Установка для переработки металлургического шлакового расплава

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК ПАТЕНТУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспубликГосударственный СССР по делам нзобрете н .открытн. 09. 82 аиия описан Иностранцы,Эдуард Лежиль и Карло Хайнц (Люксембург) 72) Авторы зобретеня Иностранная фирмаА. дез Ансьен Этаблиссман Пол (Люксембург) аявитель(54) УСТАНО ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО КОВОГО РАСПЛАВА продуктом, являуктами или отхода бо возвращать в ь в основном промежуточной обрабо временно э основным ются побочными про мн, и их следует л цикл, либо оставля дукте с или без пр КИ 15 ная камера в ными над перфо анспортером нижней частиИзобретение касается обработки и транспортировки металлургического шлака,а также раздрабливание потока пиропластического шлака механическими ударами и охлаждение частиц шлака., осуществляемое средством для раздрабливания.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для изготовления пористых материалов иэ огненно-жидких металлургических шлаков, содержащее приемную камеру, расположенное на входе в нее устрбйство для диспергирования и охлаждения шлакового расплава, смонтированный перед ним экран, по крайней мере один перфорированный ленточный транспортер, установленный под камерой, и смонтированные в верхней части камеры устройства для очистки отходящих газов и для улавливания твердых частиц 1.1 1Недостаток известного устройства состоит в том, что оно позволяет получить только один годный к применению продукт, например) зерна шлака с изменяемым гранулометрическим составом. Один или несколько других продуктов, которые образуются одноЦель изобретения - обеспечениевозможности перерабатывать расплаводновременно или раздельно в гранулированный шпак, шлаковую пемзу н минеральную вату,Указанная цель достигается тем,что в установке для переработки металлургического шлакового расплава,содержащий приемную камеру, расположенное на входе в нее устройство длядиспергирования и охлаждения шпакового расплава, смонтированный передним экран, по крайней мзре, один перфорированный ленточный транспортер,установленный под камерой, и смонтированные в верхней части камеры устройства для очистки отходящих газови для улавливания твердых частиц, прием ыполнена с установленрированным ленточнымтр бункерами с заслонками963460 зу после оборота ленты транспортеравокруг цилиндра 11, Приемная камера1 выполнена со стенкой 2, замкнутойвезде, за исключением наименьших возможных отверстий на уровне барабана3 и перфорированного транспортера 9.Предусмотрено ряд дополнительных отверстий на уровне щелей 14 для доступа воздуха.Максимальное уменьшение количества необходимых отверстий предусмотрено для того, чтобы значительно уменьшить поступление шума, создаваемогона уровне барабана 3, наружу. Потой же причине предпочтительно сделатьстенку 2 таким образом, чтобы онаспособствовала этому уменьшению передачи шума, предусматривая, например, большую часть стенки из бетона.Бетон, кроме того, имеет преимущество по сравнению с металлом, так какон лучше противостоит коррозионнымвоздействиям.Устройство 15 для очистки или нейтрализации газов, вырабатываемых вприемной камере 1, препятствует тому,чтобы газы, возможно токсичные, выбрасывались наружу.Устройство 16 возврата минеральнойваты образовано бесконечным Фильтром17, вращающимся вокруг двух цилиндров. Этот Фильтр образован относительно тонкой металлической сеткой,к которой прицепляются волокна минеральной ваты, Этот Фильтр приводитсяв движение средствами не показаны)со скоростью, зависящей от количества произведенной минеральной ватыдля того, чтобы эвакуировать задержанные ячейками волокна по мере того,как они улавливаются. Скребок 18,расположенный вне приемнойкамеры 1,служит для того, чтобы снимать минеральную вату, прицепившуюся к фильтру 17, и сбрасывать ее в резервуар 19.Нижняя часть приемной камеры 1обладает трапециевидной формой, чтопозволяет уменьшить ширину перфорированного транспортера 9,Чтобы не допустить разбрызгивания воды по всей внутренней части стенки 2, предусмотрен экран 20. Экран может быть опущен и цоднят с помощью известных средств (не показан) . В начале действия, когда вода введена в работающую систему до введения расплавленного шлака, экран должен быть опущен перед барабаном 3. Как только шлак падает на барабан 3, экран 20 поднимается в положение, изображенное на фиг. 1.