Устройство для грануляции шлака

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИН пэЯОаи 15641 0(51)5 С 0 ГОСУДАРСТВЕННЫПО ИЗОБРЕТЕНИЯПРИ ГКНТ СССР КОМИТЕТ ОТКРЫТ И 3 И";,Е 633 М ВБГБ"; ":,: .1 ьВ1 БФ11 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ТЕЛЬСТВУ СВИ К АВТОРСН Анисимов(56) Авторское свидетельство СССР У 1022728, кл. С 04 В 5/02, 1981.Авторское свидетельство СССР У 1231026, кл, С 04 В 5/02, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГРАНУЛЯЦИИ ШЛАКА (57) Изобретение относится к металлургической теплотехнике и может быть использовано для грануляции расплавленного шлака в черной, цветной металлургии и в других областях, связанных с пирометаллургическим производством, например, литейным, химическим. Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности устройстА А ва и интенсификация теплообмена. Уст-.ройство состоит из двух спаренныхбарабанов 1, установленных на опорахи раме 3, и связанных через зубчатоезацепление между собой и приводом.Приемник расплава образован торцовыми стенками 7 и наружными поверхностями обечаек барабанов 1. Устройствоснабжено трубчатыми теплообменниками8, прорезными ножами 9 и сборникомгранулированного шлака 10. Барабаны1 частично заполнены промежуточнымтеплоносителем 11. Внутренняя поверхность барабанов 1 снабжена лопастями, дно которых имеет продольнующель, а сами лопасти разделены коль-.цами, Трубы 12 теплобменников 8.снабжены ребрами 20 Спаренные барабаны1 приводят во вращение с одновремен/ной подачей воды в теплаобменники 8. В приемник подают шлаковый расплав, кристаллизующийся на барабанах 1 в виде корочки шлака, который удаляется прорезными ножами 9 в сборник шлака 10, Кристаллизация шлака происходит за счет испарения теплоносителя 11, подводимого в зону контакта саспйавом шлака лопастями, Испаряюийся теплоноситель 11 конденсируется на трубах 12 теплообменников 8,Изобретение относится к металлургической теплотехнике и может быть использована для грануляции расплав ленного шлака в черной, цветной металлургии и в других областях, связанных с пирометаллургическим произ.,водством, например литейным, химическим.Цель изобретения - повышение эксп ,луатационной надежности устройства н интенсификация теплообмена.На фиг, 1 показано устройство для грануляции шлака, общий вид; на фиг.2 ,разрез А-А на Фиг. 1, на фиг. 3 - 30 узел 1 на Фиг. 2; на фиг. 4 - вид раслоложения неполнопаворотных пластин внутри барабана; на Фиг. 5 - вид ,трубы теплообменника с ребрами, вы,полненными по винтовой линии; на35 фиг. 6 - вид трубы теплообменника с ребрами в виде кольца.Устройства для грануляции шлака ,Нфиг. 1 и 2) включает два спаренных,кристаллизационных барабана 1, установленных с помощью подшипниковыхопор 2 на раме 3 и связанных череззубчатое зацепление 4 между собой иприводом 5, приемник расплава 6, образованный торцовыми стенками 7 инаружными поверхностями обечаек барабанов 1, трубчатые теплообменники8, расположенные внутри барабанов 1,прорезные ножи 9, предназначенные дляудаления слоя шлака с поверхностейбарабанов 1 и закрепленные на раме 3,и сборник 1 О гранулированного шлака,закрепленный на раме 3. Кристаллизационные барабаны 1 частично заполнены промежуточным теплоносителем 1155предназначенным для эффективного теп-.лообмена при испарительно-конденсационном процессе от обечаек барабанов 1 к поверхностям труб 12 теплообИнтенсификация теплообмена происходитза счет увеличения полезной площадииспарения теплоносителя. Наличие контура, работающего в замкнутом испарительно-конденсационнам цикле, упрощает систему циркуляции теплоносителя. Отсутствие местных перегревовбарабанов и перепадов давления в гидросистеме повышает эксплуатационнуюнадежность устройства. 2 з.п. ф-лы,6 ил. менников 8. В качестве промежуточноготеплоносителя возможно использование,например, воды, дифенильной смеси.Внутренняя поверхность барабанов 1Нфиг. 3) снабжена лопастями 13, днокоторых образует с ней продольнующель 14, причем лопасти 13 разделеныкольцами 15, расположенными перпендикулярно осям барабанов 1, а верхняякромка каждой последующей лопасти 13находится на одном уровне с дном предыдущей лопасти 13 относительно осибарабана 1, Выполнение лопастей 13в виде неполноповоротных пластин спротивовесом 16 (фиг. 4), имеющихвозможность вращения относительноосей 17, которые закреплены между разделительными кольцами 15, несущимистопора 18 для ограничения вращенияпластин с противовесом 16, кроме перечисленных преимуще"тв, позволяет достичь равномерного истечения теплоносителя 11 за счет постепенного поворота пластин 16 лопастей 18, согласновращения барабанов 1, и, следовательно, постепенного увеличения щели 14,а также дает возможность полного использования теплоносителя 11 за счетпредотвращения егопреждевременногосливания с лопастей 13. Каждая труба12 теплообменников 8, установленныхвнутри барабанов 1 между коллекторами19, снабжена ребрами 20, установленными на ней вдоль образующей, Ребра20 Нфиг. 5 и 6), расположенные натрубе 12, могут быть выполнены повинтовой линии вдоль ее образующейили в виде кольца, установленные перпендикулярно образующей трубы 12, Дляповышения теплопроводности теплообменников 8 ребра 20 труб 12 могут бытьвыполнены, например, иэ меди и при 15641соединены пайкой либо омеднены посредством электролиза совместно с трубами 12, образуя биметаллическое соединение.5Устройство работает следующим образом.