Способ переработки расплава и установка зорина о.д. для его осуществления

 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способу шахтной обработки расплава. С целью повышения качества продукта, уменьшения удельных расходов энергии и хладагента и загрязнения окружающей среды, а также утилизации вторичного тепла в способе переработки расплава, предварительное охлаждение расплава осуществляют до температуры ликвидуса , охлаждение твердых продуктов производят до точки росы, а газообразных - до температуры, равной или ниже точки росы. Способ осуществляют в установке, в которой желоб, термостат , фурма, диспергатор, накопитель и разгрузочное устройство выполнены в виде теплообменника или с отводом из них по крайней мере одного из продуктов переработки в теплообменник, а термостат снабжен отводным туннелем , вьтолненным в виде конуса и расположенным между шахтой и накопителем , причем конус примыкает через зазор или вплотную меньшим основанием к выходу шахты термостата, а большим - к верхней части накопителя, при этом диспергатор установлен по периметру отводного туннеля или со стороны его выхода, а сопла диспергатора направлены под углом внутрь отводного туннеля и выполнены с возможностью изменения угла в вертикальной плоскости в секторе 180°. 2 с.п. ф-лы, 5 ил. (Л N9 vj 00 00 to

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

А1

SU», 12?8321 (5D 4 С 04 В 5 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3603303/29-33 (22) 02. 06. 83 (46) 23. 12.86. Бюл. № 47 (72) .0.Ä.Çîðèí (53) 669. 162. 266. 446. 24 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР № 937393, кл. С 04 В 5/02, 1980

Авторское свидетельство СССР

¹ 1206245, кл. С 04 В 5/02, 1983. (54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ РАСПЛАВА И

УСТАНОВКА ЗОРИНА О.Д. ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способу шахтной обработки расплава. С целью повышения качества продукта, уменьшения удельных расходов энергии и хладагента и загрязнения окружающей среды, а также утилизации вторичного тепла в способе переработки расплава, предварительное охлаждение расплава осуществляют до температуры ликвидуса, охлаждение твердых продуктов производят до точки росы, а газообразных — до температуры, равной или ниже точки росы. Способ осуществляют в установке, в которой желоб, термостат, фурма, диспергатор, накопитель и разгрузочное устройство выполнены в виде теплообменника или с отводом из них по крайней мере одного из продуктов переработки в теплообменник, а термостат снабжен отводным туннелем, выполненным в виде конуса и расположенным между шахтой и накопителем, причем конус примыкает через зазор или вплотную меныпим основанием к выходу шахты термостата, а большим — к верхней части накопителя, при этом диспергатор установлен по периметру отводного туннеля или со стороны его выхода, а сопла диспергатора направлены под углом внутрь отводного туннеля и выполнены с возможностью изменения угла в вертикальо ной плоскости в секторе 180 . 2 с,п. ф-лы, 5 ил.

1278321

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способу шахтной обработки расплава, преимущественно шлака или металла, и к устройству для его осуществления, и может быть использовано в других отраслях народного хозяйства, где необходимо обрабатывать неметаллический, металлический расплавы, например, в литейном производстве, в цвет- 1О ной металлургии.

Целью изобретения является повышение качества продукта, уменьшение удельных расходов энергии и хладагента и загрязнения окружающей среды, а также утилизация вторичного тепла.

На фиг.I изображена установка для переработки расплава в виде вертикального термостата с шахтой по форме обенайки с отводным туннелем; на фиг.2 — то же, в виде вертикального термостата с примыкающим к нему накопителем и с теплообменником в последнем; на фиг.3 — то же, в виде вертикального термостата с теплообменни25 ком за пределами накопителя, на фиг.4то же, в виде вертикального термоста.та со стороны входа последнего с миксером для расплава; на фиг.5 — то же, в виде горизонтального термоатата- 30 теплообменника с каналами в стенках последнего для рабочего тела тепловой машины и с миксером для расплава, сопряженного с входом термостата.

