Устройство для грануляции шлака

,в ПИСАНИ ОБРЕТЕ ТЕЛЬСТВУ СКОМУ С 24 (088.8) тельство СССРВ 5/02, 1975. РАНУЛЯЦИ бретения: устройство ый агрегат. Шлаковая по центру плавильного часть расположена в мим к- ия ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(57) Сущность изовключает плавильнлетка смонтированаагрегата, верхняя ее Изобретение относится к металлургии и. может быть использовано для производстваметалла и граншлака в одном агрегате.Известен сталеплавильный агрегат непрерывного, действия, в котором шлаковаялетка расположена над футеровкой емкостью и сообщена с головной (колоколом),введенной в эту емкость и герметичнр соединенной с ней, Поступающий в этот агрегат металл движетсяв объемномпротивотоке с выходящем из него дымом ишлаком, что позволяет более эффективноиспользовать реакционную способностьвводимых в него реагентов, а жидкую фазу- для очистки дыма от содержащихся в немпаров.и пыли,Недостаткй этого агрегата; шлаковая .летка выполнена в виде закрытогожелобазначительной протяженности, что усложняет условия эвакуации шлака, приводит кснижению его температуры, ухудшению качества гранулятора; требует дополнительных затрат для оборудования грануляторагазоочисткой. О 1742243 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;,ьОднако известное устройство обладает ф, приведенными выше недрстатками,.Кроме того, известные устройства для припечной грануляции исключают возможность использовать пыле-., паро- и газообразные продукты грануляции для О 4 фиви к о.хи мин ее к ого воздействия на отходя. щий из агрегата дим (например, с целью его охлаждения), утилизировать тепло зтих про. дуктов на установках, входящих в сЬстав агрегата, использовать очистные сооружения этого агрегата для очистки продуктов гранулянии. Цель изобретения - повышение эфф тивности процесса грануляциями. эконоПоставленная 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 леткусверху, и соединен с возможностью вертикального перемещения; верхний торец шлаковой летки выполнен с желобами.На чертеже приведено предлагаемое 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 20 25 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, Голо 45 50 вка, шлаковая летка и канал установлены соосно, при этом шлаковая летка выполнена уширенной книзу с конусностью, близкой 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 гранулятором, 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, Тепловаяработа 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 грануляторе на заданную глубину и крышкой 15, которая совместно с пароотводящйми устройствами (пар. отводится в газоотводящий тракт агрегата, - не показано) исключает поступление пара в подагрегатноепространство. 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 рабо 25 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 реа 30 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 в рабочем пространстве агрегата от количества вводимых в него реагентов, интенсивности шлакообразования и других обеспечивает устойчивую тепловую работу нагревательных устройств(плазмотронов 12, электродов 13 и других). При этом в зависимости от массы металла в.аг регате (массы садки) представляется возможным вести процесс при установленнойоптимальной 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 расположенав 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 в полости 55головки работает как пенный фильтр,В рассматриваемых, условиях степеньвспенивания шлака может быть полученакак угодно высокой беэ нарушения границы летку герметично соединяют с корпусом гранулятора. Агрегат оснащен системой контроля и управления осуществляемым процессом. 10П р и м е р 1. Работа в периодическом режиме.После загрузки в емкость 1 требуемого количества кусковых компонентов шихты из расходных бункеров, сообщенных с поло стью 4 головки 2, по металлопроводу 5 заливают в емкость необходимое количество рафинируемых металла возможно и синтетического шлака), Про 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 в 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 в полости 4 головки - отходящего из агрегата дыма, что,способствует повышению эффективности газоочистки. 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,П р и м е р 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 б 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 обра/Л 8 Я 3. 7 Составител ь А. Гуляе Техред М.Моргентал Корректор А.Осаулен актор Н.Рогулич аказ 2257 . Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035. Москва, Ж, Раушская наб 4/5 твенно-издательский комбинат "Патент", г. Ужго произ Гагарина 10 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 операцииагломерации, производства окатышей, кокса, что не только способствует повышению эффективности металлургического производства, но и существенно снижает отрицательное влияние этого производства на окружающую среду. 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. Ф о р мул а и зоб рете н и я1, Устройство для .грануляции шлака,включающее плавильный агрегат, шлаковаялетка которого сообщена с полостью голо 5 вки, канал подачи реагентов в шлак и гранулятор, отл ич а ю щ е ес я тем, что, с цельюповышения эффективности процесса грануляции, экономии ресурсов и улучшения экологии, головка установлена над плавильным10 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 нижняя15 герметично соединена с гранулятором.смонтированным под плавильным агрегатом, а каналподачи реагента смонтирован в центре полостиголовки над шлаковой леткой соосно ей,2, Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е 20 с я тем, что канал для подачи реагентоввыполнен с конусом в нижней части и установлен с возможностью вертикального перемещения,3, Устройство по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю 25 щ е е с я тем, что верхний торец шлаковойлетки выполнен с желобами,