Способ грануляции шлаковых расплавов

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам грануляции доменных шлаков, также может быть реализовано в других отраслях промышленности, где гранулируют расплавы. Предлагается способ грануляции шлаковых расплавов путем дробления жидкой струи расплава дисковым распылителем и охлаждения капель расплава газовым потоком, поток капель жидкого расплава после дискового распылителя направляется во вращающийся газовый поток, в котором происходит охлаждение капель расплава, полное охлаждение гранулята осуществляется в плотном фильтрующем слое, продуваемом газовым потоком. 1 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности, к способам грануляции доменных шлаков, также может быть реализовано в других отраслях промышленности, где гранулируют расплавы.

Известен способ грануляции шлаковых расплавов у доменной печи путем дробления струи расплава водой и последующего охлаждения в воде [Авторское свидетельство СССР №529132, кл. С04В 5/02, 1971].

Этот способ требует организации сложных оборотных циклов воды, что дает повышенную влажность продукта (гранулята). Кроме того, при охлаждении доменного шлака водой выделяются вредные сернистые соединения.

Известны способы грануляции шлаковых расплавов, обеспечивающие получение сухого продукта (гранулята).

Так известен способ, при котором в струю расплава вдувается поток воздуха с твердыми частицами [Авторское свидетельство СССР №478865, кл. С21В 3/06, 1974]. В этом способе, обеспечивающем получение сухого гранулята, основное внимание уделено дроблению жидкой струи и не рассматривается вопрос дальнейшего охлаждения гранулята. В связи с этим применение указанного способа в промышленных масштабах не представляется возможным, поскольку для полного охлаждения движущихся с большой скоростью жидких капель расплава требуются значительные расстояния, и, следовательно, использовать их при припечной грануляции невозможно. Сокращение пути полета частиц приводит к их спеканию и образованию сплошного монолита.

Известен способ грануляции шлакового расплава путем воздействия на струю последнего азотом, пропускаемым через сверхзвуковое сопло, в которое впрыскивают воду в количестве 0.5-0.9 м3 на 1 т расплава [Авторское свидетельство СССР №251437, кл. С04В 5/02, 1966]. В этом способе, обеспечивающем получение сухого гранулята, основное внимание уделено дроблению жидкой струи и не рассматривается вопрос дальнейшего охлаждения гранулята. В связи с этим применение указанного способа в промышленных масштабах не представляется возможным, поскольку для полного охлаждения движущихся с большой скоростью жидких капель расплава требуются значительные расстояния, и, следовательно, использовать их при припечной грануляции невозможно. Сокращение пути полета частиц приводит к их спеканию и образованию сплошного монолита. Кроме того, вода взаимодействует с доменным шлаком с образованием сернистых соединений.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ грануляции шлаковых расплавов путем дробления жидкой струи расплава разбрызгивателем, на образовавшиеся капли воздействуют вращающимся потоком жидкости [Авторское свидетельство СССР №244927, кл. С04В 5/05, 1969]. Однако при этом способе используют для более быстрого охлаждения воду. Вода взаимодействует с доменным шлаком с образованием сернистых соединений.

Целью изобретения является обеспечение припечной грануляции расплава без использования воды, сокращение пути полета частиц без спекания и образования сплошного монолита и полного охлаждения затвердевших капель расплава.

Поставленная цель достигается тем, что путем дробления жидкой струи расплава дисковым распылителем, капли жидкого расплава после дискового распылителя направляются во вращающийся поток газового энергоносителя, в котором происходит охлаждение капель расплава, полное охлаждение затвердевших капель расплава осуществляется в плотном фильтрующем слое, продуваемым газовым энергоносителем.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является полное охлаждение капель расплава без использования воды, при припечной грануляции расплава без спекания и образования сплошного монолита.

Струю расплава дробят дисковым распылителем, а на образующиеся капли расплава воздействуют сначала вращающимся газовым потоком, расход которого составляет 6.1-12.2 кг на 1 кг расплава. Для полного охлаждения затвердевших капель расплава удельный расход газового потока через плотный фильтрующий слой затвердевших капель расплава составляет 14.6-23.4 кг на 1 кг расплава.

