Установка для грануляции шлакового расплава

 

Изобретение относится к переработке высокотемпературных расплавов и может быть использовано на заводах черной и 1;ветной металлургии при пе реработке шлаковых расплавов. Цель изобретения - повьшение надежности работы при переработке шлаков с температурой 1600-1800 С, упрощение эксплуатации и увеличение производительности установки. Установка содержит приемный желоб 1, распыливйющие водовоздупмые сопла 2, трубопровод 3 для пневматического транспортирования гранул. Входная часть трубопровода выполнена в виде сужающегося конического раструба 6. В торце раструба установлен коллектор в виде воздуховодов , размещенных по периметру поперечного сечения. Трубопровод 3 вьшолнен из отдельных секций с кольцевыми щелями и водосборниками 10 в местах стыка. В коническом раструбе 6 водовоздушным потоком из сопла 2 частицы шлакового расплава разгоняются до скоростей, обеспечивающих их надежный пневмотранспорт к приемному бункеру 4. 2 ил. с f 7 Ю оэ ел м 00 сю

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1357381 (5l )4 С 04 В 5 02

1 »1 Г»„»,;дг» 1 »:

j13 ., ь|ъЛ!1- з i. =.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 3531270/29-33 (22) 27.12.82 (46) 07.12.87 Бюл. 11 - 45 (71) Научно-исследовательский институт металлургии (72) В.П.Соснин, И.А.Копырин, В.П.Зайко, В.Ф.Серый, Д.Ф.)Келезнов, Л.К.Рябов и О.К.Веретенников (53) 666.199:691-496.00.25(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 522152, кл. С 04 В 5/04, 1975.

Авторское свидетельство СССР

Р 128780, кл. С 04 В 5/04, 1958. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ГРАНУЛЯЦИИ ШЛАКОВОГО РАСПЛАВА (57) Изобретение относится к переработке высокотемпературных расплавов и может быть использовано на заводах черной и цветной металлургии при переработке шлаковых расплавов. Цель изобретения — повышение надежности работы при переработке шлаков с темо пературой 1600-1800 С, упрощение эксплуатации и увеличение производительности установки. Установка содержит приемный желоб 1, распыливающие водовоздушные сопла 2, трубопровод 3 для пневматического транспортирования гранул. Входная часть трубопровода выполнена в виде сужающегося конического раструба 6. В торце раструба установлен коллектор в виде воздуховодов, размещенных по периметру поперечного сечения. Трубопровод 3 выполнен из отдельных секций с кольцевыми щелями и водосборниками 10 в местах стыка. В коническом раструбе 6 водовоздушным потоком из сопла 2 частицы шлакового расплава разгоняются до скоростей, обеспечивающих их надежный пневмотранспорт к приемному бункеру 4. 2 ил. нуляции, далее воды и затем шлакового расплава, Так как входная часть тру бопровода имеет постоянное сечение, 5 то избыточное давление равное отноУ шению затрат на движение к площади сечения, при превышении некоторого значения препятствует входу расплава в трубопровод, выбрасывая его обратно в желоб. Это снижает производительность установки.

Кроме того, при движении по трубопроводу под действием турбулентных пульсаций потока всздуха дисперсная влага постепенно осаждается на его стенку, образуя смачивающую пленку.

Пленочная вода оказывает тормозящее действие движению трехфазного готока, вызывая увеличение статического давления и тем самым H.åëðoêçâîäèòåëüíûå затраты энергии. Эта влага не участвует в охлаждении капель расплава и в дальнейшем вызывает излишнее увлажнение получаемого материала.

25 Выполнение трубопровода в виде цельной трубы усложняет эксплуатацию установки,так как при случайном зашлаковывании удаление шлака из него затруднено . В этом случае приходится

30 заменять весь трубопровод.

Цель изобретения — повышение надежности работы при переработке шлаков с температурой 1600-1800 С, упрощение эксплуатации и увеличение производительности установки.

Поставленная цель достигается тем, что в установке для грануляции шлакового расплава, содержащей приемный желоб, водовоздушные распыливающие

40 сопла, расположенные под желобом, и трубогровод для пневматического транспортирования .-ранул с входной частью в виде конического раструба, в торце последнего со стороны входа уста.—

45 новлен коллектор в виде воздуховодов, размещенных по периметру поперечного сечения, а трубопровод для пневматического транспортирования гранул выполнен составным иэ секций с кольцеi0 выми щелями и водосборниками в местах стыка.

