УСТАНОВКА И СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ И ИНЕРТИЗАЦИИ ШЛАКА, ПОЛУЧАЕМОГО ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ СТАЛИ НА СТАЛЕЛИТЕЙНЫХ ЗАВОДАХ И В ДОМЕННЫХ ПЕЧАХ

1. Способ стабилизации и инертизации шлака для получения инертного и зрелого продукта, основанного на шлаке, полученном при производстве стали на сталелитейных заводах или при переработке железосодержащих руд в доменных печах, включающий в себя фазы введения компонентов в смесительное устройство (12) и этапы, на которых:
(a) размалывают шлак в устройстве (9, 10) для измельчения с получением измельченного шлака в виде твердых частиц с размерами дробленого материала 0,1-4,0 мм, или 4,0-8,0 мм, или 8,0-12,0 мм, или 12,0-20,0 мм, или 20,0-30,0 мм, при этом предпочтительным является получение частиц с размерами, составляющими 0,1-4,0 мм, или 4,0-8,0 мм, или 8,0-12,0 мм, или 12,0-20,0 мм, более предпочтительным является 0,1-4,0 мм, или 4,0-8,0 мм, или 8,0-12,0 мм;
(b) активируют смесительные средства смесительного устройства (12);
(c) заливают в смесительное устройство (12) первое количество воды;
(d) ожидают в течение первого периода времени Т1, начинающегося с завершения заливки первого количества воды;
(e) загружают измельченный шлак в смесительное устройство (12);
(f) ожидают в течение второго периода времени Т2, начинающегося с завершения загрузки шлака в смесительное устройство (12);
(g) загружают в смесительное устройство (12) гидравлическое вяжущее вещество;
(h) ожидают в течение третьего периода времени Т3, начинающееся с завершения загрузки гидравлического вяжущего вещества;
(i) загружают в смесительное устройство (12) разжижающую добавку;
(k) ожидают в течение четвертого периода времени Т4, начинающегося с завершения загрузки разжижающей добавки;
(m) заливают в смесительное устройство (12) второе количество воды;
(n) ожидают в течение пятого периода времени Т5, начинающегося с завершения заливки второго количества воды;
(о) извлекают смешанный продукт из смесительного устройства (12) и выдерживают смешанный продукт в течение шестого периода времени Т6, или времени созревания в емкости (4) для хранения с возможной непрерывной или периодической вибрацией с получением инертного и зрелого продукта, основанного на шлаке, получаемом при производстве стали на сталелитейных заводах или при переработке железосодержащих руд в доменных печах;
(р) извлекают из емкости (4) для хранения инертный и зрелый продукт, основанный на шлаке, полученном при производстве стали на сталелитейных заводах или при переработке железосодержащих руд в доменных печах;
(q) размалывают в устройстве для дробления с целью достижения определенных размеров инертного и зрелого продукта, основанного на шлаке, полученном при производстве стали на сталелитейных заводах или при переработке железосодержащих руд в доменных печах, при этом указанное размалывание обеспечивает получение инертного и зрелого продукта с размерами, составляющими 0,1-4,0 мм, 4,0-8,0 мм, 8,0-12,0 мм, 12,0-20,0 мм, 20,0-30,0 мм, и предпочтительно обеспечивает получение инертного и зрелого продукта с размерами, по существу, соответствующими или превышающими размеры, получаемые после этапа (а) размалывания шлака в измельчающем устройстве (9, 10);
при этом относительно общего количества компонентов, загружаемых в смесительное устройство (12), вводят общее количества воды, соответствующее сумме первого и второго количеств воды, составляющее 0,5-3 мас.%, предпочтительно 0,99-1,7 мас.% от общей массы компонентов, вводимых в смесительное устройство (12); вводят шлак, получаемый при производстве стали на сталелитейных заводах или при переработке железосодержащих руд в доменных печах, составляющий 80-95 мас.% от общей массы компонентов, загружаемых в смесительное устройство (12); вводят гидравлическое вяжущее вещество, составляющее 3-12 мас.%, предпочтительно 4-9 мас.% от общей массы компонентов, загружаемых в смесительное устройство (12); вводят разжижающий агент, составляющий 0,01-0,2 мас.% относительно общей массы компонентов, вводимых в смесительное устройство (12).