На фигуре 1 представлена схема осуществления способа.

Струя шлакового расплава 1 подается перпендикулярно на дисковый распылитель 2, образовавшиеся капли расплава поступают во вращающийся газовый поток 3, откуда последним подаются в плотный фильтрующий слой 4, продуваемый газовым потоком 5, где и заканчивается их полное охлаждение. Капли расплава охлаждаются первоначально во вращающемся потоке газа, начальная скорость которого составляет 20-40 м/с.

В таблице 1 приведены координаты траектории капли в зависимости от начальных скоростей капли и потока газа, отражено влияние начальных скоростей газового потока и капель расплава при входе во вращательное движение газового энергоносителя на величину максимальной проекции траектории капли на горизонтальную и вертикальную плоскости и величину температуры поверхности капли.

Из таблицы следует, что изменяя начальную скорость капли можно оценить характерные размеры грануляционной камеры, диаметр и высоту. Из таблицы следует, что увеличение начальной скорости капли приводит к тому, что радиус грануляционной камеры увеличивается, при этом к концу движения капли расплава во вращающемся потоке поверхность капли успевает затвердеть при различных начальных скоростях капли расплава. Снижение начальной скорости газового потока приводит к затвердеванию поверхности капли расплава, но радиус камеры увеличивается, но при больших начальных скоростях капли расплава требуется большой расход газового энергоносителя, т.е. больше чем нужно для полного охлаждения. При малых начальных скоростях капель расплава расход газового энергоносителя приемлем. При малых расходах газового энергоносителя резко возрастают размеры вращающегося потока газового энергоносителя, что не подходит для припечной обработки расплава шлака. Численное исследование траекторий движения капли расплава показало, что при удельном расходе газа от 4.43 до 25.14 кг газа на 1 кг расплава при скорости газа на входе во вращательное движение от 20 до 30 м/с и начальной скорости капель расплава до 40 м/с поверхность капель расплава затвердевает и капли расплава тормозятся в горизонтальном направлении и проекция траектории капли в вертикальном направлении приемлема для припечной обработки расплава. Затвердевшие капли расплава направляются в плотный фильтрующий слой продуваемый свежим газовым энергоносителем.

Предлагаемый способ был полностью проверен в лабораторных условиях и показал значительную эффективность. Основным его преимуществом является исключение из оборота технологической воды, что дает возможность осуществления процесса грануляции доменного шлака непосредственно у металлургических агрегатов, утилизации теплоты жидких расплавов и исключение вредных выбросов сернистых соединений.

Способ грануляции шлаковых расплавов путем дробления жидкой струи расплава дисковым распылителем и охлаждения капель расплава газовым потоком, отличающийся тем, что поток капель жидкого расплава после дискового распылителя направляют во вращающийся газовый поток, в котором происходит охлаждение капель расплава, затвердевшие капли расплава направляют в плотный фильтрующий слой, который продувают газовым потоком до полного охлаждения капель расплава.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к грануляции расплавленных материалов в цветной и черной металлургии, таких как штейн, файнштейн, железистый шлак и другие материалы, не образующие легковесных частиц, и может быть использовано как в качестве припечной установки, так и отдельно стоящей при сливе расплавов из промежуточного ковша или миксера.

Изобретение относится к металлургии, в частности, к непрерывному получению отверждённого сталелитейного шлака. Расплавленный сталелитейный шлак, содержащий по меньшей мере 2 мас.% свободной извести, отверждают с получением частиц отверждённого шлака, имеющих диаметр меньше 1 мм.

Группа изобретений относится к установке грануляции расплава шлака, способу грануляции расплава шлака с получением сухого продукта. Техническим результатом является повышение надежности работы.

