Способ переработки расплава и установка зорина о. д. для его осуществления
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Номер патента: 1278321
Автор: Зорин
Текст
,ЯО 12 4 С 04 В 5 АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ВИДЕТЕПЬСТВ ВТОРСКОМ.8)о СССР1980.СССР1983. 46.2 идетельст 4 В 5/02, етельство 04 В 5/02 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ РАСПЛАВА ИУСТАНОВКА ЗОРИНА О.Д. ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к чернойметаллургии, в частности к способушахтной обработки расплава. С цельюповышения качества продукта, уменьшения удельных расходов энергии ихладагента и загрязнения окружающейсреды, а также утилизации вторичноготепла в способе переработки расплавапредварительное охлаждение расплаваосуществляют до температуры ликвидуса, охлаждение твердых продуктов про изводят до точки росы, а газообразных - до температуры, равной или ниже точки росы. Способ осуществляют в установке, в которой желоб, термостат, фурма, диспергатор, накопитель и разгрузочное устройство выполнены в виде теплообменника или с отводом из них по крайней мере одного из продуктов переработки в теплообменник, а термостат снабжен отводным туннелем, выполненным в виде конуса и расположенным между шахтой и накопителем, причем конус примыкает через зазор или вплотную меньшим основанием к выходу шахты термостата, а большим - к верхней части накопителя, при этом диспергатор установлен по периметру отводного туннеля или со стороны его выхода, а сопла диспергатора направлены под углом внутрь отводного туннеля и выполнены с возможностью изменения угла в вертикальоной плоскости в секторе 180 . 2 с,п. ф-лы, 5 ил.ния окружающей среды, а также утилизации вторичного тепла, желоб, термостат фурма, диспергатор, накопительи разгрузочное устройство или покрайней мере один из них выполнен в 5виде теплообменника или с отводом изних по крайней мере одного из продуктов переработки в теплообменник атермостат снабжен отводным туннелем,выполненным в виде конуса и расположенным между шахтой и накопителем,причем конус примыкает через зазорили вплотную меньшим основанием к выходу шахты термостата, а большим - кверхней части накопителя, при этомдиспергатор установлен по периметруотводного туннеля или со стороны его выхода, а сопла диспергаторанаправлены под углом внутрь отводного туннеля и выполнены с возможностьюизменения угла в вертикальной плоскости в секторе 180Тираж 640 Подписка осударственного комитета СССРелам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д.Изобретение относится к черной металпургии, в частности к способу шахтной обработки расплава, преимущественно шлака или металла, и к устройству для его осуществления, и 5 может быть использовано в других отраслях народного хозяйства, где необходимо обрабатывать неметаллический, металлический расплавы, например, в литейном производстве, в цвет- О ной металлургии.Целью изобретения является повышение качества продукта, уменьшение удельных расходов энергии и хладагента и загрязнения окружающей среды, а также утилизация вторичного тепла.На фиг. изображена установка для переработки расплава в виде вертикального термостата с шахтой по Форме обенайки с отводным туннелем; на фиг.2 - то же, в виде вертикального термостата с примыкающим к нему накопителем и с теплообменником в последнем; на Фиг.3 - то же, в виде вертикального термостата с теплообменни 25 ком за пределами накопителя; на Фиг.4 - то же, в виде вертикального термоста,та со стороны входа последнего с миксером для расплава; на фиг. 5 - то же, в виде горизонтального термоатата- ЭО теплообменника с каналами в стенках последнего для рабочего тела тепловой машины и с миксером для расплава, сопряженного с входом термостата,Установка содержит желоб 1 с открытым или с закрытым руслом для слива расплава, например шлака или металла из доменной или из сталеплавильной печи, термостат 2 для обработки расплава, выполненный в виде 4 О обечайки с собирательной (приемной) воронкой 3, с шахтой 4, с отводным туннелем 5, Воронка шахта, туннель выполнены по форме, например, плоского или круглого конфузора, цилинд ра, диффузора с возможностью на выходе последнего внезапного расширения расплава соответственно, Внутри термостата соосно установлена прямолинейная фурма 6 и/или со стороны ниж О ней части по периметру торца отводного туннеля закреплена кольцевая фурма 7. Фурмы снабжены соплами 8 для подачи в термостат