Циклонная плавильная установка

(51) Р 27 В 15/О лятой КГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПИИ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Липецкое отделение Государственного ордена Трудового Красного Знамени союзного института по проектированию агрегатов сталеплавильного и прокатного производства для черной металлургии "Стальпроект" (53) 621.3 Г 088.8)(56) 1.Авторское свидетельство СССР Р 535448, кл. Г 27 В 15/00, 1975.2, Авторскре свидетельство СССР Р 792055, кл. Р 27 В 15/00, 1979.3. Авторское свидетельство СССР Р 910789, кл, С 21 С 5/54, 1980.154) 157.1 1. ЦИКЛОННАЯ ПЛАВИЛЬНАЯ УС ТАНОВКА, содержащая плавильный ци лон, соосно установленный над цилиндрическим копильником расплава, имеющим канал для отвода газов, и го релку, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью увеличения теплового КПД и снижения уноса материала, установкаснабжена дырчатой перегородкой с центральным отверстием для прохода газов, при этом перегородка установлена горизонтально в копильнике расплава на расстоянии от плавильного циклона, равном 0,5-1,0 диаметра канала для отвода газов.2, Установка по п. 1, о т л и ч а ю щ а я с я . тем, что диаметр отверстия перегородки равен 1,5-2,5 диаметра канаЛа для отвода газов.3. Установка по п. 1, о т л и ч а ю,щ а я с я тем, что канал д отвода газов расположен над дырча перегородкой.Изобретение относится к устройствам для термохимической обработкимелкоизмельченного сырья, напримерв металлургической промышленностидля выплавки синтетического шлака,а также может быть применено в производстве строительных материалов ихимической промышленности.Известна циклонная устанввка длятермохимической переработки тонкоизмельченного минерального сырья, 10включающая циклонную печь со сдвоенной рабочей камерой, сборник расплава, расположенный под нею, и соединительный канал-пережим с порогом, входящий тангенциально в сборник распла ва, причем сдвоенная камера установлена поперек сборника расплава, асоединительный канал-пережим разделенна два канала1. ,Недостатками данной установки являются значительный унос расплавленного материала дымовыми газами, атакже неудовлетворительное использование тепла уходящих дымовых газов всборнике расплава,25Унос расплава на уровне 5-12 от.количества подаваемой шихты определяется отсутствием в установке устройств по отделению расплава от газового потока и, следовательно, все витающие частицы уносятся газовым потоком.Стекающая по гарниссажной футеровке пленка расплава имеет температуру на 100-150 С ниже, чем газовый поток. В сборнику, где слой расплаваможет быть доведен до 500-600 мм,создаются предпосылки для выравнивания температуры газового потока ирасплава и определяющим является время взаимлействия расплава и газового потока. Чем больше время контакта, тем меньше разница температуррасплава и газового потока и тембольше используется тепла на ведениетехнологического процесса. 45Отсутствие устройств по увеличениювремени контакта расплава и газовогопотока оставляет нереализованнымиимеющиеся возможности.Известна также циклонная печь длятермохимической переработки минерального сырья, содержащая рабочую камеру с пережимом, причем пережим выполнен с переменным поперечным сечением, переходящим откруглого навходе к щелевидному на выходе 2.Недостатком этой установки является большой унос расплава с уходящим газовым потоком, обусловленныйвысокими скоростями газов в сборнике расплава.60Наиболее близким техническим решением по достигаемому эффекту кпредлагаемому является циклоннаяплавильная установка для. выплавкисинтетического шлака, которая включа ет горелку, циклонную плавильную камеру, установленную соосно над ванной для сбора шлака, а устройстводля отвода газов выполнено в видерасположенного между циклонной камерой и ванной спирального газосборника переменного сечения с линейнымувеличением в сторону выходного отверстия, при этом по периметру внутренней стенки газосборника выполненапрорезь со смонтированными в ней лопатками ГЗЭ.В известной установке недостаточно используется тепло уходящих дымовых газов для подогрева расплава вкопильнике вследствие отсутствия конструктивных решений по увеличениювремени взаимодействия газов с рас-плавом.В копильнике не предусмотренаочистка уходящих газов от увлекаемого расплава, а сепарация капель. расплава на стенку газосборника приво дит к их застыванию, к зарастаниюпроходного сечения газосборника, Застывание расплава происходит вследствие отвода тепла в окружающую среду через стенку,Согласно экспериментальным данным,полученным на циклонной установкедля выплавки синтетического шлака вконвертерном цехе, температура уходяшего дыма при темперагуре расплава1650 С составляет1750 С, а уносравен 0,3-0,5 г/нм газа.