Изобретение относится к устройствам грануляции шлака, в частности доменных шлаков на металлургических заводах, с целью получения шлаковой пемзы с заданными свойствами и размерами, в качестве заполнителя в строительстве. Устройство грануляции шлака, включающее приемник для ввода шлака, подающий желоб, полые вращающиеся валки, источник воды, трубопроводы с прямым и криволинейным участками, отличающееся тем, что с целью повышения производительности получения гранул боковая поверхность валков выполнена с чередующимися рядами полусферическими впадинами разных размеров с соотношением R=2r, где R - радиус большой полусферической впадины одного ряда; r - радиус меньшей полусферической впадины другого ряда, причем оси полусферических впадин разных размеров сдвинуты относительно друг друга на величину R + а/2, где а - расстояние между краями соответствующих полусферических впадин.

Изобретение относится к технике обезвоживания сыпучих материалов и предназначено преимущественно для использования на припечных установках для грануляции металлургических шлаков. Установка содержит по меньшей мере одну технологическую линию, включает в себя гидрогранулятор, приемный бункер, камеру шлакового эрлифта, сообщенного с обезвоживателем посредством пульпопровода.

Изобретение относится к оборудованию, используемому при выработке горючего газа в печи для газификации и плавления газифицируемого материала. Система шлакоотвода для отвода шлака из указанной печи включает устройство для быстрого охлаждения шлака, выгружаемого из печи в жидком охлаждающем агенте с получением стекловидного шлака, резервуар шлакоотстойника для сбора шлака вместе с охлаждающим агентом, пульпосодержащий резервуар, обеспечивающий прием шлака из резервуара шлакоотстойника в воду для получения шлакосодержащей пульпы, шлакосборник, устройство, подающее шлак из резервуара шлакоотстойника в пульпосодержащий резервуар, пульпопровод для соединения пульпосодержащего резервуара и шлакосборника, насос, выполненный с возможностью всасывания шлакосодержащей пульпы из пульпосодержащего резервуара и ее подачи к шлакосборнику, и всасывающую насадку диаметром d, расположенную во впускном отверстии пульпопровода и размещенную с зазором 0,25d-10d от нижней поверхности пульпосодержащего резервуара.

Изобретение относится к грануляции расплава шлака непосредственно у металлургических печей. Установка припечной грануляции шлака содержит желоб шлака, гранулятор, гранбассейн, последовательно соединенные с ним колодец шлакового эрлифта с установленным в нем эрлифтом, соединенным с обезвоживателем шлака, камеру осветленной воды, соединенную с насосом оборотной воды, при этом обезвоживатель шлака содержит загрузочную воронку шлаководяной пульпы и выгрузочный бункер.

Изобретение относится к металлургической промышленности и может быть использовано при переработке металлургических шлаков. Устройство для переработки шлаковых расплавов содержит металлический барабан с наружными продольными ребрами и ребордами, установленный с возможностью вращения вокруг горизонтальной оси.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к установке для грануляции шлака. Установка содержит желоб шлака, гидрогранулятор, соединенный с насосом подачи воды, приемный бункер-отстойник, снабженный решеткой, переливным устройством и камерой сбора парогазовых выделений с вытяжной трубой, эрлифт для откачки шлака, камеру эрлифта для откачки шлака, в которой размещены подъемная труба эрлифта с насадкой для подачи воздуха и труба для взмучивания граншлака перед всасывающим патрубком эрлифта, камеру оборотной воды.

Изобретение относится к металлургической промышленности и может быть использовано при переработке металлургических шлаков. .

Изобретение относится к способу и установке для получения оксида цинка из металлического цинка газофазным способом из металлического цинка с последующим окислением паров металлов при производстве оксида цинка (цинковых белил). Способ получения оксида цинка из металлического цинка включает нагрев, плавление, испарение цинка в муфеле с последующим окислением его паров воздухом, при этом подачу воздуха на окисление в муфельной печи осуществляют не менее чем двумя потоками, сечением каждый не менее 0,1 площади выходного отверстия муфеля со скоростью не менее 5 м/с и направленных перпендикулярно продольной оси муфеля, на расстоянии от выходного отверстия паров цинка, равном 0,5 - 2 внутреннего диаметра муфеля, причем общее количество окисляющего воздуха в потоках обеспечивают в интервале 12 - 30 м3 на 1 кг паров цинка.
Наверх