Установка для грануляции огненножидких шлаков

 

1. УСТАНОВКА ДЛЯ ГРАНУЛЯЦИИ ОГНЕННО-ЖИДКИХ ИШАКОВ, содержащая I ю охлаждающую поверхность, канал для подачи шлака на эту поверхность и устройство для измельчения шлака, отличающаяся тем, что, с целью преобразования физического тепла огненно-жидких ишаков в энергетический носитель охлаждающая поверхность выполнейа неподвижной в виде полого усеченного конуса с вертикальной осью симметрии, верхним большим основанием и боковой поверхностыо изтеплообменных парогенерирующих элементов испарительного вхлаждения , перекрытого установленной с возможностью вращения крышкой, а устройство для измельчения шлака выполнено в виде молотковой дробилки, g при этом канал для подачи шлака и (Л устройство для измельчения шлака смонтированы на крышке.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

1432 А

„„SU„„

Ц51) С 04 В 5/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 356е581/29-33 (22) 17.03.83 (46) 07.07.84. Бюл. Ф 25 (72) М .С. Бройт, Г.Ф.Стрижов, В.Е.Зиберов, В.М.Арашкевич, Я.A .Слободчиков, Л.Н.Цветкова, A.Ô.Hîñoâà и Н.Е.Соколова (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт металлургической теплотехники цветной металлургии и огнеупоров (53) 66.099.2(088.8) (56) 1, Авторское свидетельство СССР

9 992453, кл. С 04 В 5/02, 1981.

2. Авторское свидетельство СССР

М 885022, кл. С 04 В 5/00, 1976 (прототип) . охлаждающую поверхность, канал для ,подачи шлака на эту поверхность и устройство для измельчения шлака, отличающаяс ятем,что,с целью преобразования физического тепла огненно-жидких шлаков в энергетический носитель, охлаждающая поверхность выполнена неподвижной в виде полого усеченного конуса с вертикальной осью симметрии, верхним большим основанием и боковой поверхностью из теплообменных парогенерирующих элементов испарительного бх лаждения, перекрытого установленной с воэможностью вращения крышкой, а устройство для измельчения шлака выполнено в виде молотковой дробилки, Я при этом канал для,подачи шлака и устройство для измельчения шлака смонтированы на крышке. (54) (57) 1. УСТАНОВКА ДЛЯ ГРАНУЛЯЦИИ

ОГНЕННО-ЖИДКИХ ШЛАКОВ, содержащая

2. Установка по п. 1, о т л и ч а ю щ а я-с я тем, что внутренняя поверхность полого конуса выполнена гладкой.

3. Установка по п. 1, о т л и ч а ю щ а с я тем, что внутренняя поверхность полого конуса выполнена фасонной, 1101432

4. Установка по пп. 1 и 4, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что канал для подачи шлака выполнен в виде приемного и раздаточного стаканов, соединенных наклонным желобом, причем вертикальная ось симметрии приемного стакана совмещена с осью вращения крышки, а раздаточный стакан установлен на ее периферии.

Изобретение отйосится к металлургической теплотехнике к может быть использовано в черной и цветной металлургии, в областях машиностроения, сопряженных с металлургическим производством, например литейным, а также в некоторых областях химической пройышпенностк.

Известна установка, содержащая охлаждающую поверхность, выполненную в виде круглого горизонтального поворотного стола с распределенной

1по его поверхности сыпучей подложкой, например дробленым шлаком, на которую в определенном, стационарно расположенном месте подается шлак из шпаковода либо иного канала для подвода шлака, устройство для распределения шлаковой подложки, устройство для измельчения шлака, выполненное в виде жестко закрепленных на вращающемся валу ножей, выгребное устройство к транспортирующий механизм, которые также расположены стационарно.

В эФой установке шлак заливается к распределяется на шлаковую подложку поворотного стола в положении низкоскоростного вращения или останоаа.

В процессе вращения стола проводят взрыхленке и измельчение шлака вращающимися ножами а также охлаждение подаваемой на его поверхность водой или иными охладителями, Затвердевший и измельченный шлак сбрасывают выгребным устройством на транспортирующий механкэм для удаления с участка обработки Г1)°.

