Устройство для грануляции шлака

 

Сущность изобретения: устройство включает плавильный агрегат. Шлаковая летка смонтирована по центру плавильного агрегата, верхняя ее часть) расположена в центре полости головки, а нижняя герметично соединена с гранулятором. Головка установлена над плавильным агрегатом, герметично соединена с ним, образуя по периферии кольцевую полость. Гранулятор смонтирован под плавильным агрегатом. Канал подачи реагента смонтирован в центре полости головки над шлаковой леткой соосно с ней. Какал для подачи реагентов может быть также выполнен с конусом в нижней части и установлен с возможностью вертикального перемещения. Верхний торец шлаковой летки может быть выполнен с желобами. 2 з п.ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5О5 С 04 В 5/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

)"

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1 (21) 4493827/33 (22) 11.10.88 (46) 23,06.92. Бюл. ГФ 23 (75) А.B,Ãóëÿåâ (53) 669.162.266.446.24 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 600110, кл. С 04 В 5/02, 1975.

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГРАНУЛЯЦИИ

ШЛАКА (57) Сущность изобретения: устройство включает плавильный агрегат. Шлаковая летка смонтирована по центру плавильного агрегата, верхняя ее часть| расположена в

Изобретение относится к металлургии и . может быть использовано для производства металла и граншлака в одном агрегате.

Известен сталеплавильный агрегат непрерывного, действия, в котором шлаковая летка расположена над футеровкой емкостью и сообщена с головной (колоколом), введенной в эту емкость и герметичнО Goeдиненной с ней. Поступающий в этот агрегат металл движется в объемном противотоке с выходящем из него дымом и шлаком, что позволяет более эффективно использовать реакционную способность вводимых в него реагентов, а жидкую фазу — для очистки дыма от содержащихся в нем паров.и пыли.

Недостаткй этого агрегата: шлаковая . летка выполнена в виде закрытого желоба значительной протяженности, что усложняет условия эвакуации шлака, приводит к снижению его температуры, ухудшению качества гранулятора; требует дополнительных затрат для оборудования гранулятора газоочисткой.

„„SU,, 1742243A1 центре полости головки, а нижняя герметично соединена с гранулятором. Головка установлена над плавильным агрегатом, герметично соединена с ним, образуя по периферии кольцевую полость. Гранулятор смонтирован под плавильным агрегатом.

Канал подачи реагента смонтирован в центре полости головки над шлаковой легкой соосно с ней. Канал для подачи реагентов . может быть также выполнен с конусом в нижней части и установлен с возможностью вертикального перемещения. Верхний торец шлаковой летки может быть выполнен с желобами. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.

Известно также устройство для грануляции шлака, позволяющее уменьши объем . газовых выбросов и повысить эффективность газоочистки, в котором .дробление струи расплава осуществляют в замкнутом пространстве газовой смесью. образующейся при грануляции шлака;

Однако известное устгройство обладает ф, приведенными выще нед@статками, .Кроме того, известные. устройства для припечной грануляции исключают возможность использовать пыле-., паро- и газообразные продукты грануляции для 4 физико-химинеск ого воздеаствия на отходяulNA из агрегата дим (например. с целью его охлаждения), утилизировать тепло зтих и родуктов на установках, входящих в сЬстав агрегата, использовать очистные сооружения этого агрегата для очистки продуктов грануля ции.

Цель изобретения — повышение эффективности процесса грануляциями. экономия ресурсов и улучшение экологии.

1742243

Поставленная цель достигается тем, что в устройстьо для грануляции шлака, включающем плавильный агрегат, шлаковая летка которого сообщена с полостью головки, введенной в футерован ную емкость и герметично соединенной с ней, а также гранулятор и канал для подачи реагентов в шлак, шлаковая летка введена в полость головки через днище емкости и установлена вертикально, тов расположен в полости головки над шлаковой леткой соосно с ней, Канал для подачи реагентов соединен с конусом, перекрывающим шлаковую летку сверху, и соединен с возможностью вертикального перемещения; верхний торец шлаковой летки выполнен с желобами.

На чертеже приведено предлагаемое

25 устройство, продольный разрез.

На футерованную емкость 1 установлена головка 2 и герметично соединена с емкостью. Нижняя часть головки образует с внутренней поверхностью емкости кольцевую полость 3 — рабочее пространство агрегата, герметизируемое в процессе его работы снизу расплавом. Сквозная полость

4 головки сообщена с газоотводящим трактом агрегата, ведущим к установкам утилизации тепла и газоочистки (не показано). 30

Для подачи жидких компонентов шихты в агрегат в стенке головки установлен пере-. крываемый металлопровод 5, Здесь же могут быть установлены перекрываемые течки для подачи сыпучих материалов в агрегат из 35 расходных бункеров (не показаны). Шлаковая летка 6 введена в полость головки снизу и установлена вертикально, Для подачи реагентов (газа, пара, воды и других) в шлак, поступающий в шлаковую летку, имеется 40 канал 7, расположенный в полости головки над шлаковой леткой. Этот канал выполнен охлаждаемым или защищен футеровкой, исключающей его тепловое разрушение, Голо45

50 вка, шлаковая летка и канал установлены соосно, при этом шлаковая летка выполнена уширенной книзу с конусностью, близ кой к углу раскрытия потока шлака, подающего через полость летки в гранулятор, что обеспечивает наиболее благоприятные условия для эвакуации шлака и продуктов грануляции, организации тепломассообменных процессов, эксплуатации агрегатов.

