Установка для грануляции жидкого шлака

-(1 ц 764711 Союз Советскик Социалистическию Республик(22) Заявлено 02.12.77 (21) 2549790/23-26с присоединением заявки Ио(51)М. Кл. В 01 Л 2/06С 04 В 5/02 Государственный комитет СССР оо делам изобретений и открытий(088.8) Дата опубликования описания 260 Я 80 В.В,Бодров , А.С.Козлов, В.С.Степанов, О,А,Симонов, В.П.Ефременко, В,В.Ширяев, В.А.Беспалов, А.А.Алешини С.Ф.Колода(72) Авторы изобретения Ждановский металлургический институт(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ГРАНУЛЯЦИИ ЖИДКОГО ШЛАКА 1Изобретение относится к оборудованию для переработки металлургических расплавов и вчастности для грануляции доменных шлаков.В отечественной промышленности 5наиболее, широко применяются установки двух типов - бассейновые (шлаксливается в резервуар с водой) игидрожелобные (вся вода, используемая для грануляции, впрыскивается в 10шлак). Установки второго типа ис"пользуются и в качестве придоменных.Известна бассейновая установка,включающая бассейнс водой и крановую эстакаду с грейферными кранами., 15Расплав подвозится шлаковозами,сливается в бассейн и, опускаясьна дно, гранулируется. Граншлак вычерпывается и грузится в транспортные средства грейферами 11 . 20Бассейновые установки просты,высокопроизводительны, потребляютминимально .возможное количествоводы (0,5-0,7 т/т шлака). Вопросвзрывобезопасности при возможном 25попадании жидкого чугуна решен заачет увеличения глубины бассейна до5-6 м (для грануляции шлака безчугуна достаточно иметь глубину0,8-1,2 м). 30 2Недостатки бассейновых установоквысокая влажность граншлака (порядка 30), невозможность локализации парогазовых выделений из-за выгрузки продукта грейферами и невозможность автоматизации технологического процесса (выгрузка граншлака).Гидрожелобные установки включают приемную воронку, расположенную под ней водяную форсунку, желоб, участок обезвоживания гранулята; систему водоснабжения и средства для перегрузки граншлака.Сливаемый в приемную воронку расплав гранулируется водой высокого давления, граншлак транспортируется по желобу потоком воды к участку обезвоживания и после вылеживания перегружается в транспортные средства грейферными кранами или экскаваторомС целью исключения взрывоопасной ситуации расход воды на грануляцию составляет в среднем 3 т/т шлака. При этом шлаковый расплав, даже содержащий до 30 чугуна, практичес-, ки мгновенно гранулируется.Установки получили распространение иэ-за меньшей влажности граншлака (8-12).7 б 4711 Наиболее существенные недостаткигидрожелобных установок - высокийрасход воды - приводит к необходимости иметь оборотный цикл водоснабжения с каналайи, трубопрОводаМи,отстойниками и насосами, зарастаю=щими солями гипса и эабивающимисяшламом, трудоемких в обслуживании иснижающих производительность установки в целом, трудность локализациипарогаэовых выделений и повышенноеколичество обслуживающего персонала(перегрузка граншлака, очисткасистемы водоснабжения).Известна установка, включающаябассейновую установку, гидрожелоб снасосной станцией и частично погруженный в воду бассейна кожух с паро"отводом.Расплав гранулируется водой высокого давления, перекачиваемой насосами иэ бассейна в гидрожелоб, Пульпа щпадает в бассейн, граншлак вычерпывается грейферами 2,Недостатки данной установкивысокая влажность граншлака и крановая уборка продукта.Известна так же установка для гра.нулйции шлака, содержащая заполненный водой вращающийся барабан сукрепленными на его внутренней поверхности ковшами, шлаковый желоб,введенный через полую цапфу внутрь ЗОбарабана и водяную форсунку с соплом (ЗД .Сливаемый в гидрожелоб расплавгранулируется водой высокого давления, пульпа стекает в барабан, граншлак .вычерпывается иэ воды ковшами ипересыпается в сушильную камеру, гдедополнительно отделяется от воды иподсушивается при скольжении по горячей поверхности камеры. 40Парогазовые выделения выходят изсушильной камеры и направляются наочистку или в трубу. Высыпающийсяиэ сушильной камеры граншлак транспортерами погружается в транспортныесредства. В принципе технологический ф 5процесс поддается автоматизации.