Установка для грануляции расплава шлака

Авторы патента:

C04B5/00 - Обработка расплавленного шлака (производство шлаковой ваты C03B; в производстве или для производства металлов C21B;C22B); искусственные камни из расплавленного шлака (механические аспекты B28B 1/54)

Владельцы патента RU 2497765:

Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт металлургической теплотехники" (ОАО "ВНИИМТ") (RU)
Зайнуллин Лик Анварович (RU)

Установка для грануляции расплава шлака. Может быть использована в припечной грануляции расплава шлака. Установка содержит шлаковый желоб, гидрогранулятор, обезвоживатель карусельный, эрлифт шлаковый, установленный в камере, которая в нижней и верхней части соединена с приемным бункером-отстойником шлака, камеру осветленной воды, соединенную вверху с камерой шлакового эрлифта, в камере осветленной воды установлен водяной эрлифт с воздушной насадкой и труба подачи подпиточной воды в установку. Отличается тем, что выходной конец трубы подачи подпиточной воды подведен к всасу водяного эрлифта соосно, всас водяного эрлифта выполнен в виде сопла Лаваля. Технический результат: повышение экономичности работы водяного эрлифта путем использования имеющегося потенциала подпиточной воды для охлаждения грануляционной воды и ее давления для эжектирования оборотной воды перед всасом водяного эрлифта. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано в припечной грануляции расплава шлака.

Известна установка для грануляции расплавленного шлака, (SU 529132, публ. 25.09.1976 г.) [1]. Установка содержит шлаковый желоб, под желобом расположен гидрогранулятор и приемный бункер-отстойник с переливным устройством, шлаковый эрлифт с камерой. Эрлифт соединен с обезвоживателем карусельного типа, а под переливным устройством расположена камера осветленной воды. Камера осветленной воды соединена насосами с гидрогранулятором. К недостаткам этой установки относится низкая надежность работы насосов в загрязненной воде и отсутствие охлаждения оборотной воды. Из-за большого содержания взвешенных частиц часто выходят из строя сальники насосов, изнашиваются рабочие колеса и другие элементы водяного тракта. Кроме того, насосный узел занимает отдельное помещение, что требует больших капитальных затрат. При высокой температуре воды (до 100°С) его сложно обслуживать и обеспечивать безопасность.

Наиболее близким аналогом к изобретению является установка для гранулирования расплавленного шлака (SU 961287, публ. 23.06.1986 г.) [2]. Установка содержит шлаковый желоб, расположенный под ним гидрогранулятор, шлаковый эрлифт с камерой. Камера шлакового эрлифта соединена в нижней части наклонным каналом с бункером-отстойником, через переливную стенку - с камерой осветленной воды. В камере осветленной воды установлен водяной эрлифт, а в камере шлакового эрлифта - опускная труба с открытыми торцами. Верхний торец опускной трубы расположен выше переливной стенки, а нижний - выше наклонного канала. Бункер-отстойник в верхней части на уровне переливной стенки выполнен с отверстием, соединенным с опускной трубой.

При относительно небольшом заглублении водяного эрлифта, наблюдается его недостаточная эффективность. Для обеспечения необходимого давления воды перед гранулятором требуется большее заглубление эрлифта и, соответственно, увеличение капитальных затрат. Давление подпиточной воды, доходящей до 500-600 кПа в трубопроводе и низкая температура ее (20-25°С) для охлаждения воды, непосредственно подаваемой в гранулятор, не используются.

Новый технический результат, достигаемый заявленным изобретением, заключается в повышении экономичности работы водяного эрлифта путем использования имеющегося потенциала подпиточной воды для охлаждения грануляционной воды и ее давления для эжектирования оборотной воды перед всасом водяного эрлифта.