На фиг.1 изображена установка, продольный разрез; на фиг.2 — то же, вид с ве рху .

Ус тановк а соде р».ит приемный желоб 1, распыливающие водовоздушные сопла 2, расположенные под желобом 1, трубопровод 3 для пневматического транспортирования гранул и приемный

1 1357381

Изобретение относится к переработке высокотемпературных расплавов и может быть использовано на заводах черной и цветной металлургии при переработке шлаковых расплавов, в частности ферросплавных.

Известно устройство для получения шлаковой пемзы, содержащее приемный желоб, водовоздушные распыливающие сопла, расположенные под желобом, и трубопровод для пневматического транспортирования гранул.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является устройство для получения шлаковой пемзы, содержащее приемный желоб, водовоздушные распыливающие сопла, расположенные под желобом, и трубопровод с входной частью в виде конического раструба для пневматического транспортирования гранул.

Недостатком известных установок является низкая надежность работы при грануляции расплавов с температурой плавления 1600-1800 С. Трубопровод с соплом представляет собой эфектор, камера смещения которого через желоб сообщается с атмосферой. Воздух, истекающий из сопла, при движении в трубопроводе расширяется как турбулентная полуограниченная струя и постепенно заполняет все сечение трубопровода на некотором расстоянии от места входа. В пределах этого расстояния верхняя часть сечения трубопровода не обдувается. При грануляции расплавов с температурой 16001800 С происходит наброс и намораживание капель расплава на необдуваемую часть поверхности трубопровода у входа в него, их спекание и в результате зашлаковывание трубопровода.

При поступлении в трубопровод водовоздушного потока на его входе возникает статическое давление ниже ат,мосферного. При подаче в трубопровод шлакового расплава в результате затрат на движение по трубопроводу трех фазного потока воздух — вода — шлак степень разгружения уменьшается и по мере увеличения расхода шлака образуется избыточное давление. Так как трубопровод сообщается с атмосферой, то под действием этого давления по мере увеличения расхода шлака из трубопровода происходит выброс сначала паров и газов, образующихся при rpa3 13573 бункер 4. Трубопровод 3 содержит сопло 5 подачи дополнительного воздуха для осуществления пневмотранспорта.

Входная часть трубопровода выполнена в виде сужающегося конического раст5 руба 6. С торца трубопровода к коническому раструбу 6 (по его периметру) примыкает коллектор, выполненный в виде во эдухов одов 7 9. Воэдуховод 7 расположен с верхней, а воздуховоды8 10 и 9 с боковых сторон желоба 1. Трубопровод 3 по длине выполнен составным из отдельных секций, а в местах стыка секций имеются кольцевые щели с водосборниками 10. 15

Установка рабо тае т следующим образом.

При сливе шлакового расплава в приемный желоб 1 он растекается по

его дну и в виде плоской струи посту-20 пает во входную часть трубопровода в конический раструб 6, где диспергируется на капли водовоздушным потоком,истекающим из сопла 2. Капли подхватываются воздушным потоком и 25 уносится в трубопровод 3 ° Под дейст-, вием турбулентных пульсаций диспергирующего водовоздушного потока часть капель выбрасывается в начале трубопровода из потока за пределы границы 30 расширения на верхнюю и боковые стенки конического раструба 6 трубопровода 3. При своем движении к стенке эти капли подхватываются вспомогательными потоками воздуха, истекающи- 35 ми из воздуховодов 7-9 коллектора и движущимися вдоль верхней и боковой сторон конического раструба 6, сдуваются и уносятся в глубь трубопровода 3. Таким образом, исключается осаж10 дение капель на стенки трубопровода во входной его части и тем самым повышается надежность работы установки. Когда по мере расширечия диспергирующий водовоздушный поток, истекаю- 45 щий из сопла 2, заполняет все сечение раструба 6, осаждающиеся капли сдуваются им.

Возникающее в трубопроводе избыточное давление по мере увеличения 50 площади сечения конического раструба 6 в направлении к входу уменьшается, что позволяет достичь его критических значений, при которых происходит выброс расплава из трубопрово- 15 да, при большей производительности установки. В коническом раструбе 6 водовоздушным потоком из сопла 2 час81 тицы разгоняются до скоростей, обеспечивающих их надежный пневмотран;спорт воздушным потоком из сопла 5 к приемному бункеру 4.

