Сталеплавильный агрегат

ОЮЗ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСКИХЕСПУБЛИК 106 А ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР)5 С 21 С 7/00, 5/56 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ИДЕТЕЛЬСТ 8 ТО РОКОМ АВИЛЬНвание: в афиниро евидных остьиз гат соде(54) СТАЛ Е (57) Испол ь изводстве и работке пь смесей. Су вильный а ЫИ АГРЕГА еталлургии ании метал отходов, ш ретения: с жит футер ри пров, переаксвых алепла- ванную 73(56) Авторское свидетельство ССМ 632735, кл, С 21 С 7/00, 1977,Авторское свидетельство ССМ 1592348, кл, С 21 С 7/00, 1976 емость 1, головку 2, установленную на нее сверху, шлаковую летку 7, сообщающуюся. с полостью 3 головки. Агрегат снабжен упругим уплотнением 5, установленным на футерованную емкость 1. Головка соединена с футерованной емкостью 1 упругим уплотнением 5 с возможностью вертикального перемещения. Шлаковая летка 7 введена в полость 3 головки через днище емкости 1. Упругое уплотнение 5 отделено от рабочего пространства 4 теплозащитным экраном 6, жестко соединеннымс головкой 2, и выпол-нено в виде эластичной оболочки или в виде телескопического соединения. 4 з.п. ф-лы, 1 ил, 178610610 15 20 30 35 50 Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для производства и рафинирования металла, переработки пылевидных уносов, шлаковых отвалов, а также для уменьшения отрицательного воздействия этих процессов на обслуживающий персонал и окружающую среду.Наиболее близким по технологической и конструктивной сущности к предлагаемому устройству является САНД,САНД состоит из нескольких одинаковых агрегатов, соединенных между собой в технологическую линию. Каждый агрегат содержит футерованную емкость и введенную в нее головку (колокол) со сквозной вертикальной полостью, при этом головка жестко и герметично соединена с футерованной емкостью, а шлаковая летка сообщена с полостью головки йад емкостью. Конструкция агрегата проста, позволяет вести непрерывный процесс рафинирбвания металла в условиях объемного противотока взаимодействующих фаз, эффективно испольэовать жидкую фазу (расплав) для фильтрации газообразной (дыма) Однако при необходимости изменеНия давления газа в рабочем пространстве агрегата; герметизируемом расплавом, возникают значительные трудности, связанные с необходимостью изменения объемного веса расплава, находящегося в сообщенной с рабочим пространством- полости головки и выполняющего функции гидравлического затвора для газа в этом пространстве, путемизменения интенсивности продувкй расплава в полости головки или изменения соотношения металл-шлак в этой йблости; что не всегда осуществимо.Цель изобретения - обеспечить воэможность оперативного изменения давления газа в рабочем пространстве агрегата и за счет этого повысить производительность агрегата, эффективность осуществляемого" "в нем процесса. Поставленная цель достигается тем, что агрегат, содержащий футерованную емкость, головку, установленйую на нее еверху, и шлаковую летку, сообщенную с полостью головки, снабжен упругим уплотнением, установленным на футерованную емкость, при этом головка соединена посредством упругого уплотнения, а шлаковая летка введена в полость головки через днище емкости.55 Упругое уплотнение отделено от рабочего пространства теплозащитным экраном, жестко соединенным с головкой. Упругое уплотнение выполнено в видеэластичной оболочки, телескопического или другого газонепроницаемого соединения с изменяемой высотой.Предлагаемый агрегат схематично изображен на чертеже, где показан его продольный разрез. На футерованную емкость 1 установлена головка 2 со сквозной полостью 3, образующая с внутренней поверхностью емкости рабочее пространство 4 агрегата. Предпочтительная форма поперечного сечения емкости и головки - круг. Для упорядоченной подачи газа (дыма) из рабочего пространства 4 в полость 3 головки на ее нижнем горизонтально расположенном торце могут быть предусмотрены неглубокие каналы, направленные тангенциально к внутренней поверхности головки, что позволяет сообщать расплаву в емкости вращательное движение в горизонтальной плоскости (не показано), При помощи упругого уплотнения 5 (эластичной оболочки, те"лескопического или др. соединения с изменяемой высотой) головка герметично соединена с емкостью с возможностью вертикального перемещения, для чего предусмотрен электрический или др. привод (не показан). Для защиты уплотнения 5 от теплового разрушения к головке жестко присоединен экран 6, выполненный иэ огнеупорного материала, высота которого превышает высоту уплотнения. Высота