Циклонная плавильная установка

 

COIO3 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

3(51) F 27 В 15/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ (21) 3649997/?2-02 .(22) 01.07.83 (46) 30.10.84. Бюл. Р 40 (72) А.й.Решетняк, Г,A.Ïoëÿêoâ и Д.Д.Козлов (71) Липецкое отделение Государственного ордена Трудового Красного

Знамени союзного института по проектированию агрегатов сталеплавильного и прокатного производства для черной металлургии "Стальпроект" (53) 621.3 (088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

Р 535448, кл. Г 27 В 15/00, 1975.

2, Авторское свидетельство СССР

Р 792055, кл. F 27 В 15/00, 1979.

3. Авторское свидетельство СССР

9 910789, кл, С 21 С 5/54, 1980. (54) (57) 1. ЦИКЛОННАЯ ПЛАВИЛЬНАЯ УСТАНОВКА, содержащая плавильный цик„„Я0„„1121572 А лон, соосно установленный над цилиндрическим копильником расплава, имеющим канал для отвода газов, и горелку, отличающаяся тем, что, с целью увеличения теплового

КПД и снижения уноса материала, установка снабжена дырчатой перегородкой с центральным отверстием для прохода газов, при этом перегородка установлена горизонтально в копильнике расплава на расстоянии от плавильного циклона, равном 0,5-1,0 диаметра канала для отвода газов.

2, Установка по п. 1, о т л и ч а ю щ а я с я . тем, что диаметр отверстия перегородки равен 1,5-2,5 диаметра канаЛа для отвода газов. щ

3. Установка по п. 1, о т л и ч а ю,щ а я с я тем, что канал для отвода газов расположен над дырчатой перегородкой.

1 1121572 2

Изобретение относится к VGTpoAcTвам для термохимической обработки мелкоизмельченного сырья, напримЕр в металлургической промышленности для выплавки синтетического шлака, а также может быть применено в про- 5 изводстве строительных материалов и химической промышленности.

Известна циклонная устанввка для термохимической переработки тонкоизмельченного минерального сырья, 10 включающая циклонную печь со сдвоенной рабочей камерой, сборник расплава, расположенный под нею, и соединительный канал-пережим с порогом, входящий тангенциально в сборник распла-q5 ва, причем сдвоенная камера установлена поперек сборника расплава, а соединительный канал-пережим разделен на два канала (1.).

Недостатками данной установки являются значительный унос расплавленного материала zv-гловыми газами, а также неудовлетворительное использование тепла уходящих дымовых газов в сборнике расплава.

Унос расплава на уровне 5-12% от .количества подаваемой шихты определяется отсутствием в установке устройств по отделению расплава от газового потока и, следовательно, все витающие частицы уносятся газовым потоком.

Стекающая по гарниссажной футеровке пленка расплава имеет температуру íà 1.00-150 С ниже, чем газовый поток. В сборнику, где слой расплава может быть доведен до 500-600 мм, создаются предпосылки для выравнивания температуры газового потока и расплава и определяющим является время взаим действия расплава и газово- 40 го потока. Чем больше время контакта, тем меньше разница температур расплава и газового потока и тем больше используется тепла на ведение технологического процесса. 45

Отсутствие устройств по увеличению времени контакта расплава и газового потока оставляет нереализованными имеющиеся возможности.

Известна также циклонная печь для термохимической переработки минерального сырья, содержащая рабочую камеру с пережимом, причем пережим выполнен с переменным поперечным сечением, переходящим от круглого на входе к щелевидному на выходе 52).

Недостатком этой установки является большой унос расплава с уходящим газовым потоком, обусловленный высокими скоростями газов в сборнике расплава.

Наиболее близким техническим решением по достигаемому эффекту к предлагаемому является циклонная плавильная установка для. выплавки синтетического шлака, которая включа- 65 ет горелку, циклонную плавильную камеру, установленную соосно над ванной для сбора шлака, а устройство для отвода газов выполнено в виде расположенного между циклонной камерой и ванной спирального газосборника переменного сечения с линейным увеличением в сторону выходного отверстия, при этом по периметру внутренней стенки газосборника выполнена прорезь со смонтированными в ней лопатками (33.

В известной установке недостаточно используется тепло уходящих дымовых газов для подогрева расплава в копильнике вследствие отсутствия конструктивных решений по увеличению времени взаимодействия газов с расплавом.В копильнике не предусмотрена очистка уходящих газов от увлекаемого расплава, а сепарация капель. расплава на стенку газосборника приво-дит к их застыванию, к зарастанию проходного сечения газосборника. 3астывание расплава происходит вследствие отвода тепла в окружающую среду через стенку.