Заявлена установка для грануляции расплава шлака, содержащая шлаковый желоб, гидрогранулятор, обезвоживатель карусельный, эрлифт шлаковый, установленный в камере, которая в нижней и верхней части соединена с приемным бункером-отстойником шлака, камеру осветленной воды, соединенной вверху с камерой шлакового эрлифта, в камере осветленной воды установлен водяной эрлифт с воздушной насадкой и труба подачи подпиточной воды в установку. Установка отличается тем, что выходной конец трубы подачи подпиточной воды подведен к всасу водяного эрлифта соосно, всас водяного эрлифта выполнен в виде сопла Лаваля.

Подведение выходного конца трубы подпиточной воды к всасу водяного эрлифта соосно позволяет использовать имеющийся напор воды (до 600 кПа) для создания дополнительного подпора с тем, чтобы создать дополнительный напор и разогнать всасываемый эрлифтом поток оборотной воды. Это повысит эффективность работы и КПД эрлифта и будет способствовать энергосбережению. Всас водяного эрлифта в виде сопла Лаваля, имеющего сужающиеся и расширяющиеся участки, позволит наиболее эффективно использовать энергию подпиточной воды для создания дополнительного напора перед эрлифтом, что увеличивает и производительность и КПД эрлифта. Кроме того, подпиточная вода имеет температуру 20°С, а оборотная вода - около 90°С. Подача более холодной воды во всас эрлифта обеспечит снижение температуры грануляционной воды, что благоприятно скажется на скорости охлаждения частиц шлака и приведет к повышению их гидравлической активности.

Для наиболее эффективной работы гидрозатвора воздушная насадка водяного эрлифта выполнена с возможностью ввода воздуха по кругу на расстоянии от всаса, составляющим от 1,0 до 1,5 диаметров подъемной трубы, через кольцевую щель шириной от 0,1 до 0,15 диаметра подъемной трубы. Нижняя граница расстояния от всаса для ввода воздуха определяет то, что при пульсациях потока воздух не будет выбиваться через всас обратно в камеру осветленной воды. Верхняя граница этого расстояния ограничена необходимостью максимально эффективного использования имеющегося статического напора воды, соответствующего заглублению, который определяется как высота от уровня воды до кольцевой щели для ввода воздуха. Диапазон изменения ширины кольцевой щели для ввода воздуха определяет равномерность ввода воздуха в подъемную трубу и устойчивость выбранного режима работы эрлифта при минимально допустимом расходе воздуха. Это обеспечивает эффективный энергосберегающий режим эксплуатации данного вида оборудования.

В частном случае исполнения установка снабжена вспомогательным насосом с производительностью, равной от 0,1 до 0,2 производительности водяного эрлифта, насос подсоединен всасом к камере осветленной воды, а напором - к трубе подачи подпиточной воды к всасу водяного эрлифта. Подпиточная вода не может быть произвольно увеличена из-за возможного перелива ее избытка, а вспомогательный насос небольшой производительности увеличивает подачу оборотной воды на всас эрлифта и позволяет поднять эффективность работы и КПД эрлифта за счет незначительных затрат электроэнергии на перекачку оборотной воды. Кроме того, такая схема позволяет повысить надежность системы водоснабжения на грануляцию шлака.

На фиг.1 изображена схема установки, на фиг.2 - фрагмент присоединения трубы подачи подпиточной воды к всасу водяного эрлифта. Установка содержит шлаковый желоб 1, расположенный под ним гидрогранулятор 2, бункер-отстойник 3. Бункер - отстойник 3 соединен с камерой 8 шлакового эрлифта 9 в нижней части наклонным каналом 4, а в верхней части отверстием 6, соединенным с опускной трубой 7. Камера 8 шлакового эрлифта 9 и камера 10 осветленной воды, где установлен водяной эрлифт 11, разделены стенкой 5. Бункер - отстойник 3 снабжен вытяжной трубой 12. Шлаковый эрлифт 9 соединен с обезвоживателем 13 и снабжен трубой водяного взмучивания шлака 14. Водяной эрлифт 11 через водонапорный бак 19 соединен с гидрогранулятором 2 и снабжен трубой 15 подвода подпиточной воды к всасу эрлифта 11. Труба подпиточной воды 15 посредством напорной трубы 16 соединена со вспомогательным насосом 17. Воздушная насадка 20 эрлифта 11 снабжена всасывающим патрубком 21, выполненным в виде сопла Лаваля длиной h_г с образованием зазора δ, представляющего собой кольцевую щель шириной от 0,1 до 0,15 диаметра D подъемной трубы эрлифта 11.