Установка содержит желоб 1 с открытым или с закрытым руслом для слива расплава, например шлака или металла из доменной или из сталеплавильной печи, термостат 2 для обработки расплава, выполненный в виде обечайки с собирательной (приемной) воронкой 3, с шахтой 4, с отводным туннелем 5. Воронка„ шахта, туннель выполнены по форме, например, плоского или круглого конфузора, цилиндра, диффузора с возможностью на выходе последнего внезапного расширения расплава соответственно. Внутри термостата соосно установлена прямолинейная фурма 6 и/или со стороны нижней части по периметру торца отводного туннеля закреплена кольцевая фурма 7. Фурмы снабжены соплами 8 для подачи в термостат обрабатывающего расплав рабочего тела, например воздух и/или вода. Фурма 6 и/или 7 установлена на основании или на шарнире, кинематически соединенным с приводом периодического перемещения, например опускания, подъема и фиксирования фурмы вдоль оси термостата между крайними верхним и нижним положениями сопл 8. Последние выполнены в виде сменного насадка из износоустойчивого материала с боковым и/или продольным цилиндрическим, конусоидальным, коническим или иной формы отверстием. Сопла 8 закреплены на основании или на шарнире, кинематически соединенным с приводом с возможностью периодического поворота их выхода для рабочего тела в противоположных направлениях в секторе от 0

О до 180, предпочтительно в интервале от 0 до 90 в вертикальной плоскости относительно продольной оси термостата. Фурма 6 и/или 7 через регулятор (вентиль) расхода рабочего тела посредством, например, гибкого шланга 9 подключена к магистрали (системе)подачи рабочего тела в фурму. Со стороны внутренней полости 10 стенка 11 термостата покрыта защитным слоем 12, например самовосстанавливающимся гарниссажем из компонентов обрабатываемого расплава. Термостат снабжен механизмом 13 для закрепления его на основании с возможностью периодической замены (монтажа, демонтажа) термостата без разрушения основания.

Желоб 1 и термостат 2 расположены на входе в накопительную или в транспортную емкость для продуктов обработки расплава, например гранул, порошка, пемзы, ваты. Накопитель для последних выполнен в виде гидробассейна с достаточной в нем массой воды или в виде безводной саморазгружающейся емкости по форме, например, силосной башни. Для выгрузки твердых продуктов обработки расплава накопитель снабжен механизмом. Например, гидробассейн имеет эрлифт или багерный насос, а силосная башня в нижней части снабжена течкой (желоб, лоток) с открытым или с закрытым руслом и с дозатором расхода (кг,м ) выгружае3 мого продукта. Течка выполнена и расположена с возможностью самотеком выгрузки сыпучих материалов в транспортное средство, например грузовой автомобиль, железнодорожный вагон, транспортер пневматический или вибрационный.

Пример 1. Способ обработки расплава, например грануляции жидко1278321 го доменного шлака, заключается в следующем.

Заблаговременно до слива расплава, в частности доменного шлака из ковша или из доменной печи, между сливным желобом и названными накопителем или транспортным средством для гранул посредством крепежного механизма закрепляют термостат на основании. При этом термостат 2 устанавливают так, 0 что последний входом для жидкости в его верхней части воронки 3 примыкает тангенциально через зазор или сопряженно к выходу желоба 1, а в нижней части отводной туннель 5 вы- 15 ходом для продуктов обработки расплава, в частности гранул, через зазор или сопряженно примыкает к входу для последних в верхней части накопителя или к названному транспортному сред- 20 ству.

Перед сливом расплава (доменного шлака) в термостат, фурму 6 и/или 7 и сопла 8 настраивают по технологии обработки в оптимальное положение, 25 например опускают, и после окончания опускания .фиксируют фурму 6 так, что после фиксирования ее сопла 8 распо.лагаются в нижней части накопитель1 ной воронки 3 или шахты 4 на равном расстоянии от входа и выхода шахты, а фурму 7 и ее сопла 8 фиксируют так, что по окончании фиксирования выходы этих сопл располагаются в плоскости сечения выхода отводного туннеля 5 3s о и имеют угол атаки 45 по направлению к оси туннеля. Оптимальный угол атаки сопла 8 заблаговременно устанавливают при закреплении сопла на основании или посредством привода с 40 шарниром сопла. При этом угол атаки задают в зависимости от интенсивности слива расплава в термостат. Чем интенсивнее слив расплава, тем больше в вертикальной плоскости угол меж-45 ду горизонтом и направлением потока рабочего тела из сопла 8 и наоборот.

Расплав сливают по желобу 1 тангенциально к поверхности стенки воронки 3 термостата. При этом с не- 50 которым опережением или вместе со сливом расплава посредством сопл 8 фурмы 6 и/или 7 формируют поток рабочего тела, в частности пресной воды, и с опережением или вместе с распла- 55 вом подают в термостат. При этом рабочее тело подают (расходуют) с интенсивностью (кг/I т расплава) по технологии, достаточной для обработ- ки расплава. Причем через сопла 8 фурмы 6 подают только часть от указанного общего расхода рабочего тела.