Спаренные кристаллизационные барабаны 1 с помощью привода 5 через зубчатое зацепление 3 приводят во вращение с одновременной циркуляцией воды через трубчатые теплообменники 8, соединенные последовательно. Затем подают в приемник 6 шлаковый расплав, кристаллизующийся на вращающихся ба рабанах 1 в виде тонкой корочки стекловидного шлака, который затем сам скалывается .из-за термических расширений с поверхности барабанов 1 или удаляется прорезными ножами 9 в сбор ник 10 для гранулированного шлака.Кристаллизация шлака на барабанах происходит эа счет интенсивного испарения теплоносителя 11, подводимого в зону контакта обечаек барабанов 1 25 со шлаковым расплавом лопастями 13, Причем при постоянной плотности теплового потока в зоне контакта объем парообразования увеличивается за счет увеличения количества теплоносителя 11, подводимого в зону контакта лопастями 13, а также за счет частого расположения лопастей 13 на обечайках барабанов 1, и, кроме того, щелевое 14 исполнение дна лопастей 13 обеспечивает равномерное и наиболее полное (без разбрыэгивани при кипении больших объемов жидко тей) испа-, рение теплоносителя 11 в зоне контакта обечайки барабана 1 со шлако вым расплавом, что тоже способствует увеличению объема пара. Избыток пара приводит к росту давления внутри барабанов 1, что интенсифицирует процесс конденсации пара на трубах 45 12 теплообменников 8, а конденсат под действием силы тяжести возвращается к основной массе теплоносителя 11, где опять подхватывается лопастями 13. Для развития конденсационной поверхности труб 12 на них выполнено оребрение 20, что обеспечивает отвод из зоны контакта тепловых потоков большой плотности. 55За счет щелевого исполнения дна арманов захвата для равномерного расределения теплоносителя, и дополнительного увеличения теплообменной по 33 6верхности барабанов распределительными кольцами, установленными на обечайке барабанов между карманами, улучшаются условия испарительного охлаждения барабанов, а за счет перекрытия верхними кромками каждой следующей лопасти дна предыдущей лопасти тепло- носитель равномерно распределен по . внутренней поверхности обечайки барабана вдоль его образующей. При небольших частотах вращения барабанов 3 - 5 об/мин ширина щели сокращается до "нуля", т.е. дно кармана придвинуто вплотную к обечайке барабана. Такое исполнение щели кармана создает благоприятные условия капиллярного истечения теплоносителя с обечайки барабана из-эа микронеровностей краев кармана при обработке. Подача на обечайку барабана в зоне контакта со шлаковым расплавом теплоносителя подобным способом сопровождается интенсивным испарением, т.е. интенсивным отводом тепла, а также наиболее полным использованием теплоносителя. Улучшаются условия захвата теплоносителя, увеличивается количество захватываемого теплоносителя и .его полное использование для охлаждения, эа счет возможности их постепенного поворота согласно частоте вращения барабана до полного испарения теплоносителя, а при движении лопастей, выполненных в виде неполноповоротных пластин с противовесом, создаются условия автоматического регулирования щели в дне кармана для равномерного истечения теплоносителя по внутренней поверхности обечайки барабана и охлаждения его. С установкой ребер на трубы теплообменников повьппается интенсивность теплообмена за сче г увеличения конденсационной поверхности теплообменников, а также упрощается конструкция из-за возможности сокращения количества труб теплообменника, в связи с этим нет дополнительных потерь напо- . ра в контуре теплообменика. Ребра на трубах теплообменников могут устанавливаться как вдоль образующей, например прямые или гнутые по винтовой линии, так и перпендикулярно образующей, например, в виде .колец или полуколец. Кроме того, с целью улучшения теплообмена ребра труб теплообменников могут быть выполнены из материалов с высоким коэффициентом теплопроводности, например меди, а1564133 Рб Составитель В.Цветковедактор Н.Киштулиец Техред Л.Сердюкова Корректор О.Кравцова при ГКНТ СССР аказ 11НИИПИ Го Гираж 556 Подписное дарственного комитета по изобретениям и открштия 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5