Установка работает следующим образом. Расплавленный шлак поступает по шлаковому желобу 1, раздрабливается водой, вытекающей из гранулятора 2, охлаждается и осаждается в бункере-отстойнике 3. Через нижний наклонный канал 4 граншлак поступает в камеру 8 шлакового эрлифта 9, который перекачивает его в обезвоживатель 13. Образующийся пар отводится вытяжной трубой 12 в атмосферу. Оборотная вода из бункера-отстойника 3 попадает по каналу 4, отверстию 6 и опускную трубу 7 в камеру 8 шлакового эрлифта 9 и через переливную стенку 5 перетекает в камеру 10 осветленной воды, откуда забирается водяным эрлифтом 11 и снова подается через водонапорный бак 19 в гидрогранулятор 2. Подпиточная вода по трубе 15 подается к всасу 21 водяного эрлифта 11, одновременно в воздушную насадку 20 водяного эрлифта 11 поступает сжатый воздух, который через кольцевую щель шириной δ попадает в подъемную трубу эрлифта 11. Вода, поступающая по трубе 15 в сопло Лаваля 21, интенсивно эжектирует оборотную воду во всас эрлифта 11 и таким образом создает дополнительный напор воды, повышающий эффективность работы и КПД эрлифта 11. Одновременно подпиточная вода, подаваемая по трубе 15 прямо во всас эрлифта 11, способствует охлаждению оборотной воды. Следует отметить, что охлаждению воды способствует и сжатый воздух, под действием которого осуществляется движение и подъем воды на необходимую высоту.

Таким образом, основными преимуществами предлагаемой установки являются повышение эффективности работы и КПД эрлифта, дополнительное охлаждение оборотной воды путем смешения с холодной подпиточной водой с одновременным использованием накопленной энергии давления подпиточной воды и дополнительного насоса путем создания эжектирующего эффекта на всасе эрлифта.

1. Установка для грануляции расплава шлака, содержащая шлаковый желоб, гидрогранулятор, обезвоживатель карусельный, эрлифт шлаковый, установленный в камере, которая в нижней и верхней части соединена с приемным бункером-отстойником шлака, камеру осветленной воды, соединенной вверху с камерой шлакового эрлифта, в камере осветленной воды установлен водяной эрлифт с воздушной насадкой и труба подачи подпиточной воды в установку, отличающаяся тем, что выходной конец трубы подачи подпиточной воды подведен к всасу водяного эрлифта соосно, всас водяного эрлифта выполнен в виде сопла Лаваля.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что воздушная насадка водяного эрлифта выполнена с возможностью ввода воздуха по кругу на расстоянии от всаса, составляющем от 1,0 до 1,5 диаметров подъемной трубы, через кольцевую щель шириной от 0,1 до 0,15 диаметра подъемной трубы.

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена вспомогательным насосом с производительностью, равной от 0,1 до 0,2 производительности водяного эрлифта, насос подсоединен всасом к камере осветленной воды, а напором - к трубе подачи подпиточной воды, подведенной к всасу водяного эрлифта.

Изобретение относится к металлургической промышленности и может быть использовано при переработке металлургических шлаков. Устройство для переработки жидких шлаков содержит разделитель потока расплава шлака, водоохлаждаемые валки, приемник готового продукта.

Способ извлечения латуни, оксида цинка и оксида меди из шлака латунного литейного производства // 2415187

Изобретение относится к способу извлечения латуни, оксида цинка и оксида меди из шлака латунного литейного производства. .

Комплекс для извлечения латуни, оксида цинка и оксида меди из шлака латунного литейного производства // 2415186

Изобретение относится к комплексу для извлечения латуни, оксида цинка и оксида меди из шлака латунного литейного производства. .