2. Способ по п. 1, дополнительно включающий в себя конечный этап (r), на котором упаковывают инертный и зрелый продукт.
3. Способ по любому из пп. 1 или 2, в котором на этапе (с) заливки первого количества воды в смесительное устройство (12) воду заливают в количестве 50-85% от общего количества воды, соответствующего сумме первого и второго количеств воды, при этом является более предпочтительным, что первое количество воды составляет приблизительно 2/3 от общего количества воды, соответствующего сумме первого и второго количеств воды.
4. Способ по п. 1, в котором по меньшей мере один из этапов (с) и (m) заливки воды выполняется посредством распылителя (15), распыляющего воду внутри смесительного устройства (12).
5. Способ по п. 1, в котором первый период времени Т1 между завершением этапа заливки первого количества воды и началом этапа загрузки измельченного шлака в смесительное устройство (12) составляет 2-30 с, предпочтительно 5-15 с, более предпочтительно 10 с;
или второй период времени Т2 между завершением этапа загрузки измельченного шлака и началом этапа загрузки гидравлического вяжущего вещества составляет 10-50 с, предпочтительно 20-40 с, более предпочтительно 30 с;
или третий период времени Т3 между завершением этапа загрузки гидравлического вяжущего вещества и началом этапа загрузки разжижающей добавки составляет 10-50 с, предпочтительно 20-40 с, более предпочтительно 30 с;
или четвертый период времени Т4 между завершением этапа загрузки разжижающей добавки и началом этапа заливки второго количества воды составляет 5-50 с, предпочтительно 10-30 с, более предпочтительно 20 с;
или пятый период времени Т5 между завершением этапа заливки второго количества воды и началом этапа извлечения смешанного продукта составляет 2-10 мин, предпочтительно 3-5 мин;
или шестой период времени Т6, относящийся к созреванию смешанного продукта, составляет 12-36 ч, предпочтительно 18-30 ч, более предпочтительно 24 ч.
6. Способ по п. 1, в котором введение первого количества воды, заливаемого в смесительное устройство (12) на этапе (с), составляет 12-35 л; введение шлака, добавляемого в смесительную камеру (12) на этапе (е), составляет 1800-2600 кг; введение разжижающей добавки, добавляемой в смесительное устройство (12) на этапе (i), составляет 0,5-2 мас.% относительно массы гидравлического вяжущего вещества, а именно, 0,4-4,8 кг; введение второго количества воды, заливаемого в смесительное устройство (12) на этапе (m), составляет 8-15 л.
7. Способ по п. 1, в котором введение гидравлического вяжущего вещества, добавляемого в смесительное устройство (12) на этапе (g), составляет 40-240 кг.
8. Способ по п. 1, в котором введение гидравлического вяжущего вещества, добавляемого в смесительное устройство (12) на этапе (g), составляет 80-240 кг.
9. Способ по п. 1, в котором гидравлическое вяжущее вещество выбрано из группы, состоящей из гипса, извести, гидравлической извести, клинкера, смеси клинкера с гипсом, агломератов цемента, цемента.
10. Способ по п. 1, в котором гидравлическое вяжущее вещество выбрано из группы, состоящей из гидравлического вяжущего вещества в форме смеси большего количества гидравлических вяжущих веществ минерального типа, гидравлического вяжущего вещества в форме смеси большего количества гидравлических вяжущих веществ, содержащих портландцемент и/или пуццолановый и глиноземистый цемент, гидравлического вяжущего вещества в форме смеси большего количества гидравлических вяжущих веществ, содержащих портландцемент и/или пуццолановый и сульфоглиноземистый цемент, гидравлического вяжущего вещества в форме смеси большего количества гидравлических вяжущих веществ, содержащих портландцемент и/или пуццолановый и глиноземистый цемент и сульфоглиноземистый цемент.
11. Способ по п. 1, в котором по меньшей мере одна порция шлака получена из шлака, образующегося при производстве стали на сталелитейных заводах.
12. Способ по п. 1, в котором по меньшей мере одна порция шлака получена из шлака, образующегося при переработке железосодержащих руд в доменных печах.