При этом интенсивность подачи последнего меньше интенсивности подачи рабочего тела, теоретически необходимой для затвердевания расплава.

Например, рабочее тело через фурму 6 подают с интенсивностью, теоретически достаточной для понижения температуры расплава до среднего значения последней в интервале между температурами его ликвидуса и солидуса. Остальную часть или поо тех- нологии необходимую для обработки расплава всю массу рабочего тела подают (расходуют) через сопла 8 фурмы

7. Причем интенсивность подачи рабочего тела через эту фурму 7 находится в интервале между интенсивностями подачи (расхода) рабочего тела, теоретически необходимой для затвердевания расплава.и теоретически достаточной для понижения температуры поверхности гранул до температуры точки водяной росы окружающей среды, например, атмосферного воздуха.

В течение слива расплава в термостат 2 подцерживают названную интенсивность подачи (расхода) рабочего тела через фурму 6 и/или 7. Например, применительно к придоменной грануляции шлака через фурму 6 воду подают с интенсивностью 10 †1, предпочтительно 30-50 кг, а через фурму 7 с интенсивностью 100 †8, например 400-500 кг/1 т расплава (шлака), в зависимости от величины его энтальпии в момент слива последнего в термастат 2 и в момент начала затвердевания гранул. В течение обработки расплава посредством регулятора расхода оптимизируют и на оптимальном уровне поддерживают интенсивность подачи рабочего тела (воды) в термостат 2.

Таким образом,с опережением грануляции предварительно охлаждают расплав до оптимальной для качества грануляции температуры, например до температуры в указанном интервале, в частности до 1350 + 10 С, и в течение слива расплава через термостат поддерживают эту температуру. В момент выхода из шахты 4 расплав внезапно расширяют и при этом из капель последнего образующийся диспергат

1278321 посредством сопл 8 фурмы 7 противотоком направляют сформированный поток рабочего тела (воды) с указанны— ми интенсивностью и углом атаки. Таким путем в пределах отводного тунне— ля 5 получают и в течение падения охлаждают диспергат расплава, последний переводят из капельно-жидкого в дисперсно-твердое состояние,„ образо- !0 ванные гранулы в полете (падении) охлаждают до требуемой по технологии обработки температуры. При этом затормаживают скорость движения гранул и переводят их из ускоренного в сос- 15 тояние замедленного падения или левитации. В течение последнего гранулы охлаждают,цо указанной температуры, например до 100 С, и после этого гранулят сбрасывают в накопитель или в 20 транспортное средство. Из накопителя разгрузочным механизмом последнего периодически или непрарывно гранулы выгружают в транспортное средство.

Отработанное рабочее тело, в частнос — 25 ти водяной пар, через выход для него, например, в нижней части отводного туннеля 5 удаляют за пределы послец> него, направляют в конденсатор водяного пара и конденсат сливают в сис- 30 тему оборотного водоснабжения термостата.

Возможны другие варианты использования.устройства.

Пример 2. По сравнению с при-З5 мером в устройстве (фиг.2) шахта

4 выполйена в виде плоского или круглого усеченного конуса, который большим основанием сопряжен с нижней частью собирательной воронки 3, а 40 меньшим основанием сопряжен или через зазор с дросселем примыкает к верхней части отводного туннеля 5.

При этом кольцевая фурма 7 располо жена по периметру между верхним и 45 нижним основаниями отводного туннеля

5 с возможностью подачи рабочего тела в последний. Собирательная воронка 3 в верхней ее части снабжена дополнительным выходом 14 с пылеупови- 50 телем 15 и с дросселем (регулятором) .16 расхода летучих (газ, пар, пыль) продуктов обработки расплава. Отводной туннель 5 меньшим основанием сопряжен через зазор 17 с шахтой 4, а большим основанием — с входом в верхней части накопителя 18 для продуктов обработки расплава. Последний выполнен в виде закрытой саморазгружающейся, например, силосной башни.

В нижней части накопительная емкость

18 снабжена разгрузочным устройством

19 с дозатором расхода сыпучих продуктов обработки расплава (гранулы, порошок, др.), например лоток с открытым или с закрытым руслом. Последний через зазор примыкает к транспортному средству 20 (грузовой железнодорожный вагон, автомобиль, транспортер). В верхней части собирательная воронка 3 и накопитель 18 снабжены дополнительным выходом 14 с пылеуловителем 15, с дросселем 1б.

