Установка для грануляции шлакового расплава

)4 СО О АНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ ТВУ ВТОРСКОМУ Ф Мф ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ГРАНУЛЯЦИИ ШЛАКОВОГО РАСПЛАВА(57) Изобретение относится к переработке высокотемпературных расплавови может быть использовано на заводахчерной и цветной металлургии при переработке шлаковых расплавов. Цельизобретения - повышение надежности работыпри 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 1 О в местах стыка. В коническом раструбе 6 водо- с воздушным потоком из сопла 2 частицы шлакового расплава разгоняются до скоростей, обеспечивающих их надежный пневмотранспорт к приемному бун- С керу 4. 2 ил.нуляции, далее воды и затем шлаковогорасплава, Так как входная часть трубопровода имеет постоянное сечение, 5то избыточное давление равное отношению затрат на движение к площадисечения, при превышении некоторогозначения препятствует входу расплавав трубопровод, выбрасывая его обратнов желоб. Это снижает производительность установки.Кроме того, при движении по трубопроводу под действием турбулентныхпульсаций потока всздуха дисперснаявлага постепенно осаждается на егостенку, образуя смачивающую пленку.Пленочная вода оказывает тормозящеедействие движению трехфазного готока,вызывая увеличение статического давления и тем самым непроизводительныезатраты энергии. Эта влага не участвует в охлаждении капель расплава ив дальнейшем вызывает излишнее увлажнение получаемого материала.25 Выполнение трубопровода в видецельной трубы усложняет эксплуатациюустановки,так как при случайном зашлаковывании удаление шлака из негозатруднено. В этом случае приходится З 0 заменять весь трубопровод.Цель изобретения - повышение надежности работы при переработке шлаков с температурой 1600-1800 С, упрощение эксплуатации и увеличение про изводительности установки.Поставленная цель достигается тем,что в установке для грануляции шлакового расплава, содержащей приемныйжелоб, водовоздушные распыливающие 40 сопла, расположенные под желобом, итрубопровод для пневматического транспортирования гранул с входной частьюв виде конического раструба, в торце последнего со стороны входа уста. - 45 новлен коллектор в виде воздуховодов,размещенных по периметру поперечногосечения, а трубопровод для пневматического транспортирования гранул выполнен составным иэ секций с кольцевыми щелями и водосборниками в местах стыка.На фиг.1 изображена установка,продольный разрез; на фиг.2 - то же,вид сверху.Установка содерит приемный желоб 1, распыливающие водовоздушныесопла 2, расположенные под желобом 1,трубопровод 3 для пневматическоготранспортирования гранул и приемный 1 1357381Изобретение 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 1600- 1800 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 гра3 13573бункер 4. Трубопровод 3 содержит сопло 5 подачи дополнительного воздухадля осуществления пневмотранспорта.Входная часть трубопровода выполненав виде сужающегося конического раст 5руба 6. С торца трубопровода к коническому раструбу 6 (по его периметру)примыкает коллектор, выполненный ввиде воэдуховодов 79.Воэдуховод 7расположен с верхней, а воздуховоды 8 10и 9 с боковых сторон желоба 1. Трубопровод 3 по длине выполнен составнымиз отдельных секций, а в местах стыкасекций имеются кольцевые щели с водосборниками 10. 15Установка рабо тае т следующим образом.При сливе шлакового расплава вприемный желоб 1 он растекается поего дну и в виде плоской струи посту пает во входную часть трубопровода вконический раструб 6, где диспергируется на капли водовоздушным потоком,истекающим из сопла 2, Каплиподхватываются воздушным потоком и 25уносится в трубопровод 3Под дейст-,вием турбулентных пульсаций диспергирующего водовоздушного потока частькапель выбрасывается в начале трубопровода из потока за пределы границы 30расширения на верхнюю и боковые стенки конического раструба 6 трубопровода 3. При своем движении к стенкеэти капли подхватываются вспомогательными потоками воздуха, истекающи ми из воздуховодов 7-9 коллектора идвижущимися вдоль верхней и боковойсторон конического раструба 6, сдуваются и уносятся в глубь трубопровода 3. Таким образом, исключается осаж 10дение капель на стенки трубопроводаво входной его части и тем самым повышается надежность работы установки. Когда по мере расширечия диспергирующий водовоздушный поток, истекаю 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 да, при большей производительностиустановки. В коническом раструбе 6водовоздушным потоком из сопла 2 час 81тицы разгоняются до скоростей, обеспечивающих их надежный пневмотран;спорт воздушным потоком из сопла 5к 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 водо- сборников 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 материалпредохраняется от излишнего увлажнения. Капли шлака, затвердевшие эа время движения по трубопроводу, выбрасываются в приемный бункер 4, гденакапливаются и по мере охлаждениянаправляются на сепарацию от включений металла. Парогазовая смесь из бункера 4 отводится на очистку.П р и м е р. На установке с диаметром транспортного трубопровода 550 мм и длиной 30 м входная часть имеет сечение в виде овала с площадьюпоперечного сечения в 1,5 раза больше площади сечения трубопровода. Уголораскрытия 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 водо- сборником. На установке проведеныконтрольные опыты со шлаковым расплавом производства рафинированногоферрохрома с температурой началакристаллизации 1720 С. За каждый опыт сливается до 6 т расплава. За все время слива установка работает бесперебойно, намораживание расплава настенки раструба и трубопровода непроисходит, улучшается эксплуатация установки. В опытах достигнута производительность установки по шлаковому расплаву 600 кг/мин, при суммарном расходе воздуха 600 м /мин и во 3ды 00 л/мин. Перепад статическогодавления в трубопроводе составляет2375 кг/м . При этом через щелевыеводоотделители отведено около 402 поСоставитель И,ИноземцеваТехред И.Моргентал Корректор В,Бутяга Редактор Н.Бобкова Заказ 5940/21 Тираж 588 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д.4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г,Ужгород, ул.Проектная,4 5 135738 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 857 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 пото ков, 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 трубопро 1 6воде 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 материала1. л Формула 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 составным из секций с кольцевыми щелями и водосборниками в местах стыка.