Наибопее близкой к изобретению пО технической сущности является установка для производства шлакового щебня, держащая осаждающую nosepxrrocT 4 выполненную в виде карусельного устройства с поворотными водоохлаждаеьммк налетами, желоб для подвода расплава шпака и устройство для измельчения шлака.

Расплав шлака из печи по желобу поступает внутрь корпуса и разливает ,ся плоским слоем на налетах. В, зоне ,:выгрузки налеты срываются и отккды2 ваются, ударяясь,об амортизатор. В результате удара пррисходнт дроблекке и выгрузка затвердевшего шлака Г2 .

Однако известные конструкции ха5 рактериэуются полным отсутствием утилизации физического тепла шлаков, с которыми только в цветной металлургии уносится около ЗОВ всего энергетического тепла. К недостаткам известных

1О конструкций также можно отнести загрязнение окружающей среды паром, образующимся при водяном охлаждении шпака, кроме того, полученный дробленый шлак имеет совершенно нерегулируеьый состав по размеру.

Целью изобретения является преобразование физического тепла огненно" жидких шлаков в энергетический носктель .

Указанная цель достигается тем, 20 что в установке для грануляции or« ненно-жидких шлаков., содержащей охлаждающую поверхность| канал для подачи шлака на эту поверхность и устройство для измельчения шпака, охлаж25 дающая поверхность выполнена неподвижной в виде полого усеченного конуса с вертикальной осью симметрик, верхним большим основанием и боковой :поверхностью из теплообменных пароЗр генерирующих элементов кспарктельного охлаждения, перекрытого установленной с воэможностью вращения крышкой, а устройство для измельчения шлака выполнено в аиде молотковой дробилки, 5 лрк этом канал дпя подачи шлака к уст1 ойство для измельчения шлака смонтированы на крышке.

Кроме того, внутренняя поверхность полого конуса выполнена гладкой или фасонной, Причем канал для подачи шлака выполнен а виде приемного и раздаточного стаканоа соединенных наклонным желобом, пркчем вертккальная ocb симметрии приемного стакана совмещена с осью вращения крышки, а раздаточный стакан установлен на ее периферии.

На чертеже изображена установка цля грануляцки огненно-жидких шлаков.

1101432 случае, представляют собой тела типа стекла, но могут встречаться и тела кристаллические, т.е. тела, переход которых из жидкого в твердое состояние характеризуется скачкообразным изменением удельного теплосодержания, именуеьим теплотой фазового перехода.

Как расплавленные стеклянные, так и расплавленные кристаллические тела обладают черезвычайно низкой теплопроводностью, поэтому при контакте расплава с холодной поверхностью возникает тонкий слой переохлажденного вещества, который очень быстро твердеет, а верхний слой шлака, не успевший остыть, под действием собственного веса стекает ниже.

Процесс продолжается до тех пор, пока вся вылившаяся на данном элементарном участке порция шлака не распределится сама тонким слоем по образующей конуса, причем толщина этого слоя зависит от интенсивности охлаждения поверхности 1, скорости перемещения подвижной крышки 4 вдоль этой поверхности и угла наклона о6разующей конуса. Эти показатели являются величинами регулируемыми, нли ими можно задаться при проектировании установки, следовательно можно регулировать и толщину застывшего шлакового слоя

За.счет непрерывного движения струи расплавленного шлака вдоль охлаждающей поверхности 1 н непрерывного ее охлаждения этой поверхностью непрерывно образуется слой застывшего шлака, который также непрерывно дробится молотковой дробилкой 7, расположенной сзади по ходу струи, на расстоянии, достаточном для полного остывания и затвердевання шлака.

Тепло шлака передается через стенку воде, расположенной в каналах парогенерирующих элементов 2, и расходуется на нагрев воды н образование пара.;Дробленый шлак ссыпается вниз и подается либо в приемный бункер, либо на транспортирующее устройство, а оттуда подается для дальнейшего использования.

Размеры установки и скорость вращения подвижного звена определяются ее производительностью и требуемой степенью охлаждения шлака. Последняя тем выше, чем длиннее образующая конуса и чем выше удельная теплонапряженность поверхности.

Теоретически можно достичь утилизации 98-99% физического тепла шлака, включая теплоту фазового перехода.