Этим выходом 14 накопитель 18 примыкает к системе эвакуации летучих продуктов обработки расплава за пределы этой емкости, например к конденсатору водяного пара системы оборотного водоснабжения устройства, снабженной системой химических аппаратов выделения из пара и утилизации соединений серы, водорода, углерода.

Пример 3. По сравнению с примером 2 в устройстве (фиг.2) накопитель с возможным заполнением гранулятором 21 снабжен теплообменным аппаратом 22 для утилизации вторичного тепла обрабатываемого расплава. Этот аппарат (теплообменник) 22 выполнен в виде жидкостного или газового (воздушного) калорифера или водотрубного парового котла, например, высокого (20-40 ати) давления и снаб— жен входом 23 для низкотемпературного и выходом 24 для высокотемпературного рабочего тела теплоносителя тепловой машины (паровая, газовая турбина, поршневая паровая маши— на, двигатель Стирлинга н др.). При этом теплообменник 22 расположен в пределах накопителя 18 между ее выходом 14 и разгрузочным устройством 19.

Причем низкотемпературная часть (экономайзер) с входом 23 теплообменника

22 расположена со стороны разгрузочного устройства 19, а высокотемпературная (перегреватель, сухопарник) часть с выхоцом 24 теплообменника 22 расположены со стороны выхода 14 накопителя 18 с возможностью заполнения последнего и засыпания гранулятом 2! теплообменника -22. Входом

23, выходом 24 теплообменник примыкает к соответствующим им выходу и входу для рабочего тела тепловой или

7 1278 химической машины (паровой двигатель, химический реактор, пирометаллургический агрегат, теплофикационная сеть). Выход 14 собирательной воронки 3 и/или накопитель 18 примыкают 5 к названной или к дополнительной тепловой или химической машине, наппример, для подогрева или для размораживания шихтовых материалов пирометаллургической плавки. 10

Пример 4. По сравнению с примером 3 в устройстве (фиг.2) теплообменник 22 снабжен дополнительным выходом 24 для теплоносителя рабочего тела тепловой или химической 15 машины. При этом дополнительный выход расположен со стороны низкотемпературной части теплообменника и между последним и высокотемпературной частью последнего расположен 20 дроссель 16. Дополнительный выход 24 через дроссель (вентиль) примыкает к тепловой или химической машине для о утилизации низкотемпературного (100 С и менее) вторичного тепла (отопление промышленных жилых зданий, теплиц) .

Пример 5. По сравнению с примером 3 в устройстве (фиг.3) теплообменник 22 расположен за пределами накопителя 18, выполнен в виде метал- З0 лического или керамического рекуператора с каналами 25 для движения через них сыпучих продуктов обработки расплава (гранулы, порошок) и с каналами 26 для движения через них рабочего тела (теплоносителя) тепловой или химической машины, например атмосферного воздуха для подачи его в пирометанлургический агрегат. При этом термостат 2 снабжен накопите- . 40 лем 18 для разделения газообразных (летучих) и сыпучих продуктов, обработки расплава..Накопитель выполнен в виде закрытой от внешней атмосферы дополнительной емкости с возмож- 45 ностью в ее пределах разделения ле- тучих и нелетучих продуктов обработки расплава естественным путем. Накопитель 18 .выполнен по форме в виде саморазгружающейся силосной баш- 50 ни (бункера) с возможностью в ней внезапного расширения названных продуктов и расположен между отводным туннелем 5 и теплообменником 22 с сопряжением с последними, с возмож- 55 ностью самотеком пересыпания сыпучих продуктов обработки расплава из сепаратора в теплообменник 22. В ниж321 8 неи части по периметру накопитель 1S снабжен кольцевой фурмой 27 с соплами для подачи рабочего тела (тепло— носителя) укаэанной машины на продукты обработки расплава. В верхней части по периметру накопитель 18 снабжен выходом 14 в виде кольцевого воздухопровода с пылеуловителем 15 и с дросселем 16. Каналы 26 снабжены входом 23 и выходом 24 и последние примыкают к соответствующим им выходу и входу тепловой или химической машины, утилизирующей вторичное тепло обрабатываемого расплава. Каналы

25 со стороны их выхода через заэор примыкают к транспортеру 28 для подачи охлажденных продуктов обработки расплава на пневмотранспортер 29.

Последний снабжен воздушным компрессором 30, воздухопроводом 31 с дросселями (регуляторами) 16 расхода воздуха, соплами 32 для подачи последнего в пневмопровод 33 для транспортировки твердых продуктов обработки расплава в накопитель 18. Последняя в ее верхней части входом для гранул сопряжена с пневмопроводом 33.