нижней части головки, введенной в емкость 1, определяет высоту рабочего пространства 4 и выбирается иэ условия обеспечения эффективный тепловой работы агрегата, Шлаковая летка 7 введена в полость 3 головки снизу через днище емкости 1 на установленную высоту с учетом того, что расстояние от нижнего торца головки до верхнего торца шлаковой летки (до порога сливн ых желобов 8, которые могут. быть установлены у верхнего торца шлаковой летки для организации струи шлака в полости летки) соответствует высоте слоя расплава в полости 3 головки, выполняющего функции гидравлического затвора для таза, находящегося в рабочем пространстве агрегата и определяющего давление газа в этом пространстве, а также функции фильтра для дыма, поступающегоиз емкости 1 в полость 3 головки, сообщенную с газоотводящим трактом (устройствами для утилизации тепла, газоочисткой). Такое располОжение шлаковой летки в отличие от аналога позволяет до более низкихзначений уменьшить давление газа в рабочем пространстве агрегата, улучшить условия шлакоудаления, шлакопереработки, газоочистки утилизации тепла продуктов процесса.5 10 15 20 25 30 35 40 45 ме 50 55 Для предотвращения попадания в шлаковую летку компонентов шихты, например расплава, подаваемого в емкость 1 по металлопроводу 9, над шлаковой леткой соосно с ней установлен конус 10, выполненный из огнеупорного материала. Этот конус может быть использован также для диспергирования расплава и перекрытия шлаковой летки (частично или полностью) с целью регулирования расхода шлака в полость 3 головки. С этой целью конус соединен с приводами его горизонтального вращения и вертикального перемещения (не показано).Для подачи реагентов в емкость в ее днище установлены фурмы 11 (при необходимости, фурмы могут быть установлены в стенке емкости или в головке 2). Металл из емкости сливают через выпускное отверстие 12. Тепловая работа агрегата обеспечивается электродами или/и плазмотронами 13, установленными в головке в герметизируемых отверстиях, Поперечные размеры емкости, головки и шлаковой летки практически ничем неограничены и выбираются из . условия обеспечения наиболее эффективной организации тепломассообменных процессов. Основные элементы агрегата (головка, конус, экран и др.) могут быть выполненными охлаждаемыми,Предлагаемый агрегат может работать как в периодическом, так и в непрерывном режимах,Работа агрегата в периодическом режиПо металлопроводу 9 заливают в емкость 1 установленное количество рафинируемого металла (возможно и шлака). Поскольку в емкость 1 подают через фурмы 11 (плазмотроны 13) гаэ под давлением заведомо большем, чем максимально возможное, создаваемое слоем расплава в полости 3 головки, уровень расплава вемкости 1 никогда не превысит уровня нижнего торца головки 2, при этом граница раздела шлак- металл, в зависимости от условия осуществляемого технологического процесса, может располагаться ниже этого торца (показано на чертеже), на уровне или выше этого торца. Выводят системы агрегата на рабочий режим, обеспечивающий заданную скорость нагрева и рафинирования металла. Подаваемые через фурмы 11 и плазмотроны 13 реагенты взаимодействуют с расплавом. Образующиеся при этом шлак и дым поступают в полость 3 головки. Уровень шлака в этой полости возрастает, пока не достигнет верхнего торца шлаковой летки (порога желобов 8), после чего шлак начинает самотеком поступать в шлаковую летку 7. Выходящий из емкости 1 дым взаимодействует в полости 3 со шлаком, вспенивая его, при этом твердые частиць, содержащиеся в дыме, ассимилируются шлаком,Таким образом, в рассматриваемых условиях расплав в полости 3 выполняет функции фильтра, что позволяет существенно сократить выбросы пыли из агрегата, более полно использовать реакционную способность вдуваемых в него реагентов, При этом, чем больше толщина слоя расплава в полости 3, тем больше степень очистки дыма, тем больше давление газа в рабочем пространстве 4 агрегата. Но повышенное давлейие газа в рабочем пространстве не всегда желательно,так как может отрицательно сказаться на эффективности осуществляемого технологического процесса, Поэтому возникает необходимость регулировать это давление, .Для уменьшения давления в рабочем пространствеагрегата включа 10 тпривод-гО- ловки 2 и выводят ее из полости емкости 1, при этом расстоянйе мейду йижнйм тьяьм головкии верхним торцом шлаковой летки уменьшается, а следовательно, уменьша 6 тся и высота "запорного" слоя расплава в полости 3 головки, в результате чего умень-шается давление газав рабочем простран-стве 4. Таким образом давление газа в рабочем пространстве может быть уменьшено до атмосферного (когда уровни расплава в полостях 3 и 4 совпадут), Но так как слой расплава в полости 3 является фильтром для дыма, то его минимально допустимая толщина определяется из условия" обеспечения выбросов из агрегата вокружающую среду, не превышающих предельно допустимых.