обрабатывающего расплав рабочего тела, например воздух и/или вода. Фурма 6 и/или 7 установлена на основании или на шарнире, кинематически соединенным с приводом периодического перемещения, например опускания, подъема и фиксирования фурмы вдоль оси термостата между крайними верхним и нижним положениями сопл 8. Последние выполнены в виде сменного насадка из износоустойчивого материала с боковым и/или продольным цилиндрическим, конусоидальным, коническим или иной формы отверстием. Сопла 8 закреплены на основании или на шарнире, кинематически соединенным с приводом с возможностью периодического поворота их выхода для рабочего тела в противоположных направлениях в секторе от 0Одо 180 , предпочтительно в интервале от 0 до 90 в вертикальной плоскости относительно продольной оси термостата. Фурма 6 и/иличерез регулятор (вентиль) расхода рабочего тела посредством, например, гибкого шланга 9 подключена к магистрали (системе)подачи рабочего тела в Фурму. Со стороны внутренней полости 10 стенка 11 термостата покрыта защитным слоем 12, например самовосстанавливающимся гарниссажем из компонентов обрабатываемого расплава. Термостат снабжен механизмом 13 для закрепления его на основании с возможностью периодической замены (монтажа, демонтажа) термостата без разрушения основания,Желоб 1 и термостат 2 расположены на входе в накопительную или в транспортную емкость для продуктов обработки расплава, например гранул, порошка, пемзы, ваты. Накопитель для последних выполнен в виде гидробассейна с достаточной в нем массой воды или в виде безводной саморазгружающейся емкости по Форме, например, силосной башни. Для выгрузки твердых продуктов обработки расплава накопитель снабжен механизмом. Например, гидробассейн имеет эрлифт или багерный насос, а силосная башня в нижней части снабжена течкой (желоб, лоток) с открытым или с закрытым руслом и с дозатором расхода (кг,м ) выгружае 3мого продукта. Течка выполнена и расположена с возможностью самотекомвыгрузки сыпучих материалов в транспортное средство, например грузовой автомобиль, железнодорожный вагон, транспортер пневматический или вибрационный.П р и м е р 1, Способ обработки расплава, например грануляции жидко 1278321го доменного шлака, заключается в следующем.Заблаговременно до слива расплава, в частности доменного шлака из ковша или из доменной печи, между сливным желобом и названными накопителем или транспортным средством для гранул посредством крепежного механизма закрепляют термостат на основании. При этом термостат 2 устанавливают так, 0 что последний входом для жидкости в его верхней части воронки 3 примыкает тангенциально через зазор или сопряженно к выходу желоба 1, а в нижней части отводной туннель 5 вы ходом для продуктов обработки расплава, в частности гранул, через зазор или сопряженно примыкает к входу для последних в верхней части накопителя или к названному транспортному сред ству.Перед сливом расплава (доменного шлака) в термостат, Фурму 6 и/или 7 и сопла 8 настраивают по технологии обработки в оптимальное положение, 25 например опускают, и после окончания опускания .фиксируют фурму 6 так, что после Фиксирования ее сопла 8 располагаются в нижней части накопительной воронки 3 или шахты 4 на равном 11 расстоянии от входа и выхода шахты, а фурму 7 и ее сопла 8 фиксируют так, что по окончании фиксирования выходы этих сопл располагаются в плоскости сечения выхода отводного туннеля 5 35ои имеют угол атаки 45 по направлению к оси туннеля. Оптимальный угол атаки сопла 8 заблаговременно устанавливают при закреплении сопла на основании или посредством привода с 40 шарниром сопла. При этом угол атаки задают в зависимости от интенсивности слива расплава в термостат. Чем интенсивнее слив расплава, тем больше в вертикальной плоскости угол между горизонтом и направлением потока рабочего тела из сопла 8 и наоборот.Расплав сливают по желобу 1 тангенциально к поверхности стенки воронки 3 термостата. При этом с не которым опережением или вместе со сливом расплава посредством сопл 8 фурмы 6 и/или 7 формируют поток рабочего тела, в частности пресной воды, и с опережением или вместе с распла вом подают в термостат. При этом рабочее тело подают (расходуют) с интенсивностью (кг/1 т расплава) по технологии, достаточной для обработ-ки расплава. Причем через сопла 8 Фурмы 6 подают только часть от указанного общего расхода рабочего тела, При этом интенсивность подачи последнего меньше интенсивности подачи рабочего тела, теоретически необходимой для затвердевания расплава.