Посредством механизма 13 устройство (термостат) закреплено на основании 34.

Пример 6. По сравнению с примером 5 в устройстве (фиг.4) теплообменник 22 выполнен в виде парового, . предпочтительно, водотрубного котла и паропроводом 35 соединен с паровой .(газовой) турбиной 36, кинематически соединенной с электрогенератором 37, который через выключатель соединен с системой (электросетью) подачи электрической энергии к потребителю ее. В нижней части паровой котел снабжен разгрузочным устройством 19 для выгрузки пыли. Этот выход через зазор примыкает к транспортному средству 20. Накопитель 18 выходом 14 с пылеуловителем 15 сопряжен с входом

23 для теплоносителя парового котла

22 ° Последний выходом 24 с дросселем для отработанного теплоносителя, наппример мятый водяной пар, примыкает к канализации 38 системы 39 оборотного (замкнутого) водоснабжения устройства (термостата). Эта система 39 снабжена насосной станцией 40, осветителем (отстойником) 41 воды, напорными водоводами 42. Кроме того,устройство снабжено системой 43 автоматического контроля (измерения) интен12?83? 1

10 сивности слива расплава н термо<-тат

2, а также системой 44 автоматического управления технологией обработки расплава. Выход 14 в верхней части воронки 3 посредством теплопрово- 5 да 45 соединен с.дополнительным теплообменником 46, выполненным, например, в виде описанной машины для утилизации вторичного тепла обрабатываемого расплава. После теплообменника 46 тепло- >О провод 45 примыкает к канализации 38 системы оборотного водоснабжения термостата 2. Кольцевая фурма 7 с соплами 8 расположена по внешнему периметру между верхним и нижним основaíèÿми отводного туннеля 5 с возможностью подачи рабочего тела в полость последнего. Причем сопла 8 расположе- ны по периметру и/или в плоскости сечения туннеля 5, со стороны нижнего основания последнего. Фурма 7 посредством напорного трубопровода 9 соединена с системой 39 оборотного водоснабжения устройства (термостата).

Пример 7. По сравнению с при в мером 6 в устройстве (фиг.4) термостат 2 снабжен байпасной линией 47 для подачи летучих продуктов обработки расплава из верхней части собира— тельной воронки 3 в теплообменник 22, При этом входом трубопровод 47 с дросселем 16 примыкает к полости в верхней части воронки 3, а выходом примыкает к входу 23 парового котла (теплообменника) 22. .35

Пример 8. По сравнению с примером 6 в устройстве (фиг.4) термостат 2 выполнен в виде водомера Вентури с выходом 48 в верхней части воронки 3 и выходом 49 в верхней час- 40 ти шахты 4 термостата для газа. Например, выход 48 расположен выше емкости воронки для жидкости, а выход

49 расположен в зоне сопряжения вороки с шахтой. При этом посредством 45 газопровода 50 эти выходы соединены с манометром для измерения величины перепада давления между зонами расположения этих выходов. Манометр соединен с системой 43 автоматичес- go кого контроля (измерения) интенсивности слива расплава через термостат, которая, в свою очередь, соединена с системой 44 автоматического управления технологией обработки у расплава.

Пример 9. По сравнению с примером б и/или 8 устройство (фиг.4) (термоcòàò) 2 снабжеHo байпас ным трубопроводом (байпасом) 51 с дросселем для эжектирования летучих ITpo дуктов обработки расплава из полости в верхней части воронки 3 в шахту 4 . термостата 2. При э.ом входом для газа байпас 51 соединен с отверстием

48, а выходом примыкает к отверстию

49 в верхних частях воронки и шахты.

Между входом и выходом байпаса установлен дроссель 16.

Пример 10. По сравнению с примерами 1-9 в устройстве {фиг.4) между сливным желобом ) и термостатом 2 расположена дополнительная емкость 52 для расплава, например чугун, сталь, шлак. Последняя выполнена в виде миксера и в верхней части снабжена входом 53 для жидкости, для сыпучих материалов. Миксер снабжен, по крайней мере, одним, например, тремя выходами для жидкости, из ко— торых выход 54 предназначен для слива жидкого шлака, а выходы 55 и 56 для слива металла и располо>кены на противоположных сторонах периферии миксера, предпочтительно, соосно с последним и друг с другом. Выход 54 расположен выше и на равном расстоянии от выходов 55 и 56. Выходы 54-56 выполнены в виде сифона, например чайниковый носок или лоток с сифонной плитой (скиммер) перед ним. Сифонная плита 57 установлена перед выходом 54 для шлака, а сифонная плита 58 располо>кена перед выходами 55, 56 для слива металла. Сифонные плиты установлены с возможностью одновременно сифоном сливать шлак и металл, например шлак в термостат 2, а металл в заблаговременно для этого уста-. новленный ковш {чугуновозный, сталевозный). Входом 53 миксер 52 через зазор и с единым центром вращения примыкает к выходу желоба 1, а выходом 54 миксер примыкает через зазор и тангенциально к входу для жидкости в верхней части собирательной воронки 3. Выходы 55 и 56 через зазор примыкают к аналогичным термостату 2 или к иному устройству для обработки расплава, например к устройству для получения металлического порошка и/или ковшу для транспортировки жидкого металла (чугуновоз; сталевоз);