Затвердевшие частицы шлака выгружаются транспортером 9 в кузов 21 транспортной машины, расположенной вне приемной камеры 1. Для орошения перфорированного транспортера 9 используют трубчатый ороситель 22 неКроме того, целесообразно установку снабжать дополнительными экранамиустановленными над каждым бункером,Перфорированный ленточный транспортер установлен перпендикулярно илипараллельно оси устройства для диспергнрования и охлаждения шлаковогорасплава,Параллельно оси устройства для дис-.пергирования и охлаждения шлаковогорасплава установлен перфорированный "1 Оленточный транспортер под каждым бункером.На Фиг. 1 схематически изображеноустройство, продольный разрез; нафиг. 2 - разрез А-А на Фиг. 1; нафиг. 3 - устройство, продольный разрез с несколькими перфорированнымиленточными транспортерами, установ-.ленными под каждым бункером параллель.но оси устройства для диспергированияи охлаждения шлакового расплава,Устройство для переработки металлургического шлакового расплава содержит приемную камеру 1 со стенкой 2устройство для диспергирования и охлаждения шлакового расплава, выполненное в виде вращающегося барабана3 с лопастями. На барабан 3 шлак поступает через желоб 4 и наклоннуюплоскость 5. Для введения нужных количеств воды в желоб 4, наклоннуюплоскость 5, и внутрь вращающегосябарабана 3 предусмотрен трубопровод 6подачи воды и устройство 7 для осуществления контроля температуры воды.В результате вращения барабана 3 образуется пучок 8 распыленного шлака.Перфорированный ленточный транспортер9 приводится в движение вокруг двухцилиндров 10 и 11 известными средствами (не показаны), Может быть предусмотрен также третий цилиндр 12для регулирования натяжения перфорированного транспортера и/или для обес.печения достаточного расстояния междуверхней ветвью и нижней ветвью для 45того, чтобы туда можно было поместитьсборник 13 водЫ.Перфорированный ленточный транспортер 9 может быть, например, образован лентой или металлической сеткой 5 ОТакая лента является на самом делегибкой сеткой, образованной проволокой из нержавеющей стали. Ее длина иШирина могут быть приспособлены кроизводительности печи, оборудованой этой установкой. В эксперименталь55ном выполнении с барабаном 3 длиной1,80 м пользуются транспортировочнойлентой шириной 1,5 м. Эта относительно уменьшенная по сравнению,с длинойбарабана 3 ширина перфорированноготранспортера 9 возможна благодаряособой форме приемной камеры 1. Приемная камера 1 расположена в непосредственной близости над перфорированным ленточным транспортером 9, срапосредственна. перед его заходом в камеру 1, с тем, чтобы образовать на этой ленте тонкую водянуюпленку, Это дает двойное преимущество - преду,преждение преждевременного разрушения ленты иэ-за падения еще слишком ,горячих частиц и, в то же время лучшее охлаждение и застывание последних.Вода, которая стекает через ячейки перфорированного транспортера 9, собирается в коллекторе 13. Эта вода достаточно чиста для того, чтобы ее кожно было возвратить в цикл в установку, в результате чего не нужна никакая установка по очищению и об работке отходов. С этой целью вода проходит через устройство 7 контроля температуры, где она смешивается в нужных количествах с холодной водой, чтобы получить нужную температу О ру воды, входящей в процесс обработки шлака, Это возвращение воды в цикл позволяет получить дополнительную экономию водыКонечный трубчатый ороситель 23 приводится в действие в случае, когда. температура слоя шлака, выведенного иэ камеры 1, слишком высокая. Предусмотрено вспомогательное охлаждение поддувом 24, которое приводится в действие в случае, когда температура затвердевшего шлака еще недостаточно низка. Это вспомогательное охлаждение может быть воздушнью, откуда возникает дополнительное просушивание.Возможно автоматическое включениеоросителя 23 и поддува 24 с помощью термопар (не показаны) .