Например, рабочее тело через Фурму 6 подают с интенсивностью, теоретически достаточной для понижения температуры расплава до среднего значения последней в интервале между температурами его ликвидуса и солидуса. Остальную часть или поо тех- нологии необходимую для обработки расплава всю массу рабочего тела подают (расходуют) через сопла 8 Фурмы 7. Причем интенсивность подачи рабочего тела через эту Фурму 7 находится в интервале между интенсивностями подачи (расхода) рабочего тела, теоретически необходимой для затвердевания расплава.и теоретически достаточной для понижения температуры поверхности гранул до температуры точки водяной росы окружающей среды, например, атмосферного воздуха.В течение слива расплава в термостат 2 подцерживают названную интенсивность подачи (расхода) рабочего тела через Фурму 6 и/или 7. Например, применительно к придоменной грануляции шлака через Фурму 6 воду подают с интенсивностью 10-100, предпочтительно 30-50 кг, а через фурму 7 с интенсивностью 100-800, например 400-500 кг/1 т расплава (шлака), в зависимости от величины его энтальпии в момент слива последнего в термастат 2 и в момент начала затвердевания гранул. В течение обработки расплава посредством регулятора расхода оптимизируют и на оптимальном уровне поддерживают интенсивность подачи рабочего тела (воды) в термостат 2.Таким образом,с опережением грануляции предварительно охлаждают расплав до оптимальной для качества грануляции температуры, например до температуры в указанном интервале, в частности до 1350 10 С, и в течение слива расплава через термостат поддерживают эту температуру. В момент выхода из шахты 4 расплав внезапно расширяют и при этом из капель последнего образующийся диспергатпосредством сопл 8 фурмы 7 противотоком направляют сформированный поток рабочего тела (воды) с указанными интенсивностью и углом атаки. Таким путем в пределах отводного туннеля 5 получают и в течение паденияохлаждают диспергат расплава, последний переводят из капельно-жидкого вдисперсно-твердое состояние, образо- Ованные гранулы в полете (падении) охлаждают до требуемой по технологииобработки температуры, При этом затормаживают скорость движения гранули переводят их из ускоренного в состояние замедленного падения или левитации. В течение последнего гранулыохлаждают,цо указанной температуры,например до 100 С, и после этого гранулят сбрасывают в накопитель или в 20транспортное средство, Из накопителяразгрузочным механизмом последнегопериодически или непрарывно гранулывыгружают в транспортное средство.Отработанное рабочее тело, в частности водяной пар, через выход для него,например, в нижней части отводноготуннеля 5 удаляют за пределы послецРнего, направляют в конденсатор водяного пара и конденсат сливают в сис- ЗОтему оборотного водоснабжения термостата,Возможны другие варианты использования устройства.П р и м е р 2. По сравнению с при-З 5меромв устройстве (фиг.2) шахта4 выполйена в виде плоского или круглого усеченного конуса, который большим основанием сопряжен с нижнейчастью собирательной воронки 3, а 40меньшим основанием сопряжен или через зазор с дросселем примыкает кверхней части .отводного туннеля 5.При этом кольцевая фурма 7 располо"жена по периметру между верхним и 45нижним основаниями отводного туннеля5 с возможностью подачи рабочего тела в последний. Собирательная воронка 3 в верхней ее части снабжена дополнительным выходом 14 с пылеуловителем 15 и с дросселем (регулятором)16 расхода летучих (газ, пар, пыль)продуктов обработки расплава, Отводной туннель 5 меньшим основаниемсопряжен через зазор 17 с шахтой 4, уа большим основанием - с входом вверхней части накопителя 18 для продуктов обработки расплава. Последний выполнен в виде закрытой саморазгружающейся, например, силосной башни, В нижней части накопительная емкость 18 снабжена разгрузочным устройством 19 с дозатором расхода сыпучих продуктов обработки расплава (гранулы, порошок, др.), например лоток с открытым или с закрытым руслом. Последний через зазор примыкает к транспортному средству 20 (грузовой железнодорожный вагон, автомобиль, транспортер). В верхней части собирательная воронка 3 и накопитель 18 снабжены дополнительным выходом 14 с пылеуловителем 15, с дросселем 1 б.