13. Способ по п. 1, включающий в себя по меньшей мере один этап измерения влажности шлака, необходимый для регулирования количества воды, вводимой на этапах (с) и/или (m), при этом за определением количества влаги, превышающего условия отсутствия влажности, следует этап регулирования, обеспечивающий количество воды, вводимое на этапах (с) и/или (m), являющийся этапом снижения необходимой для введения количества воды, пропорционального измеренной влажности.
14. Установка (14) для стабилизации и инертизации шлака, обеспечивающая получение инертного и зрелого продукта, основанного на шлаке, получаемого при производстве стали на сталелитейных заводах или при переработке железосодержащих руд в доменных печах, посредством смешивания в смесительном устройстве (12), выполненного предпочтительно в форме планетарной мешалки, характеризующаяся тем, что она используется с применением способа по любому из пп. 1-13;
при этом установка содержит по меньшей мере одну мельницу (10), предпочтительно шаровую мельницу или стержневую мельницу, обеспечивающую размалывание шлака с получением измельченного шлака в виде частиц с размерами, составляющими 0,1-4,0 мм, или 4,0-8,0 мм, или 8,0-12,0 мм; или 12,0-20,0 мм, или 20,0-30,0 мм, причем предпочтительным являются размеры частиц, по существу, составляющие 0,1-4,0 мм, или 4,0-8,0 мм, или 8,0-12,0 мм, или 12,0-20,0 мм, более предпочтительно 0,1-4,0 мм, или 4,0-8,0 мм, или 8,0-12,0 мм; или
по меньшей мере одну дробилку (9), предпочтительно молотковую дробилку, обеспечивающую размалывание шлака с получением измельченного шлака в виде частиц с размерами, составляющими 0,1-4,0 мм, или 4,0-8,0 мм, или 8,0-12,0 мм, или 12,0-20,0 мм, или 20,0-30,0 мм, причем предпочтительным являются размеры частиц, по существу, составляющие 0,1-4,0 мм, или 4,0-8,0 мм, или 8,0-12,0 мм, или 12,0-20,0 мм, более предпочтительно 0,1-4,0 мм, или 4,0-8,0 мм, или 8,0-12,0 мм, или
мельницу (10) и дробилку (9), при этом установка также содержит бункер (1), вмещающий шлак, получаемый при производстве стали на сталелитейных заводах или при переработке железосодержащих руд в доменных печах и предназначенный для инертизации с целью получения инертного и зрелого продукта, при этом бункер (1) выполнен с возможностью выдачи шлака на первое транспортирующее средство (13), выполненное с возможностью перемещения шлака к мельнице (10) или дробилке (9), причем выпускная линия мельницы (10) находится в согласовании со вторым транспортирующим средством (16), выполненным с возможностью перемещения измельченного посредством мельницы (10) шлака к первому контейнеру (2), а выпускная линия дробилки (9) находится в согласовании с третьим транспортирующим средством (17), выполненным с возможностью перемещения измельченного посредством дробилки (9) шлака ко второму контейнеру (3), при этом введение измельченного шлака в смесительное устройство (12) осуществляется из первого контейнера (2) посредством четвертого транспортирующего средства (18), или из второго контейнера (3) посредством пятого транспортирующего средства (19), или одновременно из первого контейнера (2) и из второго контейнера (3) в соответствии с задаваемыми соотношениями загрузки измельченного шлака, подаваемого из первого контейнера (2) относительно количеств измельченного шлака, подаваемого из второго контейнера (3), при этом установка (14) также содержит устройство (11) для взвешивания, причем введение измельченного шлака в смесительное устройство (12) из первого контейнера (2) или из второго контейнера (3) производится при участии устройства (11) для взвешивания, а загрузка в смесительное устройство (12) измельченного шлака, взвешенного посредством устройства (11) для взвешивания, осуществляется посредством седьмого транспортирующего средства (21), выполненного с возможностью перемещения взвешенного измельченного шлака из устройства (11) для взвешивания к смесительному устройству (12);
при этом установка также содержит по меньшей мере один датчик влажности (26), выполненный с возможностью измерения влажности шлака для регулирования количества воды, заливаемой на этапах (с) и/или (m) после определения количества влаги, превышающего условие отсутствия влажности, и устройство обработки данных, выполненное с возможностью вычисления по меньшей мере одного корректирующего подачу воды коэффициента, предназначенного для снижения количества подаваемой воды пропорционально измеренным показателям влажности.