Выполнение охлаждающей поверхности 1 неподвижной Существенно упрощает установку парогенернрующнх элементов, а также технологию изготовления ° Однако для эффективной работы этих элементов необходимо обеспечить

Установка содержит охлаждающую поверхность 1, выполненную неподвижной в виде полого усеченного конуса, ось которого расположена вертикально, а верхним является большее основание стенки этого конуса, представляющее собой парогенерирующие элемен ты 2 испарительного охлаждения.

В верхней части охлаждающей поверхности 1 установлена на опорах 3 крышка 4, закрывающая сверху охлаж- 10 дающую поверхность 1 и приводимая во вращение вокруг оси, совпадающей с вертикальной осью охлаждающей поверхности 1, приводом 5. На подвижной крышке 4 установлены канал б для подачи шлака и устройство для измельчения шлака 7. Для удобства подвода расплавленного шлака к установке в целом, канал б для подачи шлака состоит из приемного стакана 8, ось 0 которого совмещена с осью вращения подвижной крышки 4, раздаточного стакана 9, установленного на периферии подвижной крышки 4, и соединяющего стаканы 8 и 9 наклонного желоба 10.

При вращении подвижной крышки 4 раздаточный стакан 9 движется вдоль верхнего края охлаждающей поверхности 1. Устройство для измельчения шлака 7 выполнено в виде молотковой З0 дробилки с маятниковыми билами 11 и имеет отдельный привод 12.

С целью надежной работы подшипниковых узлов дробилки предусмотрено их охлаждение циркулирующей водой, 35 подаваемой по каналу 13. В нижней части охлаждающей поверхности 1 может быть установлен бункер для сбора дробленого шлака и устройство для его транспорта (не показано) . Внут- 40 ренняя поверхность конуса может быть выполнена либо гладкой, при особо мелком дроблении шлака, либо фасонной для получения более крупных фракций гранул шлака или гранул определенной формы, либо заменена на мно- 45 гогранную с гладкой или фасонной поверхностью.

Установка работает следующим образом.

В парогенерирующие элементы 2 ис- 50 парительного охлаждения подается вода до необходимого уровня, приводится во вращение подвижная крышка 4 и молотковая дробилка 7. В приемный стакан 8 из ковша или миксера подает- 55 ся расплавленный шлак, который затем по наклонному желобу 10 переливает- ся в раздаточный стакан 9, а затем на верхнюю часть охлаждающей поверхности 1. 603а счет силы тяжести шлак сте« кает вниз по этой поверхности, а за счет вращения подвижной крышки

4 равномерно распределяется вдоль . по поверхности 1. Шлаки, в общем

1101432

Составитель М.Иноземцева

Редактор Н .Джуган Техред Ж.Кастелейич Корректор o. <»

Заказ 4718/13..... Тираж 606 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 хорошую очистку металлической поверхности от ранее остывшего шлака, так как в противном случае теплопередача новой порции шлака сильчо затруднена у за счет возникновения трехступенчатой теплопередачи от 5 новой порции шлака к застывшему слою; в застывшем слог; от застывшего слоя к охлаждающей поверхнрсти.

Особенно велико сопротивленйе передачи тепла на границе застывшего слоя шлака и охлаждающей поверхности, Йаиболее совершенным и производительным методом очистки металлических поверхностей от окислов или их. сплавов является метод ударного воздействия дробью. Однако в этих условиях он неприменим ввиду высокой теплоемкости дроби и. связанного с этим уносом тепла. Предлагаемая очистка с помощью молотковой дробилки близка к дробеметной очистке.

Применение известных скребковых очистительных механизмов неэффективно ввиду малой толщины застывшего слоя шл ака с одной. стороны, и возможных с искривлений поверхности конуса, другой стороны. Невозможна также .очистка скребками фасонных и многограннык поверхностей. Надежная работа молотковой дробилки для измельчения шлака возможна только при полностью застывшем шлаке, толщина слоя которого поддается регулированию, как в предлагаемой .установке.

Кроме утилизации более 90% физического тепла шлаков в предлагаемой установке значительно снижаются удельные энергозатраты, полностью исключается загрязнение окружающей сред@; так как охлаждение шлака производится только на интенсивно охлаждаемой поверхности внутри конуса, закрытого крышкой, без использования дпя охлаждения воды или воздуха.