Этим выходом 14 накопитель 18 примыкает к системе эвакуации летучих продуктов обработки расплава за пределы этой емкости, например к конденсатору водяного пара системы оборотного водоснабжения устройства, снабженной системой химических аппаратов выделения из пара и утилизации соединений серы, водорода, углерода.П р и м е р 3. По сравнению с примером 2 в устройстве (фиг.2) накопитель с возможным заполнением гранулятором 21 снабжен теплообменным аппаратом 22 для утилизации вторичного тепла обрабатываемого расплава. Этот аппарат (теплообменник) 22 выполнен в виде жидкостного или газового (воздушного) калорифера или водотрубного парового котла, например, высокого (20-40 ати) давления и снабжен входом 23 для низкотемпературного и выходом 24 для высокотемпературного рабочего тела теплоносителя тепловой машины (паровая, газовая турбина, поршневая паровая машина, двигатель Стирлинга н др.), При этом теплообменник 22 расположен в пределах накопителя 18 между ее выходом 14 и разгрузочным устройством 19. Причем низкотемпературная часть (экономайзер) с входом 23 теплообменника 22 расположена со стороны разгрузочного устройства 19, а высокотемпературная (перегреватель, сухопарник) часть с выхоцом 24 теплообменника 22 расположены со стороны выхода 14 накопителя 18 с возможностью заполнения последнего и засыпания гранулятом 2 теплообменника -22. Входом23, выходом 24 теплообменник примыкает к соответствующим им выходу и входу для рабочего тела тепловой или7 1278 химической машины (паровой двигатель, химический реактор, пирометаллургический агрегат, теплофикационная сеть). Выход 14 собирательной воронки 3 и/или накопитель 18 примыкают 5 к названной или к дополнительной тепловой или химической машине, наппример, для подогрева или для размораживания шихтовых материалов пирометаллургической плавки. 10П р и м е р 4. По сравнению с примером 3 в устройстве (фиг.2) теплообменник 22 снабжен дополнительным выходом 24 для теплоносителя рабочего тела тепловой или химической 15 машины. При этом дополнительный выход расположен со стороны низкотемпературной части теплообменника и между последним и высокотемпературной частью последнего расположен 20 дроссель 16. Дополнительный выход 24 через дроссель (вентиль) примыкает к тепловой или химической машине дляо утилизации низкотемпературного (100 С и менее) вторичного тепла (отопление промышленных жилых зданий, теплиц).П р и м е р 5. По сравнению с примером 3 в устройстве (фиг.3) теплообменник 22 расположен за пределами накопителя 18, выполнен в виде метал- З 0 лического или керамического рекуператора с каналами 25 для движения через них сыпучих продуктов обработки расплава (гранулы, порошок) и с кана- лами 26 для движения через них рабо- З 5 чего тела (теплоносителя) тепловой или химической машины, например атмосферного воздуха для подачи его в пирометанлургический агрегат. При этом термостат 2 снабжен накопите- . 40 лем 18 для разделения газообразных (летучих) и сыпучих продуктов, обработки расплаваНакопитель выполнен в виде закрытой от внешней атмосферы дополнительной емкости с возмож ностью в ее пределах разделения ле- тучих и нелетучих продуктов обработки расплава естественным путем. Накопитель 18 выполнен по форме в виде саморазгружающейся силосной баш- щ ни (бункера) с возможностью в ней внезапного расширения названных продуктов и расположен между отводным туннелем 5 и теплообменником 22 с сопряжением с последними, с возмож- З 5 ностью самотеком пересыпания сыпучих продуктов обработки расплава из сепаратора в теплообменник 22. В ниж 321 8ней части по периметру накопитель 18 снабжен кольцевой фурмой 27 с соплами для подачи рабочего тела (тепло - носителя) укаэанной машины на продукты обработки расплава. В верхней части по периметру накопитель 18 снабжен выходом 14 в виде кольцевого воздухопровода с пылеуловителем 5 и с дросселем 16. Каналы 26 снабжены входом 23 и выходом 24 и последние примыкают к соответствующим им выходу и входу тепловой или химической машины, утилизирующей вторичное тепло обрабатываемого расплава. Каналы 25 со стороны их выхода через заэор примыкают к транспортеру 28 для подачи охлажденных продуктов обработки расплава на пневмотранспортер 29.Последний снабжен воздушным компрессором 30, воздухопроводом 31 с дросселями (регуляторами) 16 расхода воздуха, соплами 32 для подачи последнего в пневмопровод 33 для транспортировки твердых продуктов обработки расплава в накопитель 18. Последняя в ее верхней части входом для гранул сопряжена с пневмопроводом 33. Посредством механизма 13 устройство (термостат) закреплено на основании 34.