15. Инертный и зрелый продукт, основанный на шлаке, получаемом при производстве стали на сталелитейных заводах или при переработке железосодержащих руд в доменных печах, характеризующийся тем, что его получают способом по любому из пп. 1-13, при этом получают инертный и зрелый продукт, в котором углубления или поры (24) молекулярной зернистой структуры (23), образующей шлак, заполнены гидравлическим вяжущим веществом (25), причем инертный и зрелый продукт получают посредством созревания смеси в смесительном устройстве (12), при этом смесь содержит:
шлак, измельченный в измельчающем устройстве (9, 10) с получением измельченного шлака в виде частиц с размерами, составляющими 0,1-4,0 мм, или 4,0-8,0 мм, или 8,0-12,0 мм, или 12,0-20,0 мм, или 20,0-30,0 мм, причем предпочтительным являются размеры частиц, по существу, составляющие 0,1-4,0 мм, или 4,0-8,0 мм, или 8,0-12,0 мм, или 12,0-20,0 мм, более предпочтительно 0,1-4,0 мм, или 4,0-8,0 мм, или 8,0-12,0 мм;
воду;
гидравлическое вяжущее вещество;
разжижающую добавку.
при этом инертный и зрелый продукт, основанный на шлаке, получаемом при производстве стали на сталелитейных заводах или при переработке железосодержащих руд в доменных печах, получают смешиванием:
воды в общем количестве 0,5-3 мас.%, предпочтительно 0,99-1,7 мас.% по отношению к общей массе компонентов, загружаемых в смесительное устройство (12);
шлака, получаемого при производстве стали на сталелитейных заводах или при переработке железосодержащих руд в доменных печах, в количестве 80-95 мас.% от общей массы компонентов, загружаемых в смесительное устройство (12);
гидравлического вяжущего вещества в количестве 3-12 мас.%, предпочтительно в количестве 4-9 мас.% от общей массы компонентов, загружаемых в смесительное устройство (12);
разжижающего агента в количестве 0,01-0,2 мас.% относительно общей массы компонентов, вводимых в смесительное устройство (12).
16. Продукт по п. 15, характеризующийся тем, что его получают посредством смешивания:
первого количества воды, заливаемого в смесительное устройство (12), составляющего 12-35 л;
шлака, загружаемого в смесительное устройство (12) в количестве, составляющем 1800-2600 кг;
разжижающей добавки, загружаемой в смесительное устройство (12) в количестве, составляющем 0,5-2 мас.% относительно массы гидравлического вяжущего вещества, а именно, разжижающую добавку загружают в количестве, составляющем 0,4-4,8 кг;
второго количества воды, заливаемого в смесительное устройство (12), составляющего 8-15 л.
17. Продукт по любому из пп. 15 или 16, характеризующийся тем, что его получают посредством смешивания гидравлического вяжущего вещества, загружаемого в смесительное устройство (12) в количестве, составляющем 40-240 кг.
18. Продукт по любому из пп. 15 или 16, характеризующийся тем, что его получают посредством смешивания гидравлического вяжущего вещества, загружаемого в смесительное устройство (12) в количестве, составляющем 80-240 кг.
19. Продукт по п. 15, характеризующийся тем, что гидравлическое вяжущее вещество выбрано из группы, состоящей из гипса, извести, гидравлической извести, клинкера, смеси клинкера и гипса, агломератов цемента, цемента.
20. Продукт по п. 15, характеризующийся тем, что гидравлическое вяжущее вещество выбрано из группы, состоящей из гидравлического вяжущего вещества в форме смеси большего количества гидравлических вяжущих веществ минерального типа, гидравлического вяжущего вещества в форме смеси большего количества гидравлических вяжущих веществ, содержащих портландцемент и/или пуццолановый и глиноземистый цемент, гидравлического вяжущего вещества в форме смеси большего количества гидравлических вяжущих веществ, содержащих портландцемент и/или пуццолановый и сульфоглиноземистый цемент, гидравлического вяжущего вещества в форме смеси большего количества гидравлических вяжущих веществ, содержащих портландцемент и/или пуццолановый и глиноземистый цемент и сульфоглиноземистый цемент.