По условиям взрывобезопасностирасход воды в гидрожелоб должен бытьтаким же, как и в обычных гидрожелобных установках (порядка 2,5-3 т/т 0шлака), т.е. основным недостаткомизвестного устройства являетсявысокий расход воды, а следовательно - сложность системыоборотного водоснабжения и трудоемкость обслуживания. Кроме того, наличие специальной сушильйой ка-меры для уменьшения влажности переохлажденного большим количествомтехнической воды граншлака существейно усложняет конструкцию установки. -К чйслу основный критериев оценки" качества гранустановок относятсявзрывобеэопасность, влажность гран 4шлака, расход воды, возможность ло"кализации (а следовательно и очистки), царогазовых выделений.На дне. подвозимых к гранустановкешлаковых ковшей нередко имеется жидкий чугун, поэтому при кантовке ковшей ведется наблюдение за сливом.При появлении в струе сливаемогорасплава искр, указывающих на наличие чугуна, ковши поднимаются, и.сливпрекращается,но от начала стеканияв гранустановку чугуна до прекращения слива проходит 5-15 с. Наблюдение за сливом расплава затрудненообильными парогазовыми выделениями.Взрывоопасность возникает при попадании некоторой массы расплава,особенно жидкого чугуна, на мокруютвердую газопроницаемую.поверхность,следовательно, установка должнаобеспечивать дробление струи расплава на капли и охлаждение этих капель до взаимодействия их с поверхностью днища или желоба.Наличие в граншлаке остаточнойвлаги приводит к затратам на ее транспортировку (в СССР за год перевозится воды в граншлаке более б млн,т)и подсушку у потребителя, В зимнеевремя влага приводит к смерэаниюграншлака, к оледенению железнодорожного полотна и букс вагонов. ГОСТомограничивается влажность в пределах10.В процессе грануляции вода расходуется на испарение при охлаждениишлака с 1500 С до 100 ОС и на остаточную влажность гранйлака. Минимальный расход воды составляет 0,50,7 т/т шлака. Подача в установкуводы сверх указанного количества приводит и необходимости организацииоборотного цикла водбснабжения. Системы оборотного водоснабжения дороги,трудоемки в обслуживании и ненадеж-,ны в работе,При химическом взаимодействии воды со шлаком образуются и уходят:": -вместе с паром сернистые газы. Паьрогазовые выделения возможно локализировать только при грануляции расплава внутри закрытой емкости.Цель изобретения - снижение расхода воды на грануляцию и упрощениеконструкции установки.Поставленная цель достигается эасчет того, что шлаковый желоб, введенный через полую цапну внутрь частично эаполненйого водой барабана сковшами, имеет продольное щелевоеотверстие для.слива шлака, а водяная форсунка. введена внутрь барабана и установлена таким образом, чтоее горизонтальное щелевое соплонаправлено под начальный участок щелевогоотверстия в желобе.при этом шлак, сливаемый в приемную воронку шлакового желоба, течетпб желобу внутрь вращающегося бараФормула изобретения Установка для грануляции жидкого шлаке, включающая заполненный водой вращающийся барабан с укрепленными на его внутренней поверх" ности ковшами, шлаковый желоб, введенный через полую цапфу внутрь барабана, и водяную Форсунку с соплом, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью уменьшения расхода воды и упрощения конструкции, шлаковый желоб выполнен с продольным щелевым бана, выливается через щелевое отверстие в воду, самопроизвольно гранулируется, непрерывно вычерпываетсяиз воды ковшами барабана и пересыпается через бункер и течку на уборочный транспортер, находящийся запределами барабана. Часть выливаемого шлака попадает в зонудействия струи воды высокого давления, подаваемой через водянуюФорсунку взамен испаряющейся воды,гранулируется и забрасывается враскаленном состоянии поверх вычерпываемого ковшами основного количества граншлака.Если вместе со шлаком в шлаковый желоб сливается чугун, то последний, 15имея в два раза больший удельный вес,течет ниже шлака и, выливаясь черезначальный участок щелевого сливногоотверстия желоба, неизбежно.