball cavities, was noted.

Предложенный способ переработки шлакового расплава и технологическая линия переработки шлакового расплава позволяют перерабатывать шлаковые расплавы с различными исходными физико-химическими свойствами с высокой производительностью и получать из шлакового расплава широкую номенклатуру кондиционной товарной продукции экологически безопасным методом при обеспечении долговечности эксплуатации оборудования с меньшими затратами на производство.The proposed method for processing slag melt and the processing line for processing slag melt allow us to process slag melts with various initial physicochemical properties with high productivity and to obtain a wide range of conditioned commercial products from slag melt in an environmentally safe way while ensuring the long-term operation of the equipment with lower manufacturing costs.

ЛитератураLiterature

1. SU, патент 384205, М. кл. B01J 2/00; В02С 19/00, 1973.1. SU, patent 384205, M. cl. B01J 2/00; B02C 19/00, 1973.

2. RU, патент, 2018494, кл. С04В 5/02, 1994.2. RU, patent, 2018494, cl. C04B 5/02, 1994.

3. RU, патент, 2234536, кл. С21В 3/08, С04В 5/02, 2002.3. RU, patent, 2234536, cl. C21B 3/08, C04B 5/02, 2002.

Claims

1. A method of processing slag melt, including the supply of slag melt through the receiving unit of a rotating drum crystallizer with a grate on metal balls, heat removal from the slag melt using metal balls by heating them during the hot cycle, cooling and solidification of the slag melt, the formation of solidified slag with a grain size of a fraction of 10-70 mm, its unloading, cooling of metal balls during the cold cycle, characterized in that when feeding the slag melt reliably the ratio of the mass of the slag melt to the mass of the metal balls is maintained in the range of 0.123-0.170 and water is supplied for cooling and solidification of the slag melt with a total specific consumption of 0.8-1.0 m ³ per ton of slag melt, while the slag melt is held in a mold rotating with a linear speed of 0.2-0.5 m / s, from 10 to 30 seconds with a flow rate of water for cooling and solidification of the slag melt equal to 60-70% of its total specific consumption, with half the flow rate of water being supplied by jets during the hot cycle to solidified w discharges lacquer, and the second half during the cold cycle, provide cooling of the slag melt at a speed of at least 30-70 ° C / s from a temperature of 1600 ° C to 600 ° C, and after unloading, the solidified slag is cooled with water or an air-air mixture at a speed not less than 2-5 ° C / s and a water flow rate equal to 30-40% of its total specific consumption, and the separation of hardened slag with separation into metal and mineral products.

2. A slag melt processing line comprising a slag melt receiving unit, a rotary drum crystallizer with a grate, having a horizontal axis of rotation partially filled with metal balls, a water supply system and a device for discharging the finished solidified slag, characterized in that the rotary drum crystallizer is made sectional with the number of sections n≥3 filled by 20-30% of its volume with identical metal balls in each section with a radius of 40-75 mm, and ears ki are made in increments of 0.6-0.9 of the size of the ball in the section, while the water supply system is made in the form of collectors with nozzles located in the mold casing in the center of the gaps in the grate, the device for unloading hardened slag is made in the form of a plate conveyor with plates of heat-resistant materials having a linear speed of 0.1-0.5 m / min and equipped with nozzles located near the mold and the middle parts of the conveyor, with a vapor-gas mixture removal system installed along the conveyor and combined with a system of gas-vapor mixture of the rotary drum crystallizer and a magnetic device or a nonmagnetic separation with separation of solidified slag on the metal and mineral products.