Цель изобретения - увеличение теплового КПД и снижение уноса материала.Цель достигается тем, что в циклонной плавильной установке, содержащей плавильный циклон, соосно установленный над цилиндрическим копильником расплава, имеющим каналдля отвода газов, и горелку, установка снабжена дырчатой перегородкойс центральным отверстием для проходагазов, при этом перегородкаустановлена горизонтально в копильнике расплава на расстоянии от плавильногоциклона, равном 0,5-1,0 диаметраканала для отвода газов.Диаметр отверстия перегородки равен 1,5-2,5 диаметра канала для отвода газов.Канал для отвода газов расположеннад дырчатой перегородкой,Дырчатая перегородка, выполненнаяиэ углеродсодержашего огнеупора, способствует созданию в копильнике расплава направленного рециркуляционного потока.Максимальная кратность рециркуляции газового потока при давлении вплавильном циклоне порядка 1000 кгс/ми изменяющемся количестве продуктовсгорания согласно расчету обеспечивается при установке дырчатой перегородки от плавильного циклона на расстоянии 0,5-1,0 диаметра и отверстия1121572 30 Составитель О.ВеретенниковТехред С.Мигунова Корректор Л,Пилипенко Редактор М.Дылын Заказ 7968/33 Тираж 577 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 в гаэопроницаемой перегородке равном1,5-2,5 диаметра канала для отводагазов из плавильного циклона,. Количество выходящих из циклона газов зависит от производительности, степениобогащения дутья кислородом, температуры подогрева дутья и,вида топлива.Очистка уходящих газов происходитвследствие взаимодействия потока уходящего газа со стенками каналов вперегородке, Уносящиеся капли осаждаются, укрупняются, стекают по стенкам дырок-каналов вниз, а затем падают в ванну расплава, Посколькудырчатая перегородка обогревается с 15обеих сторон и температура ее близка температуре уходящих газов, имеющих температуру на 30-50 С выше температуры расплава, поэтому затвердевания уноса на перегородке не будет,Форма отверстий может быть различной, а исходя из условия сохранения прочности перегородки, целесообразж выполнять их круглыми. Площадь сечения дырок должна обеспечивать проход газов со скоростью до5 м/с, при которой создаются благоприятные условия для осаждения материала. Для равномерного вовлеченияв рециркуляцию уходящих газов отверстия в перегородке следует располагать как можно ближе к центральному отверстию, через которое газыиз пдавильного циклона входят подперегородку.Наиболее благоприятные условиядля Формирования капель на перегородке создаются при выполнении ее иэплохо смачиваемого расплавом материала. В установке для выплавки синтетических шлаков целесообразно использовать углеродсодержащие материалы. Необходимая стойкость дырчатойперегородки обеспечивается созданиемв копильнике восстановительной илинейтральной среды. 45На чертеже изображена циклоннаяплавильная установка, вертикальныйразрез,Циклонная плавильная устансвка содержит плавильный циклон 1, к пильник жидкого расплава 2, дырчатую перегородку 3, центральное отверстие 4 в дырчатой перегородке 3, зазор 5 между плавильным циклоном 1 и дырчатой перегородкой 3, канал б для отвода газов, горелку 7.Плавильный циклон 1 установлен по оси копильника 2 жидкого расплава.Установка работает следующим образом.Штопорообраэный вихрь, выходя из плавильного циклона 1 и увлекая с собой уходящие газы, устремляется в отверстие 4 в дырчатой перегородке 3, Крутка газов плавильного циклона гасится Факелом горелки 7, установленной тангенциально в круглом копильнике 2. Войдя во взаимодействие с расплавом, газы почти полностью освобождаются от жидкой Фазы и через дырчатую перегородку 3 уходят в канал б для отвода газов. Проходя через дырчатую перегородку 3, жидкая фаза задерживается, укрупняется и в виде капель возвращается в ванну расплава 2.Необходимая подвижность жидкого синтетического шлака для эффективного рафинирования стали обеспечивается при его температуре на уровне 1600-1650 С. Известные шлакоплавильные установки отвечают поставленному температурному условию при .температуре уходящих газов 1700-1750 С,Предлагаемое техническое решение,обеспечивающее рециркуляций газовогопотока, позволяет снизить температуру уходящих газов до 1650-1700 С притребуемой температуре жидкого шлака.Использование предложенного.устройства позволит на 3-5 снизитьрасход топлива, воздуха и кислородаи на порядок снизить унос расплава сотходящими газами, Годовой экономический эффект составит 28,5 тыс. руб,от одной установки,