попадает в зону действия струи воды высокого 20 давления и принудительно гранулируется. Таким образом, обеспечивается взрывобеэопасность установки при малой (порядка одного метра) глубине бассейна, образованного нижней частью вращающегося барабана, т.е. размеры барабана могут быть ограничены в ра. зумных пределахНа Фиг. 1 схематически показана установка, горизонтальный разрез; на фиг. 2 в . то же, вертикальный разрез.Основу установки составляет барабан 1, полые цапфы 2 которого расположены на роликоопорах 3, Задняя цап- Фа 2 имеет шестерню 4, входящую в 35 открытую пару с шестерней привода 5 вращения барабана, обрудованного перфорированными ковшами б для непрерывного удаления граншлака. Внутри барабана 1 пропущены опорные балки 7,. 40 на которых смонтирован разгрузочный лоток 8. Через переднюю цапфу 2 внутрь барабана введен шлаковый желоб 9 и форсунка 10 для подачи воды высокого давления. С целью .локалиэа ции парогаэовых выделений к передней цапле 2 с минимально возможным зазором придвинутазаслонка 11, а к задней цапфе - труба пароотвода 12, оборудованная клапаном 13 для пересыпа-ния граншлака на уборочный транспортер 14.Интенсивность подачи воды на грануляцию регулируется датчиком 15 уровня воды (например, поплавковым).Работа устройства осуществляется О следующим образом.Жидкий шлак с температурой 1400- 1500 фС иэ шлаковоза сливается на шлаковый желоб 9 и, попадая внутрь барабана 1, вытекает через продольное 4 О отверстие в нижнем конце желоба 9. Форсунка 10 установлена относительно шлакового желоба 9 так, что порядка 30 стекакщего шлака попадает в зону действия струи воды, разбивается у на гранулы и летит выше уровня водыв барабане 1. Порядка 70 шлака стекает в воду, гранулируется .так же,как в обычном бассейне и вычерпывается ковшами б барабана 1,В процессе вычерпывания вода частично отделяется от граншлака, вытекая через отверстия в в. ковшах.Поверх этого шлака забрасываютсяраскаленные гранулы, образовавшиесяв результате дробления расплаваструей воды из форсунки 10.Поднимаясь в верхнюю часть барабана 1, граншлак пересыпается наразгрузочный лоток 8 и транспортируется к уборочному конвейеру 14.Известно, что слив металла сплошной струей в неглубокий бассейн сводой может привести к взрыву. Впредложенной установке сливаемыйметалл обязательно пбпадает в зонудействия струи воды иэ форсунки 10 иразбивается. на гранулы. При этомполностью исключается вероятностьвзрыва.Во время грануляции доменного шлака его тепло расходуется на нагревдо кипения и на испарение воды. Приэтом испаряется порядка 0,5 т водына тонну. шлака. Такое же количествоводы подается через форсунку 10. Необходимое количество воды определяется по постоянству уровня воды в барабане 1 с помощью датчика 15.Образующиеся в процессе грануляции парогаэовые выделения удаляютсячерез трубу 12.РегулирОвание влажности граншлака . --воэможно изменением скорости вращения барабана, т,е, изменением длительности охлаждения шлака в воде.Таким образом, применение в установке шлакового желоба со щелеобразным сливным отверстием на нижнем кон.це, расположение его таким образом,чтобы сливная щель желоба находиласьво внутренней полости барабана и расположение целевой форсунки противначального участка сливного отверстия шлакового желоба позволяют полностью исключить взрывоопасность,расходовать воды на грануляцию ровно столько, сколько ее испаряется,получать практически сухой граншлакза счет тепла самогошлака.764711 Патентул Проектна Филиал ПП г. Ужгоро сливным отверстием, водяная форсунка выполнена с горизонтальным щелевым соплом, расположенным под начальным участком сливного отверстия шлакового желоба.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1.Довгопал В.И. Использование шлаков черной металлургии. М., 1969, с. 33-46.2."Черная металлургия"- Бюллетень МТИ,М.,"Черметинформация", 1977, Ф б (794) с.8.3."Черная металлургия". - Бюллетень НТИ, М., "Черметинформация", 1976, Р 11 (775) с.бО (прототип).