Последние располагают .на постановочных для них железнодорожных путях.

Миксер 52 устанавливают на основании!

278321

40 или на шарнире 59, кинематически срединенным с приводом с возможностью периодического наклона миксера в противоположных направлениях в стороны выходов 55 и 56 с возможностью слива 5 расплава из миксера в указанные емкости.

Пример 11. По сравнению с примером 10 в устройстве (фиг.4) к входу 53 миксера 52 через зазор примыкает выход с дозатором емкости 60 для добавочных материалов, например взаимодействующие с элементами расплава (металл и/или шлак) десульфуратор, дефосфоратор, окислитель, восстановитель, легирующий элемент, предпочтительно известь, железорудный концентрат, уголь, цветной металл, редкоземельный элемент. Фурма

6 с соплом 8 расположена соосно с термостатом 2 и установлена (закреплена) на основании и на шарнире с приводом 61 с возможностью периодического подъема и опускания сопла 8

25 до крайних верхнего, нижнего положений.

Пример 12. По сравнению с примером 10 в устройстве (фиг.5) термостат 2 расположен наклонно, предпочтительно, горизонтально между миксером 52 и накопителем 18 с сопряжением с миксером и с примыканием через зазор к емкости. При этом большее основание собирательной воронки

3 сопряжено с выходом 54 для шлака 35 миксера, а большее основание отводного туннеля 5 через зазор примыкает к входу для продуктов обработки расплава в верхней части накопителя

18. Фурма 6 расположена в миксере перед выходом 54 для шлака и установлена на шарнире 61 с приводом с возможностью периодического перемещения фурмы во взаимно перпендикулярных направлениях между крайними поло- 45 жениями сопла 8 и после окончания перемещения в каждом направлении фиксирования последнего в оптимальном положении относительно входа для жидкости собирательной воронки 3 тер- 50 мостата 2.

Пример 13. По сравнению с примером 12 в устройстве (фиг.5) часть стенки термостата 2 выполнена в виде нагревателя (теплообменника) 55 рабочего тела (теплоносителя) тепловой, химической машины, например калорифер или паровой, предпочтительно водотрубный. котел с каналами 62 для циркуляции через них рабочего тела (теплоносителя).

Оптимальным вариантом изготовления устройства является изготовление его по примеру 1 или по примеру 3.

Этот вариант вписывается в технологический поток известных доменных сталеплавильных цехов по переработке жидких, например доменных, шлаков.

Поэтому практическое осуществление предлагаемого устройства не требует больших затрат времени и средств.

Пример 2. Способ обработки, в частности грануляции, расплава, например, доменного шлака при изготовлении устройства rro примеру 2 или

3 от примера 1 отличается тем, что в течение обработки расплава в теплообменник 22 засыпают или через его каналы 25 пропускают (ссыпают) сыпучие продукты (гранулы, порошо ) обработки расплава. Одновременно через вход 23 в теплообменник 22 подают необходимую массу и в последнем наг— ревают рабочее тело (теплоноситель) описанной машины до температуры, достаточной для выполнения рабочего процесса, утилизирующей вторичное тепло расплава тепловой или химической машины. После этого нагретое ра— бочее тело (теплоноситель), например воздух и/или вода, через выход 24 направляют в названную машину и, та— ким путем, компенсируют дефицит тепла при.выполнении последней рабочего процесса, например выработка электроэнергии или восстановление железа из его окислов с последующим использованием отработанного теплоносителя для обогрева (отопления) производственного, жилого помещения.

Например, в теплообменник 22 IIQ дают пресную воду с интенсивностью

15-25 кг/1 т гранулята (порошка) и за счет тепла последнего получают, перегревают водяной пар до температуры выше его критического состояния, предпочтительно в интервале 400500 С, и перегретый пар направляют на рабочие органы паровой (газовой) турбины тепло-электроцентрали (ТЭЦ).