П р и м е р 6. По сравнению с примером 5 в устройстве (фиг.4) теплообменник 22 выполнен в виде парового, предпочтительно, водотрубного котла и паропроводом 35 соединен с паровой .(газовой) турбиной 36, кинематически соединенной с электрогенератором 37, который через выключатель соединен с системой (электросетью) подачи электрической энергии к потребителю ее. В нижней части паровой котел снабжен разгрузочным устройством 19 для выгрузки пыли. Этот выход через зазор примыкает к транспортному средству 20. Накопитель 18 выходом 14 с пылеуловителем 15 сопряжен с входом 23 для теплоносителя парового котла 22Последний выходом 24 с дросселем для отработанного теплоносителя, наппример мятый водяной пар, примыкает к канализации 38 системы 39 оборотного (замкнутого) водоснабжения устройства (термостата). Эта система 39 снабжена насосной станцией 40, осветителем (отстойником) 41 воды, напорными водоводами 42. Кроме того,устройство снабжено системой 43 автоматического контроля (измерения) интен 1278321сивности слива расплава н термостат2, а также системой 44 автоматического управления технологией обработки расплава. Выход 14 в верхней части воронки 3 посредством теплоп 1 овода 45 соединен с,дополнительным теплообменником 46, выполненным, например,в виде описанной машины для утилизациивторичного тепла обрабатываемого расплава. После теплообменника 46 теплопровод 45 примыкает к канализации 38системы оборотного водоснабжения термостата 2. Кольцевая фурма 7 с соплами 8 расположена по внешнему периметру между верхним и нижним основаниями отводного туннеля 5 с возможностью подачи рабочего тела в полостьпоследнего. Причем сопла 8 расположе-ны по периметру и/или в плоскости сечения туннеля 5, со стороны нижнегооснования последнего. Фурма 7 посредством напорного трубопровода 9 соединена с системой 39 оборотного водоснабжения устройства (термостата).П р и м е р 7. По сравнению с при вмером 6 в устройстве (фиг.4) термостат 2 снабжен байпасной линией 47для подачи летучих продуктов обработки расплава из верхней части собирательной воронки 3 в теплообменник 22.При этом входом трубопровод 47 с дросселем 16 примыкает к полости в верхней части воронки 3, а выходом примыкает к входу 23 парового котла(теплообменника) 22. .35П р и м е р 8, По сравнению с примером 6 в устройстве (фиг,4) термостат 2 выполнен в виде водомера Вентури с выходом 48 в верхней частиворонки 3 и выходом 49 в верхней части шахты 4 термостата для газа. Например, выход 48 расположен выше емкости воронки для жидкости, а выход49 расположен в зоне сопряжения вороки с шахтой. При этом посредством 45газопровода 50 эти выходы соединеныс манометром для измерения величиныперепада давления между зонами расположения этих выходов. Манометрсоединен с системой 43 автоматичес окого контроля (измерения) интенсивности слива расплава через термостат, которая, в свою очередь, соединена с системой 44 автоматического управления технологией обработки урасплава,П р и м е р 9. По сравнению с примером б и/или 8 устройство (фиг.4)(термостат) 2 снабжено байпасным трубопроводом (байпасом) 51 с дросселем для эжектирования летучих продуктов обработки расплава из полости в верхней части воронки 3 в шахту 4, термостата 2. При эком входом для газа байпас 51 соединен с отверстием 48, а выходом примыкает к отверстию 49 в верхних частях воронки и шахты.Между входом и выходом байпаса установлен дроссель 16.П р и м е р 1 О. По сравнению с примерами 1-9 в устройстве (фиг.4) между сливным желобом 1 и термостатом 2 расположена дополнительная емкость 52 для расплава, например чугун, сталь, шлак. Последняя выполнена в виде миксера и в верхней части снабжена входом 53 для жидкости, для сыпучих материалов. Миксер снабжен, по крайней мере, одним, например, тремя выходами для жидкости, из которых выход 54 предназначен для слива жидкого шлака, а выходы 55 и 56 для слива металла и располокены на противоположных сторонах периферии миксера, предпочтительно, соосно с последним и друг с другом. Выход 54 расположен выше и на равном расстоянии от выходов 55 и 56. Выходы 54-56 выполнены в виде сифона, например чайниковый носок или лоток с сифонной плитой (скиммер) перед ним. Сифонная плита 57 установлена перед выходом 54 для шлака, а сифонная плита 58 располокена перед выходами 55, 56 для слива металла. Сифонные плиты установлены с возможностью одновременно сифоном сливать шлак и металл, например шлак в термостат 2, а металл в заблаговременно для этого уста-, новленный ковш (чугуновозный, сталевозный). Входом 53 миксер 52 через зазор и с единым центром вращения примыкает к выходу желоба 1, а выходом 54 миксер примыкает через зазор и тангенциально к входу для жидкости в верхней части собирательной воронки 3. Выходы 55 и 56 через зазор примыкают к аналогичным термостату 2 или к иному устройству для обработки расплава, например к устройству для получения металлического порошка и/или ковшу для транспортировки жидкого металла (чугуновоз; сталевоз); Последние располагают .