В отличие от частиц шлака капли воды, осаждающиеся на стенку трубопровода, смачивают его поверхность, образуя тонкую пленку, которая под действием потока воздуха продвигается вдоль трубопровода 3. Достигая водосборников 10 эта вода отводится из трубопровода через кольцевую щель между секциями, скапливается в водосборнике и направляется на очистку. Таким образом обеспечивается снижение затрат энергии на органиэацию движения этой воды, а полученный материал предохраняется от излишнего увлажнения.

Капли шлака, затвердевшие эа время движения по трубопроводу, выбрасываются в приемный бункер 4, где накапливаются и по мере охлаждения направляются на сепарацию от включений металла. Парогазовая смесь из бункера 4 отводится на очистку.

Пример. На установке с диаметром транспортного трубопровода

550 мм и длиной 30 м входная часть имеет сечение в виде овала с площадью поперечного сечения в 1,5 раза больше площади сечения трубопровода. Угол о раскрытия раструба 10 . В торце конического раструба по его периметру сверху и с боковых сторон желоба установлены воздуховоды с высотой просвета 20 мм. Трубопровод выполнен составным из секций. Длина каждой секции 10 м. В местах стыка имеется кольцевая щель шириной 5 мм с водосборником. На установке проведены контрольные опыты со шлаковым расплавом производства рафинированного феррохрома с температурой начала кристаллизации 1720 С. 3а каждый опыт сливается до 6 т расплава. За все время слива установка работает бесперебойно, намораживание расплава на стенки раструба и трубопровода не происходит, улучшается эксплуатация установки. В опытах достигнута производительность установки по шлаковому расплаву 600 кг/мин, при суммарном расходе воздуха 600 м /мин и во3 ды !00 л/мин. Перепад статического давления в трубопроводе составляет

375 кг/м . При этом через щелевые водоотделители отведено около 40Х поСоставитель И.Иноземцева

Техред N.Ìoðãåíòàë Корректор g.Sóòÿãà

Редактор Н.Бобкова

Заказ 5940/21

Тираж 588 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãoðoä, ул.Проектная,4

5 l 35738 даваемой воды. Температура материала на выходе из приемного бункера составляет 100 С, материал сухой. Полученный продукт состоит из смеси зерен фракции до 10 мм. При хранении зерна не рассыпаются и сохраняют свою форму, что свидетельствует о стабилизации шлака в процессе переработки. Полученный материал использован для получения цемента.

При работе на установке без конического раструба, но с обдувом верхней части стенки трубопровода при том же расходе воздуха и воды достигнута производительность по шлаку 510 кг/мин, что составляет 85Х от производительности установки с раструбом, При расходе шлака более

510 кг/мин происходит интенсивный выброс расплава из входной части трубопровода.

Положительный эффект в предлагаемой установке является следствием уравнения Бернулли для газовых потоков, так как обдув стенок уменьшает эжекцию воздуха из окружающей атмосферы и создает возможность бесперебойной и надежной работы при больших статических давлениях на входе в конический раструб, чем без обдува.

В контрольном опыте без водоотделителей перепад давления в трубопро1 6 воде составляет 490 кг/м, а производительность установки снижается до

550 кг/мин. Влажность материала составляет 27, температура на выходе из бункера 60 С. Это свидетельствует о том, что предлагаемая установка дополнительно позволяет снизить затраты энергии и уменьшить влажность получаемого материала °

М

Рмула изобретения

Установка для грануляции шлакового расплава, содержащая приемный желоб, водовоздушные распыпивающие сопла, расположенные под желобом, и трубопровод для пневматического транспортирования гранул с входной частью в виде конического раструба, о т л и ч а ю щ а я с. я тем, что, с целью повышения надежности работы при переработке шлаков с температурой 1600-1800"С, упрощения эксплуатации и увеличения производительности установки, в торце раструба со стороны входа установлен коллектор в виде воздуховодов, размещенных по периметру поперечнсго сечения, а трубопровод для пневматического транспортирования гранул выполнен составHbIM из секций с кольцевыми щелями и водосборниками в местах стыка.