Отработанный пар направляют в конденсатор последнего и конденсат сливают в систему оборотного водоснабжения термостата 2.. Отработанный (мятый) пар направляют в систему циркуляции его через теплообменник 2?!

278321

14 и повторяют описанный цикл утилизации вторичного тепла расплава (перегревают и направляют перегретьп пар на рабочие органы машины). При использовании в качестве рабочего тела (теплоносителя) атмосферного воздуха последний в теплообменнике 22 нагревают до температуры, по технологии достаточной для выполнения рабочего процесса, например, доменной плавки в интервале температур 10001300 С, предпочтительно !200-1250"С, и нагретый воздух направляют в воздухопровод горячего дутья доменной печи.

Пример 3. Способ обработки расплава от описанного примера. 2 отличается тем, что нагретые до высокой температуры (1000-1600 С) газообразные (пар, газ) продукты обработки расплава через выход 14,цля них направляют в теплообменник описанной машины для утилизации вторичного тепла расплава.

Пример 4. Способ обработки расплава при изготовлении устройства по одному из описанных примеров 6-10 от примера I отличается тем, нагретые газообразные продукты обработки расплава через выход 14 собирательной воронки 3, и/или накопитель 18 и вход 23 направляют в теплообменник в виде водотрубного парового котла. Отработанный теплоноситель (мятый. водяной пар) через выход 24 котла направляют в конденсатор последнеro и конденсатор сливают в канализацию 38 системы 39 оборотного водоснабжения устройства. Осаждающуюся в котле 22, пыль через выход периодически выгружают в транспортное средство 20., Перегретый пар из котла 22 по трубопроводу 35 направляют на лопатки турбины 36 с электрогенератором 37 теплоэлектроцентрали.

Пример 5. Способ обработки расплава, от описанного примера 4 отличается тем, что в течение обработки газообразные продукты обработки расплава по байпасному трубопроводу

47 и/или через выход 14 направляют в теплообменник (паровой котел) 22 и/или в дополнительный теплообменник

46. В последнем за счет вторичного тепла расплава рабочее тело (теплоноситель) нагревают до температуры ниже температуры кипения воды, например в интервале 30-95 С.

50

I!0 i5

Л р и м е р 6. Способ обработки расплава от описанного примера 4 отличается тем, что летучие (пар, газ, пыль, брызги) продукты обработки расплава по байпасному трубопроводу 51 из верхней части воронки 3 направляют в верхнюю часть шахты 4. При этом одновременно потоком расплава названные продукты эжектируют в обрабатываемый расплав.

Пример 7. Способ обработки расплава при изготовлении устройства по примеру 8 в виде водомера

Вентури от описанного в примерах

1-6 отличается тем, что в течение слива расплава через термостат 2 посредством манометра 43 измеряют разность (перепад) давления в верхних частях воронки 3 и шахты 4. Результаты измерения автоматически вводят в систему 44 автоматического контроля и управления технологией обработки расплава.

Пример 8. Способ обработки расплава при изготовлении устройства по примеру 10 от описанных примеров

1-7 отличается тем, что с опережени— ем обработки расплава, например, первоначально металл (чугун, сталь), а затем шлак (доменный, сталеплавильный) из желоба. 1 через вход 53 сливают в миксер 52. При этом последний металлом заполняют до уровня выхода 55(56) для металла. Таким образом из последнего создают гидравлический затвор для шлака на пути слива пос— леднего в воронку 3 термостата 2.

После этого посредством привода миксер 52 наклоняют в сторону выхода 55 или 56 для металла и последний из миксера 52 сливают в заблаговременно для этого поставленную емкость, например чугуновозный (сталевозный) ковш или устройство, аналогичное термостату 2 для обработки расплава с получением гранул или металлического порошка. После заполнения металлом ковша приводом наклоняют миксер в противоположном направлении и продоЛжают металл сливать в заблаговременно для этого поставленный другой порожний ковш. Описанный цикл разливки металла в ковши периодически повторяют в течение слива металла в миксер. В момент начала совместного слива металла и плака из желоба 1 в миксер 52 в последнем на поверхности металла накапливают слой шлака не

1278321

16 ниже выхода 54 для последнего и шлак сливают в воронку 3 термостата 2. Таким образом, из шлака создают гидравлический затвор для металла на пути слива шлака из миксера. После или с 5 некоторым опережением окончания слива расплава из желоба 1 приводом устанавливают миксер 52 в исходное для него горизонтальное положение. Таким образом от слива и до слива расплава из желоба 1 в миксере сохраняют гидравлические затворы. Полное опорожнение миксера от расплава осуществляют после слива через миксер 50 тыс. т металла или шлака. 15