Приемная камера 1 разделена в направлении траектории частиц шлака, разбрасываемых барабаном 3, на нес- ф колько отсеков, образующих промежуточные бункеры 25-27 приема и хранения. Это разделение получено с помощью перегородок 28 и 29, расположенных перпендикулярно к перемещению перфорированного транспортера 9 в нижней трапециевидной части камеры 1.На дне каждого из этих бункеров 25-.27 расположена заслонка 30 для открывания или закрывания соответству ющего бункера. Закрывающий орган этой заслонки образован цилиндрической поверхностью, способной вращаться вокруг центра своей кривизны. Управление каждой из этих трех заслонок 55 обеспечивается средствами (не показаны) например. гидравлическими домкратами.По меньшей мере одна иэ боковых стенок 31 каждого из бункеров 25-27 щ может двигаться вокруг шарнира 32, соединяющего зту подвижную часть 31 с остальной частью стенки 2 камеры 1. Каждая из этих подвижных стенок 31 приводится в движение вокруг шарнира 32 гидравлическим домкратом 33. Домкрат 33 приводится в действиепри опорожнении бункера, с которымон связан, для стимулирования потокана транспортере 9, т,е. для предупреждения образования моста внутрии для дробления комков шлака, которыемогли там образоваться и закупоритьвыход. К подвижности стенки 31 прибегают также для увеличения или уменьшения выходного отверстия бункера,т.е. пропускной способности бункера.С каждым из бункеров 25-27 соединен трубопровод 34 для введениявнутрь соответствующего бункера охлаждающего вещества, которое образовано водой, паром либо воздухом.В приемной камере 1 расположеныпанели 35 и 36, оказывающие влияниена сортировку частиц шлака, осуществляющуюся под действием центробежнойсилы. Эти панели установлены с помощью средств таким образом, что ихможно глубже или мельче опускать впучок 8 разбрасываемого барабаном 3шлака и направлять определенные категории частиц в один или другой изпримыкающих снизу бункеров 25-27.Число этих панелей равно числу перегородок 28 и 29, образующих бункеры.На фиг, 3 схематически изображенвариант выполнения установки, согласно которому предусмотрено несколькобесконечных перфорированных транспортеров 37-39, перемещающихся в направлении, приблизительно перпендикулярном траектории частиц, разбрасываемых барабаном 3. Между верхней и нижней ветвями этих транспортеров расположены коллекторы 40-42, которые собирают стекающую воду в общий трубопровод 43. Нижняя часть камеры разделена на несколько бункеров 44-46, связанных, соответственно, с закрывающими заслонками 47-49, аналогичнымизаслонке 30 (фиг. 2). Эти бункерымогут быть также снабжены поворотными стенками, похожими на стенку 31(фиг. 2).Усановка работает следующим образом,Иэ печи (не показана) шлак в расплавленном или пиропластическом состоянии поступает через желоб 4 и наклонную плоскость 5 на раздрабливающийбарабан 3. Частицы шлака, разбрасываемые барабаном 3, падают по параболической траектории непосредственнона перфорированный транспортер 9.В зависимости от периферической скорости барабана 3, наклона лопастейэтого барабана, а также масс, имеющихся в наличии частиц, последниепадают ближе или дальше от барабана.Пучок 8, разбрасываемый барабаном 3, состоит главным образом из капелек воды, шариков расширенного шлака, частиц гранулированного шлака илишлакового песка и нитевидных частиц, 963460 8образуюших минеральную вату, Соотношение и качество этих компонентов пучка 8 определяется параметрами функционирования, в частнссти периферической скоростью барабана 3, количеством води, введенной на уровне г предварительного расширения в желобе 4 и на уровне барабана 3, температурой этой волы, а также другими параметрами.По глере того, как затвердевшие частицы падают на перфорированный транспортер 9, они выгружаются последним прямо в кузов 21 транспортной машины, Желательно, чтобы эти твердые частицы, падая в кузов 21, били настолько сухими и настолько холодными, насколько это возможно. Поэтому скорость транспортера 9 должна определиться,с одной стороны,в зави. симости от этих критериева, с дру О гой стороны В зависимости От при 1 о - ды имеющихся частиц, а также от тем,пературы и степени влажности последних в момент, когда они падают на транспортер 9. Следует отметить, чтоф 2 э имеется определенная двойственность между понятиями влажности и температуры, учитывая, что частицы, транспортируемьге транспортером 9, высушиваются теплом, приносимым новыми частицами, тогда как эти последние охлаждаются частицами, уже выложенныгли на перфорированный транспортер 9.