При необходимости повышения давления газа в рабочем пространстве агрегата вводят головку 2 в емкость 1, при этом высота "запорного" слоя расплава в полости 3 (давление в рабочем пространстве 4) увеличивается до установленной величины (или до упора головки в ограничитель, отличающий привод ее перемещения),Когда параметры металла достигнут заданных, переводят системы агрегата на "холостой" ход, разделывают выпускное отверстие 12 и плавку выпускают Работа агрегата в непрерывном режиме практически ничем не отличается от работы в неп ре ры вном режиме агрегата-аналога. Отличие заключается только в том, что предлагаемое техническое решение позволяет оперативно регулировать не только давление газа в рабочем пространстве, толщину слоя расплава, фильтрующего дым, но и положение границы раздела шлак-металл относительно нижнего торца головки, что1786106ч Составитель А. ГуляевТехред М,Моргентал Корректор Л, Ливринц Редактор Заказ 229 Тираж, Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 также является существенным технологическим параметром. Если эта граница расположена ниже нижнего торца головки (см.чертеж), процесс ведут под слоем жидкого шлака, толщина которого определяется только расстоянием от поверхности металла до нижнего торца головки и не зависит от других факторов (скорости шлакообразования, интенсивности продувки, расхода реа- . гентов и др.), т.е. при оптимальной толщине слоя шлака в емкости, что обеспечивает устойчивую работу электронагревательных устройств 13, повышает эФФективность осуществляемого технологического процесса.Если нижний торец головки установлен на границе раздела шлак-металл, то независимо от условий, отмеченных выше, представляется возможным вести процесс с практически открытым зеркалом металла в емкости 1. Если же граница раздела находится в полости 3 головки, то представляется возможным не только вести процесс с открытым зеркалом металла в емкости 1, но и подавать реагенты из полости 4 под уровень металла в полости 3. Такая ситуация . весьма желательная для повышения усвоения металлом раскислителей и легирующих, вводимых в рабочее пространство агрегата, Например, когда возникает необходимость легировать металл азотом, подаваемым через плазмотроны йли фурмы. Усвоению азота в рассматриваемых условиях способствует непосредственный контакт ионизированного газа с жидким металлом, имеющий здесь место тффект газожидкостного трения (при прохОждении газа междутОрцом головки и металлом), а также повышенное давление газа в рабочем пространстве агрегата.Новым свойством предложенного тех.нического решения является также то, что при перемещении головки 2 в вертикальной плоскости высота рабочего пространства 4остается неизменной, что упрощает управление нагревательными устройствами,обеспечивает устойчивую тепловую работу5 агрегата.Предложенное техническое решениеможет быть использовано не только в черной, но и в цветной металлургии. И не толькодля производства и рафинирования метал 10 ла, но и для переработки пылевидных отходов, шлаков по безотходной технологии смаксимальной утилизацией тепла продук-,тов переработки и с минимальным отрицательным воздействием этих продуктов на15 обслуживающий персонал и окружающуюсреду,Формула изобретения1. Сталеплавильный агрегат, содержащий футерованную емкость, головку, уста 20 новленную на нее сверху, шлаковую летку,сообщающуюся с полостью головки, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышенияпроизводительности агрегата и эффективности осуществляемого в нем процесса, ста 25 леплавильный агрегат дополнительноснабжен упругим уплотнением, установленным на футерованную емкость, при этомголовка соединена с футерованной емкость 1 о упругим уплотнением с возможностью30 вертикального перемещения, а шлаковаялетка введена в полость головки через днище емкости,2, Агрегат по и. 1, отл и ч а ю щи йс ятем, что упругое уплотнение отделено от35 рабочего пространства теплозэщитным экраном, жестко соединенным с головкой.3. Агрегат по п. 1, отл и ч а ю щи йс ятем, что упругое уплотнение выполнено ввиде эластичной оболочки,40 4. Агрегат по п,1, отл ич а ю щи йс ятем, что упругое уплотнение выполнено ввиде телескопического соединения.