Согласно экспериментальным данным, полученным на циклонной установке для выплавки синтетического шлака в конвертерном цехе, температура уходящего дыма при темпера гуре расплава

1650 С составляет 1750 С, а унос равен 0,3-0,5 г/нм газа.

Цель изобретения — увеличение теплового КПД и снижение уноса материала.

Цель достигается тем, что в циклонной плавильной установке, содержащей плавильный циклон, соосно установленный над цилиндрическим копильником расплава, имеющим канал для отвода газов, и горелку, установка снабжена дырчатой перегородкой с центральным отверстием для прохода газов, при этом перегородка установлена горизонтально в копильнике расплава на расстоянии от плавильного циклона, равном 0,5-1,0 диаметра канала для отвода газов.

Диаметр отверстия перегородки равен 1,5-2,5 диаметра канала для отвода газов.

Канал для отвода газов расположен над дырчатой перегородкой.

Дырчатая перегородка, выполненная иэ углеродсодержащего огнеупора, способствует созданию в копильнике расплава направленного рециркуляционного потока.

Максимальная кратность рециркуляции газового потока при давлении в плавильном циклоне порядка 1000 кгс/м и изменяющемся количестве продуктов сгорания согласно расчету обеспечивается при установке дырчатой перегородки от плавильного циклона на расстоянии 0,5-1,0 диаметра и отверстия

1121572

Составитель О.Веретенников

Техред С.Мигунова Корректор Л.Пилипенко

Редактор М.Дылын

Заказ 7968/33 Тираж 577 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 в гаэопроницаемой перегородке равном

1,5-2,5 диаметра канала для отвода газов из плавильного циклона,. Количество выходящих из циклона газов зависит от производительности, степени обогащения дутья кислородом, температуры подогрева дутья и .вида топлива.

Очистка уходящих газов происходит вследствие взаимодействия потока уходящего газа со стенками каналов в перегородке. Уносящиеся капли осаждаются, укрупняются, стекают по стенкам дырок-каналов вниз, а затем падают в ваннJ расплава, Поскольку дырчатая перегородка обогревается с 15 обеих сторон и температура ее близка температуре уходящих газов, имеющих температуру на 30-50 С выше температуры расплава, поэтому затвердевания уноса на перегородке не будет.

Форма отверстий может быть различной, а исходя из условия сохранения прочности перегородки, целесообразн э выполнять их круглыми. Площадь сечения дырок должна обеспечивать проход газов со скоростью до

5 м/с, при которой создаются благоприятные условия для осаждения материала. Для равномерного вовлечения в рециркуляцию уходящих газов отверстия в перегородке следует располагать как можно ближе к центральному отверстию, через которое газы из пдавильного циклона входят под перегородку.

Наиболее благоприятные условия для формирования капель на перегородке создаются при выполнении ее иэ плохо смачиваемого расплавом материала. В установке для выплавки синтетических шлаков целесообразно ис- 40 пользовать углеродсодержащие материалы. Необходимая стойкость дырчатой перегородки обеспечивается созданием в копильнике восстановительной или нейтральной среды. 45

На чертеже изображена циклонная плавильная установка, вертикальный разрез.

Циклонная плавильная устансвка содержит плавильный циклон 1, к >пильник жидкого расплава 2, дырчатую перегородку 3, центральное отверстие 4 в дырчатой перегородке 3, зазор 5 между плавильным циклоном 1 и дырчатой перегородкой 3, канал б для отвода газов, горелку 7.

Плавильный циклон 1 установлен по оси копильника 2 жидкого расплава.

Установка работает следующим образом.

Штопорообраэный вихрь, выходя из плавильного циклона 1 и увлекая с собой уходящие газы, устремляется в отверстие 4 в дырчатой перегородке 3.

Крутка газов плавильного циклона гасится факелом горелки 7, установленной тангенциально в круглом копильнике 2.

Войдя во взаимодействие с распла— вом, газы почти полностью освобождаются от жидкой фазы и через дырчатую перегородку 3 уходят в канал б для отвода газов. Проходя через дырчатую перегородку 3, жидкая фаза задерживается, укрупняется и в виде капель возвращается в ванну расплава 2.

Необходимая подвижность жидкого синтетического шлака для эффективного рафинирования стали обеспечивается при его температуре на уровне

1600-1650 C. Известные шлакоплавильные установки отвечают поставленному температурному условию при .температуре уходящих газов 1700-1750 С.

Предлагаемое техническое решение, обеспечивающее рециркуляций газового потока, позволяет снизить температуру Уходящих газов до 1650-1700 С при требуемой температуре жидкого шлака.

Использование предложенного устройства позволит на 3-5% снизить расход топлива, воздуха и кислорода и на порядок снизить унос расплава с отходящими газами. Годовой экономический эффект составит 28,5 тыс. руб, от одной установки.