на постановочных для них железнодорожных путях. Миксер 52 устанавливают на основании40 или на шарнире 59, кинематически соединенным с приводом с возможностьюпериодического наклона миксера в противоположных направлениях в сторонывыходов 55 и 56 с возможностью слива 5расплава из миксера в указанные емкости.П р и м е р 11. По сравнению спримером 1 О в устройстве (фиг.4) квходу 53 миксера 52 через зазор примыкает выход с дозатором емкости 60для добавочных материалов, напримервзаимодействующие с элементами расплава (металл и/или шлак) десульфуратор, дефосфоратор, окислитель, восстановитель, легирующий элемент,предпочтительно известь, железорудный концентрат, уголь, цветной металл, редкоземельный элемент. Фурма6 с соплом 8 расположена соосно стермостатом 2 и установлена (закреплена) на основании и на шарнире сприводом 61 с возможностью периодического подъема и опускания сопла 825до крайних верхнего, нижнего положений,П р и м е р 12. По сравнению спримером 10 в устройстве (фиг.5) термостат 2 расположен наклонно, предпочтительно, горизонтально междумиксером 52 и накопителем 18 с сопряжением с миксером и с примыканием через зазор к емкости. При этом большее основание собирательной воронки3 сопряжено с выходом 54 для шлака 35миксера, а большее основание отводного туннеля 5 через зазор примыкает к входу для продуктов обработкирасплава в верхней части накопителя18. Фурма 6 расположена в миксереперед выходом 54 для шлака и установлена на шарнире 61 с приводом свозможностью периодического перемещения фурмы во взаимно перпендикулярных направлениях между крайними положениями сопла 8 и после окончанияперемещения в каждом направлениификсирования последнего в оптимальном положении относительно входа дляжидкости собирательной воронки 3 термостата 2.П р и м е р 13. По сравнению спримером 12 в устройстве (фиг.5)часть стенки термостата 2 выполненав виде нагревателя (теплообменника) 55рабочего тела (теплоносителя) тепловой, химической машины, например калорифер или паровой, предпочтительно водотрубный. котел с каналами 62 для циркуляции через них рабочего тела (теплоносителя).Оптимальным вариантом изготовления устройства является изготовление его по примеру 1 или по примеру 3. Этот вариант вписывается в технологический поток известных доменных сталеплавильных цехов по переработке жидких, например доменных, шлаков. Поэтому практическое осуществление предлагаемого устройства не требует больших затрат времени и средств.П р и м е р 2. Способ обработки, в частности грануляции, расплава, например, доменного шлака при изготовлении устроддстдза по примеру 2 ддлдд 3 от примера 1 отличается тем, что в течение обработки расплава в теплообменник 22 засыпают или через его каналы 25 пропускают (ссыпают) сыпучие продукты (гранулы, порошок) обработки расплава. Одновременно через вход 23 в теплообменник 22 подают необходимую массу и в последнем нагревают рабочее тело (теплоноснтель) описанной машины до температуры, достаточной для выполнения рабочего процесса, утилизирующей вторичное тепло расплава тепловой или химической машины. После этого нагретое рабочее тело (теплоноситель), например воздух и/или вода, через выход 24 направляют в названную машину и, таким путем, компенсируют дефицит тепла при.выполнении последней рабочего процесса, например выработка электроэнергии или восстановление железа из его окислов с последующим использова. нием отработанного теплоносителя для обогрева (отопления) производственного, жилого помещения.