Нитевидньге частицы, ебразующие минеральную вату, улавливаются фильтром 17. Прицепившуюся к фильтру минеральную вату снимают скребком 18 и сбрасывают в резервуар 19, Использование минеральной ваты, возврашенной н резервуар 19, зависит от ее качества и количества. Если количест во,произнеденной таким образом линеРальной ваты достаточно, то она может быть перемещена в обрабатывающее устройство для придания ей форм, поддаюцихся сбыту. В частности, она мо жет быть преобразована в пластины посредством добавления гидравлического раствора, в целях использования в качестве изолируюгдги пластин, Если качество и количество возврашенной минеральной ваты не оправдывают такой обработки илн, использования, то минеральная ната может быть возврацена н цикл путегл введения ее в пот к жицкого шлака на нходе н желоб 4. ,5 М неральная ната может быть также передана на мельницу и ввиду ее хоро-. ших гидролитических свойств, может быть добавлена, после измельчения, в гранулированный и/или пориэованныйшлак.1 епи 14,доступа воздуха предназначены для того, чтобы благоприятствовать восходящему потоку внутри оболочки с целью стимуляции подъема газообразных продуктов и минеральной наты,11 ожно также предусмотреть глежду дву-. мя ветвями перфорированного транспортера 9 вентилятор для того, чтобы дуть через него н камеру 1 и создавать таким образом форсированный восходягций поток.Приемная камера 1, помимо преимушеств с экологической точки зрения, в частности, в отношении распространения шума и загрязнения воздуха, позволяет н значительной мере исполь," зовать выделившееся тепло. Это тепло может бить использовано различными способами, например, в устройстве 7 для контроля температуры воды, участвующей в процессе обработки шлака, Возможно также комбинировать зто возвращение тепла с возвращением водяного пара, проходяшего через стадию конденсации. Это дает дополнительный выигрыш в воде.Выполнение приемной камеры 1 с бункерами, количество которых может быть увеличено или уменьшено в соответствии с потребностями каждой установки, позволяет расширить возможности получения желаемых качеств и свойств конечного продукта. В случае, когда производят, например, шарики относительно большого объема из поризованного шлака, желательно удлинить дазу охлаждения и преобразования внутренней структуры шариков и, следовательно, задержать их падение на перфорированный транспортер 9. Помимо возможности удлинения фазы охлаждения, благодаря трубопроводам 34 сушестнует возможность ускорения Фа - зы охлаждения с помошью введенного охлаждающего вещества.Вторая цель этих бункеров состоит н том, чтобы осушестнить сортировку частиц влака. в зависимости от их гласс, Под действием центробежной силы наиболее тяжелые частицы падают н самый дальний бункер 27, тогда как самые легкие частицы оказываются в бункере 25. Эти бункеры опорожняются независимо и поочередно, не прерывая при этом операции раздрабливания и разбрасывания на уровне барабана 3.При выполнении устанонки с несколькими перфорированными транспортерами можно работать непрерывно, т,е, оставлять заслонки 47-49 открытнгли и давать возможность падать затвердевшим частицам шлака непосредственно на транспортеры 37-39. Иожно осуществлять промежуточное хранение в самом удаленном бункере 46, который, как правило, содеркит частицы наибольшего объема, требующие более длительного охлаждения, а заслонку 47 и/или 48 оставлять открытыми для того, чтобы непрерывно ныгрукать меньшие частицы.Преимущество выполнения установки с несколькигли перфорированными транспортерами состоит в том, что выгружают одновременно несколько категорий частиц, отличающихся друг от друга по своему гранулометрическому составу.Длительность охлаждения частиц 5 шлака, разбрасываемых барабаном 3 зависит, в основном, от природы частиц, которые должны быть произведены. В случае, когда производят шарики из поризованного шлака размером нес колько .