Пример 9. Способ обработки расплава при изготовлении устройства по примеру 11 от описанного примера

8 отличается тем, что в течение слива расплава, например, чугуна и/или 20 шлака из доменной печи в миксер 52 через вход 53 из емкости 60 по технологии дополнительной обработки расплава подают необходимый дополнительный материал, предпочтительно известь и/или желез орудный концентрат в стехиометрически достаточном количестве для обессеривания (или обесфосфоривания) металла.

При этом через фурму 6 в металл 30 подают (продувают) технический кислород с интенсивностью, достаточной для компенсации дефицита тепла при осуществлении названных процессов рафинирования металла.

Пример 10 ° Способ обработки расплава при изготовлении устройства по примеру 13 от описанного примера

8(9) отличается тем, что через каналы 62 термостата 2 подают рабочее те- о ло (теплоноситель), например воздух и/или вода, утилизирующей вторичное тепло расплава машины. При этом рабочее тело (теплоноситель) подают с интенсивностью, достаточной для образования на стенках термостата 2 защитного самовосстанавливающегося гарниссажа из компонентов расплава.

Оптимальньп вариантом практического осуществления предлагаемого способа является осуществление его по примеру 2, так как при этом обеспечиваются минимальные затраты средств и времени.

Преимущество предлагаемых способа ф5 обработки расплава и устройства для его осуществления заключается в повьппении качества, в частности, плотности и структуры гранул, в уменьшении влажности последних, а также в утилизации вторичного тепла обрабатываемого расплава в энергетических и/или технологических целях. Это обусловливается оптимизацией температуры расплава путем (с опережением обработки) совместной подачи расплава и его обрабатывающего рабочего тела, в частности воздуха и/или воды, в термастат и в последнем предварительного охлаждения и уменьшения перегрева расплава над его линией соли,цуса, а также за счет того, что нагретые до высокой температуры продукты обработки расплава направляют

II/или расплавом об! екаю- в IIа:"рc- .ва» тельные пабоч;о органы (глемснт!!) теплообменника утилизирующей вторич»ое тепло машиь:. ::.

Ф о p M > JI G H 3 о б p e T c н н я

1. Способ переработки расплава, преимущественно металлургического, путем предварительного охлаждения, последующего диспергирования или литья с одновременным охлаждением и получением твердых и газообразных продуктов и уцаления последних, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения качества продукта, уменьшения удельных .расходов энергии и хладагента и загрязнения окружаю- . щей среды, а также утилизации вторичного тепла, предварительное охлаждение расплава осуществляют до температуры не вьппе его лпквидуса, а охлаждение твердых продуктов производят до точки росы или предварительное охлаждение расплава осуществляют до температуры не выше его ликвидуса, охлаждение твердых продуктов производят до точки росы, а газооб- . разных — до температуры, равной или ниже точки росы.

2. Установка для переработки расплава, преимущественно металлургического, содержащая желоб для подвода расплава, термостат с шахтой и фурмой, диспергатор в виде трубопровода, причем фурма и диспергатор вьп олнены с одним по крайней мере соплом, накопитель в виде сухогрузной или с жидкостью емкости, разгрузочное устройство, отличающаяся тем, что, с целью повьппения качества продукта, уменьшения удельных расходов энергии и хладагента и загрязне17!

278321 ния окружающей среды, а также утилизации. вторичного тепла, желоб, термостат,, фурма, диспергатор, накопитель и разгрузочное устройство или по крайней мере один из них выполнен в 5 виде теплообменника или с отводом из них по крайней мере одного из продуктов переработки в теплообменник,, а термостат снабжен отводным туннелем, .выполненным в виде конуса и расположенным между шахтой и накопителем, причем конус примыкает через зазор или вплотную меньшим основанием к выходу шахты термостата, а большим — к верхней части накопителя, при этом диспергатор установлен по периметру отводного туннеля или со стороны его выхода, а сопла диспергатора направлены под углом внутрь отводного туннеля и выполнены с возможностью изменения угла в вертикальной плоскости в секторе 180.1 2783 21 Риг. 2

127832) 1278321 б7

) 278321

Составитель О.Зорин

Техред Л.Сердюкова

КорректоР М.Демчик

Редактор Н.Гунько

Тираж 640 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 6804/21

ПроизводсТвенно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4