Например, в теплообменник 22 подают пресную воду с интенсивностью 15-25 кг/1 т гранулята (порошка) и за счет тепла последнего получают, перегревают водяной пар до температуры выше его критического состояния, предпочтительно в интервале 400- 500 С, и перегретый пар направляют на рабочие органы паровой (газовой) турбины тепло-электроцентрали (ТЭЦ). Отработанный пар направляют в конденсатор последнего и конденсат сливают в систему оборотного водоснабжения термостата 2. Отработанный (мятый) пар направляют в систему циркуляции его через теплообменник 22образные (пар, газ) продукты обработки расплава через выход 14,цля них ник в виде водотрубного парового котла направляют в конденсатор последне 40 50 и повторяют описанный цикл утилизации вторичного тепла расплава (перегревают и направляют перегретьп пар на рабочие органы машины). При использовании в качестве рабочего тела (теплоносителя) атмосферного воздуха последний в теплообменнике 22 нагревают до температуры, по технологии достаточной для выполнения рабочего процесса, например, доменной плавки в интервале температур 1000- 1 300 С р предпочтительно200- 1 250"С и нагретый воздух направляют в воздухопровод горячего дутья доменной печи.П р и м е р 3. Способ обработки расплава от описанного примера. 2 отличается тем, что нагретые до высокой температуры (1000-1600 С) газонаправляют в теплообменник описанной машины для утилизации вторичного тепла расплава.П р и м е р 4. Способ обработки расплава при изготовлении устройства по одному из описанных примеров 6-10 от примера 1 отличается тем, нагретые газообразные продукты обработки расплава через выход 14 собирательной воронки 3, и/или накопитель 18 и вход 23 направляют в теплообменла. Отработанный теплоноситель (мятый, водяной пар) через выход 24 котго и конденсатор сливают в канализацию 38 системы 39 оборотного водоснабжения устройства. Осаждающуюся в котле 22, пыль через выход периодически выгружают в транспортное средство 20, Перегретый пар из котла 22 по трубопроводу 35 направляют на лопатки турбины 36 с электрогенератором 37 теплоэлектроцентрали.П р и м е р 5. Способ обработки расплава, от описанного примера 4 отличается тем, что в течение обработки газообразные продукты обработки расплава по байпасному трубопроводу 47 и/или через выход 14 направляют в теплообменник (паровой котел) 22 и/или в дополнительный теплообменник46. В последнем за счет вторичноготепла расплава рабочее тело (теплоноситель) нагревают до температурыниже температуры кипения воды, например в интервале 30-95 С. О 5 20 25 30 35 Л р и м е р б. Способ обработки расплава от описанного примера 4 отличается тем, что летучие (пар, газ,пыль, брызги) продукты обработки расплава по байпасному трубопроводу 51из верхней части воронки 3 направляют в верхнюю часть шахты 4. При этом одновременно потоком расплаваназванные продукты эжектируют в обрабатываемый расплав,П р и м е р 7. Способ обработкирасплава при изготовлении устройства по примеру 8 в виде водомераВентури от описанного в примерах1-6 отличается тем, что в течениеслива расплава через термостат 2 посредством манометра 43 измеряют разность (перепад) давления в верхнихчастях воронки 3 и шахты 4. Результаты измерения автоматически вводятв систему 44 автоматического контроля и управления технологией обработки расплава,П р и м е р 8, Способ обработкирасплава при изготовлении устройствапо примеру 10 от описанных примеров1-7 отличается тем, что с опережением обработки расплава, например, первоначально металл (чугун, сталь), азатем шлак (доменный, сталеплавильный) из желоба. 1 через вход 53 сливают в миксер 52. При этом последнийметаллом заполняют до уровня выхода55(56) для металла. Таким образом изпоследнего создают гидравлическийзатвор для шлака на пути слива последнего в воронку 3 термостата 2.После этого посредством привода миксер 52 наклоняют в сторону выхода 55 или 56 для металла и последний из миксера 52 сливают в заблаговременно для этого поставленную емкость, например чугуновозный (сталевозный) ковш или устройство, аналогичное термостату 2 для обработки расплавас получением гранул или металлического порошка. После заполнения металлом ковша приводом наклоняютмиксер в противоположном направлении и продоЛжают металл сливать в заблаговременно для этого поставленныйдругой порожний ковш, Описанный циклразливки металла в ковши периодически повторяют в течение слива металла в миксер. В момент начала совместного слива металла и шлака из желоба 1в миксер 52 в последнем на поверхности металла накапливают слой шлака нениже выхода 54 для последнего и шлак слиняют в норонку 3 термастата 2. Таким образом, из шлака создают гидравлический затвор для металла на пути слива шлака из миксера. После или с 5 некоторым опережением окончания слива расплава из желоба 1 приводом устанавливают миксер 52 в исходное для него горизонтальное положение. Таким образом от слива и до слива расплава 10 из желоба 1 в миксере сохраняют гидравлические затворы. Полное опорожнение миксера от расплава осуществляют после слива через миксер 50 тыс. т металла или шлака. 