сантиметров в диаметре, охлаждение должно осуществляться постепенно и в контакте с воздухом. Поэтому важно, чтобы траектория была достаточ но длинной для того, чтобы зто охлаждение было возможным. В этом случае необходимо предусматривать промежуточ йое хранение не только для удлинения Фазы охлаждения шариков поризованного шлака, но и для предупреждения разрушения ленты в результате слишком высокой температуры шариков шлака.Если производится гранулированный шлак или шлаковый песок, состояций, главным образом, из остеклованных частиц размером менее 5 мм в диаметре, следует проводить резкое охлаж - дение, Это резкое охлаждение осуществляется, следовательно, водой, и длина траектории частиц меньше длины, необходимой для производства гранулгрованного шлака. Из-за того, что непрерывно удаляют избыточную воду через перфорированный транспортер, возможно увеличить количество водьг предусмотренное для резкого охлаждения 35 частиц шлака. В случае изготовления гранулированного шлака с помощью этой установки не осугцествляют предварительную поризацию на уровне желоба, подводящего шлак на раздрабливающий 40 барабан, Перед раздрабливанием илака на уровне барабана желательно охладить шлак, например с помощью воды, до его нижнего предела пиропластичности. Потребление воды ограничивается в основном орошением пучка частиц, разбрасываемых барабаном 3 с тем, чтобы вызвать резкое охлаждение и быстрое затвердевание зереншггака.Использование предлагаемой установки позволит производить сухой гранулированный шлак с использованием меньшего количества воды, чем в классических гранулированных чанах, которые нуждаются, кроме того, в станциях отделения воды от шлака и просушки последнего.Если предлагаемая установка используется только для производства гранулированного шлака, то ее можно сделать значительно более компактной и более маленькой, чем установка, описанная выше для нескольких продуктов (гранулированный шлак, пориэованный шлак и минеральная вата), не теряя при этом никаких преимуществ,65 Это уменьшение размеров возможно благодаря тому, что гранулированный шггак резко охлаждается в воде, тогда как поризованный шпак должен охлаждаться более медленно на воздухе, вследствие чего траектория разбрасывания для гранулированного шлака может быть значительно уменьшена.Это уменьшение размеров касается поэтому прежде всего приемной камеры 1. Такая компактная и дешевая установка является очень выгодной при необходимости производства исключительно гранулированного шлака.Формула изобретения1, Установка для переработки металлургического шлакового расплава, содержацая приемную камеру, расположенное на входе в нее устройство для диспергирования и охлажденияшлаково - го расплава, смонтированный перед ним экран, по крайней мере один перФорированный ленточный транспортер, установленный под камерой, и смонтированные в верхней части камеры устройство для очистки отходящих газов и устройство для улавливания твердых частиц, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью обеспечения возможности перерабатывать расплав одновременно или раздельно в гранулированный шлак, шпаковую пемзу и минеральную вату, приемная камера выполнена с установленными над перфорированным ленточным транспортером бункерами с заслонками в нижней части их.2, Установка по и. 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что она снабжена дополнительными экранами, установленными над каждым бункером.3. Установка по п. 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что перфорированный ленточный транспортер установлен перпендикулярно оси устройства для диспергирования и охлаждения шлакового расплава.4. Установка по п. 1, о т л ич а ю щ а я с я тем, что перфорированный ленточный транспортер у.становлен параллельно оси устройства для диспергирования и охлаждения шлакового расплава.5. Установка по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю ц 1 а я с я тем, что под каждым бункером установлен перфорированный ленточный транспортер параллельно оси устройства для диспергирования и охлаждения шлакового расплава.Приоритет по пунктам:12.10.76 по пп. 1, 4,26.09,77 по пп, 2, 3, 5.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 525 б 36, кл. С 04 В 5/04, 1974963460 ВНИИПИ Заказ 7545/ Тираж 641 Подписно илиал ППП "Патент",Ужгород, ул, Проектная