Поперечные размеры рабочего пространства агрегата, полости головки и шлаковой летки практически ничем не ограничены и выбираются из условия решаемой технологической задачи. При этом отношение минимальной площади

55 а другим своим концом соединена с грану- 10 лятором, при этом канал для подачи реагенпоперечного сечения полости шлаковой летки к площади поперечного сечения полости головки должно составлять 0,3-0,7(при значении рассматриваемого параметра менее

0,3, ухудшаются условия эвакуации продуктов грануляции, а при более 0,7 не обеспечиваются оптимальные условия массообмена в пространстве между головкой и шлаковой леткой). При выборе оптимального расположения. верхнего торца шлаковой летки" исходят из того, что чем выше относительно нижнего среза головки (расположение которого определяет высоту рабочего пространства 3 агрегата над уровнем расплава в емкости 1 и расстояние от днища емкости до этого уровня) расположен этот торец, тем больше высота столба в полости между головкой и шлаковой леткой, определяющая давление газа в рабочем пространстве 3. Для лучшей организации потока шлака в полости шлаковой летки в ее верхней части предусмотрены желоба 8, направленные к оси шлаковой летки и обеспечивающие образование.. общего вертикального падающего потока шлака соосно шлаковой летке и неконтактирующего с ней (возможен вариант, когда по условиям грануляции шлак проходит через полость летки отдельными струями). Для предотвращения попадания в шлаковую летку шихтовых материалов, вводимых в емкость 1 по металлопроводу 5 или из течек, сообщенных с полостью 2 головки, к нижней части канала подсоединен конус 9, выполненный из огнестойкого материала (возможно охлаждаемый)..Размеры конуса в плане превышают поперечные размеры верхней части полости шлаковой летки. но не препятствуют проходу в газоотводящих тракт газообразных продуктов плэвление и грануляции шлака. С целью изменения положения нижнего среза канала (и конуса), он закреплен с возможностью вертикального перемещения, что позволяет регулировать интенсивность взаимодействия струи реагентов со шлаком.

Реагенты (газ, пылегазовую смесь и другие) в емкость подают через фурмы 10, расположенные в днище емкости (возможно — в ее боковых стенках и в головке). Для выпуска металла.из емкости предусмотрено выпускное отверстие 11. Тепловая работа агрегата обеспечивается плазмотронами 12 или,-(и) электродами 13, введенными в рабочее пространство агрегата через герметизируемые отверстия. Возможно использование других источников тепла, Шлаковая летка герметично соединена с гранулятором 14. В рассматриваемых условиях герметичность соединения обеспечивается погружением шлаковой летки под уровень воды в грану1742243 ляторе на заданную глубину и крышкой 15, которая совместно с пароотводящйми устройствами (пар. отводится в газоотводящий тракт агрегата, — не показано) исключает поступление пара в подагрегатное пространство. При сухой грануляции шлаковую

20 объема жидкого металла и шлака,.эаливаемых в емкость 1, уровень расплава в емкость никогда не превышает уровня нижнего среза головки 2, так как поступлению расплава в кольцевую полость 3 препятствует рабо25 чее давление газа в этой полости (давление газа, вдуваемого через фурмы 10 и плазмотроны 12), превышающее давление максимального столба расплава в полости 4 головки, В этих условиях вдуваемые в. полость 3 реа30 генты и жидкий шлак, образующийся от их взаимодействия с металлом, будут поступать из полости 3 в полость головки под уровень расплава в ней. Независимость уровня .расплава е рабочем пространстве

35 агрегата от количества вводимых в него реагентое, интенсивности шлакообразоеания и других обеспечивает устойчивую тепловую работу нагревательных устройств(плазмотронов 12, электродов 13 и других). При этом в зависимости от массы металла в аг- 40 регате (массы садки) представляется возможным вести процесс при установленной оптимальной толщине слоя жидкого шлака. в емкости 1 или без наличия слоя жидкого

45 шлака на поверхности металла в этой емкости (когда, уровень металла расположен на уровне нижнего среза головки 2 или когда граница раздела шлак-металл расположена в полости головки).

Подача газообразных продуктов рафинирования (дыма) из рабочего пространства

3 агрегата под уровень расплава в полости

4 головки обеспечивает не только более полное использование реагентов, вдуваемых в рабочее пространство. но и более полную

50 очисткудыма от пыли, т.е. расплав е полости 55 головки работает как пенный фильтр.