15П р и м е р 9. Способ обработки расплава при изготовлении устройства по примеру 11 от описанного примера 8 отличается тем, чта в течение слива расплава, например, чугуна и/или 20 шлака из доменной печи в миксер 52 через вход 53 из емкости 60 по технологии дополнительной обработки расплава подают необходимый дополнительный материал, предпочтительно известь и/или железорудный концентрат в стехиометрически достаточном количестве для обессеривания (или обесфосфаривания) металла.При этом через фурму 6 в металл ЗО подают (продувают) технический кислород с интенсивностью, достаточной для компенсации дефицита тепла при осуществлении названных процессов рафинирования металла.35П р и м е р 10Способ обработки расплава при изготовлении устройства по примеру 13 от описанного примера 8(9) отличается тем, что через каналы 62 термостата 2 подают рабочее те-о ло (теплоноситель), например воздух и/или вода, утилизирующей вторичное тепло расплава машины. При этом рабочее тело (теплоноситель) подают с интенсивностью, достаточной для образования на стенках термостата 2 защитного самовосстанавливающегося гарниссажа из компонентов расплава.Оптимальньп вариантом практического осуществления предлагаемого способа является осуществление его по примеру 2, так как при этом обеспечиваются минимальные затратысредств и времени.Преимущество предлагаемых способа 5 обработки расплава и устройства для его осуществления заключается в повьппении качества, н частности, плотности и структуры грянул, в уменьшении влажности последних, а также вутилизации вторичного тепла обрабатываемого расплава в энергетическихи/или технологических целях. Этообуславливается оптимизацией температуры расплава путем (с опережениемобработки) совместной подачи расплава и его обрабатывающего рабочего тела, н частности воздуха и/или воды,н термастат и н последнем предварительного охлаждения и уменьшения перегрева расплава над его линией соли,цуса, а также за счет того, что нагретые до высокой температуры продукты обработки расплава направляюти/или расплано 11 обтекают н нагревательные рабосп;о органы ("лемснты)теплоабменника утилизируюп 1 ей вторичное тепло иашпнь:,Г Формла изобретения1. Способ переработки расплава, преимущественно металлургического, путем предварительного охлаждения, последующего диспергиронания или литья с одновременным охлаждением и получением твердых и газообразных продуктов и уцаления последних, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью понышения качества продукта, уменьшения удельных .расходов энергиии хладагента и загрязнения окружаю- . щей среды, а также утилизации вторичного тепла, предварительное охлаждение расплава осуществляют до температуры не ньппе его лпкнидуса, а охлаждение твердых продуктов производят да точки росы или предварительное охлаждение расплава осуществляют да температуры не выше его ликвидуса, охлаждение твердых продуктов производят до точки росы, а газооб- . разных - до температуры, равной или ниже тачки росы.2. Установка для переработки расплава, преимущественно металлургического, содержащая желоб для подвода расплава, термастат с шахтой и фурмой, диспергатор н виде трубопровода, причем фурма и диспергатор вьполнены с одним по крайней мере соплом, накопитель н виде сухогрузной или с жидкостью емкости, разгрузочное устройство, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повьппения качества продукта, уменьшения удельных расходов энергии и хладагента н загрязне
СмотретьЗаявка
3603303, 02.06.1983
ЗОРИН ОЛЕГ ДАНИЛОВИЧ
МПК / Метки
МПК: C04B 5/00
Метки: зорина, переработки, расплава
Опубликовано: 23.12.1986
Код ссылки
<a href="https://patents.su/14-1278321-sposob-pererabotki-rasplava-i-ustanovka-zorina-o-d-dlya-ego-osushhestvleniya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ переработки расплава и установка зорина о. д. для его осуществления</a>
Предыдущий патент: Состав для снятия покрытий со стеклянной подложки
Следующий патент: Способ приготовления активированного минерального порошка
Случайный патент: Способ изготовления пьезоэлектрического керамического материала