В рассматриваемых, условиях степень вспенивания шлака может быть получена как угодно высокой беэ нарушения границы летку герметично соединяют с корпусом гранулятора. Агрегат оснащен системой контроля и управления осуществляемым процессом. 10

Пример 1. Работа в периодическом режиме.

После загрузки в емкость 1 требуемого количества кусковых компонентов шихты из расходных бункеров, сообщенных с поло- 15 стью 4 головки 2, по металлопроводу 5 заливают в емкость необходимое количество рафинируемых металла (возможно и синтетического шлака). При этом независимо от раздела шлак-металл, т.е. без образования шлакометаллической эмульсии (например, путем увеличения расхода газа в полость 3 через плазмотроны 12). Расход тепла и реагентов поддерживают так, чтобы при заданной скорости нагрева и рафинирования металла обеспечивалось получение требуемого количества шлака с установленной температурой. При поступлении шлака в полость летки 6 по каналу 7 начинают подавать реагенты с установленным расходом (например, газ или пар с целью предварительного раздробления и охлаждения шлака). Из полости летки шлак поступает непосредственно е гранулятор 14, где подвергается грануляции, Образующие при этом газо-. паро- и пылеобразные продукты грануляции поступают в шлаковую летку в противотоке с поступающим в грануяятор шлаком и.взаимодействуют с ним; в результате чего пылевидные продукты грануляции частично ассимилируются жидким шлаком; а образующийся пар используется для охлаждения сначала шлака, а затем е полости 4 головки — отходящего из агрегата дыма, что,способствует повышению эффективности газоочи-. стки. Интенсивность взаимодействия струи реагентов со шлаком регулируют расходом реагентов,. а также положением нижнего среза канала 7, перемещая его в вертикальной плоскости.

Тепло продуктов грануляции,.как и дыма, утилизируется: используется для получения . пара, электроэнергии.

Образующийся в бассейне гранулятора граншлак извлекают из бассейна эрлифтом, элеватором или при помощи другого известного устройства. После окончания процесса рафинирования прекращают подачу реагентов по каналу 7, системы агрегата переводят на холостой ход и выпускают плавку через отверстие 11. Затем операции повторяют.

Пример 2. Работа в непрерывном режиме.

В установившемся режиме работы агрегата (расход мелкодисперсных компонентов шихты, жидкого промпродукта, газа и тепла соответствует заданному расходу металла через выпускное отверстие 11 и шлака через летку 6 с установленным химсоставом и температурой) по каналу 7 подают в струю шлака с установленным расходом реагентов (газ, пар, реформирующие или другие добавки).

Возможность воздействовать реагентами на предварительно вспененный шлак непосредственно перед его поступлением из агрегата в шлаковую летку позволяет начать процесс грануляции (реформации и других) при максимальной температуре шлака, что позволяет улучшить условия процесса обра1742243

Предлагаемое устройство позволяет концентрировать производственные мощности с целью снижения капитальных и эксплуатационных затрат, эффЕктивно осуществлять безотходные металлургические процессы переработки малоценного сырья, улучшить условия труда, обеспечить выполнение самых жестких требований па защите окружающей среды.

1Ë 8 Я!3- 7ф 5

Составитель А.Гуляев

Техред M.Ìoðãåíòàë

Редактор Н.Рогулич

Корректор А.Осауленко

Заказ 2257 . Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 101 ботки шлака, повысить качество гранулята (например, получать гранулят с высоким со. держанием стекловидной фазы и хорошей иэмельчаемости).

Использование мелкодисперсных компонентов шихты позволяет получать металл из полуфабрикатов (аглоруды, каменноугольного штыба, уноса из газоочистки и про-. ..чих); исключить при этом операции агломерации, производства окатышей, кокса, что не только способствует повышению эффективности металлургического производства, но и существенно снижает отрицательное влияние этого производства на окружающую среду.

Формула изобретения

1. Устройство для .грануляции шлака, включающее плавильный агрегат, шлаковая летка которого сообщена с полостью голо5 вки, канал подачи реагентов в шлак и гранулятор. отл ич а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения эффективности процесса грануляции, экономии ресурсов и улучшения экологии, головка установлена над плавильным

10 агрегатом, герметично соединена с ним, образуя по периферии кольцевую полость, шлаковая летка смонтирована по центру плавильного агрегата, верхняя часть ее расположена в, центре полости головки, а нижняя

15 герметично соединена с гранулятором. смонтированным под плавильным агрегатом, а канал подачи реагента смонтирован в центре полости головки над шлаковой леткой соосно ей.

2.устройство по п.1, о тл и ч а ю щее20 с я тем, что канал для подачи реагентов выполнен с конусом в нижней части и установлен с возможностью вертикального перемещения, 3. Устройство по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю25 щ е е с я тем, что верхний торец шлаковой летки выполнен с желобами,