Состав для стабилизации распадающегося металлургического шлака // 2402498

Изобретение относится к металлургической промышленности, в частности, касается стабилизации металлургических шлаков, подверженных распаду. .

Способ обработки шлака после его выхода из металлургической емкости и устройство для его осуществления // 2359930

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при переработке металлургических шлаков. .

Способ получения неметаллической отливки // 2284976

Установка для переработки доменного шлакового расплава // 2169714

Изобретение относится к производству строительных материалов из шлаковых расплавов как непосредственно у печи, так и за пределами доменного цеха. .

Способ производства пуццоланов, синтетических доменных шлаков, белитных или алитных клинкеров, а также чугунных сплавов из окисных шлаков, а также устройство для его осуществления // 2146716

Изобретение относится к способу производства пуццоланов, синтетических доменных шлаков, белитных или алитных клинкеров, а также чугунных сплавов из окисных хромистых шлаков, при котором окисные жидкие шлаки восстанавливают с помощью расплава чугуна, причем в расплав чугуна с помощью фурм вдувают углерод для поддержания содержания углерода в пределах от 2,5 до 4,6 вес.%.

Установка по переработке отходов металлургического производства // 2139359

Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к установкам по переработке отходов металлургического производства и может быть использовано как в металлургических переделах (при спекании агломерационной шихты, в доменном и литейном производствах, в сталеплавильных агрегатах), а также для производства шлака в строительстве.

Способ и установка для получения шлакопемзового гравия // 2104975

Изобретение относится к металлургической промышленности и может быть использовано при производстве легких заполнителей для бетонов из доменных шлаков. .

Глазурь // 2515767

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и касается составов глазурей для нанесения на керамическую плитку, кирпич. Глазурь включает, мас.%: свинцовый глет 40-45; молотое стекло 5-10; молотый малахит 5-10; кварцевый песок 28-32; оксид цинка 3-7; борат кальция 5-10. Техническим результатом изобретения является повышение морозостойкости глазури. Морозостойкость глазури составляет 110-120 циклов. Компоненты смешивают и сплавляют при температуре 1430-1490°С. Суспензию наносят в виде тонкого слоя на поверхность обожженных керамических изделий и обжигают вторично при температуре 1100-1180°C. 1 табл.

Способ обработки и установка для обработки высокотемпературного твердого сталеплавильного шлака // 2530914

Изобретение относится к области металлургии, в частности к обработке высокотемпературного твердого сталеплавильного шлака. Устройство содержит рабочий барабан, питающий барабан, поднимаемую гидравлическую опору, поддерживающее устройство и приводное устройство. Рабочий барабан в осевом направлении последовательно соединен с питающим барабаном. Внутри рабочего барабана размещены средства охлаждения и дробления шлака и распылительная труба. Способ обработки высокотемпературного твердого сталеплавильного шлака с использованием указанного устройства обеспечивает однократную загрузку шлака с проведением его многостадийной обработки. Использование изобретения обеспечивает экологически безвредную обработку высокотемпературного твердого сталеплавильного шлака. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 8 ил.

Бактерицидный материал // 2538711

Изобретение относится для стерилизации материалов, в частности к химическим средствам борьбы с микроорганизмами. Задачей изобретения является расширение сырьевых ресурсов для бактерицидных материалов. Поставленная задача решается применением конечного шлака, образующегося при производстве феррованадия алюмино-силикотермическим способом в качестве бактерицидного материала. 1 табл.

Способ извлечения фосфора и кальция и смесь, полученная этим способом // 2618004

Изобретение относится к извлечению фосфора и кальция из сталеплавильного шлака. Способ извлечения фосфора и кальция из сталеплавильного шлака, включающий приведение сталеплавильного шлака в контакт с водным раствором, содержащим 30 частей на миллион или более диоксида углерода, для элюирования фосфора и кальция, содержащихся в сталеплавильном шлаке, в водный раствор, и затем удаление диоксида углерода из водного раствора для осаждения смеси, содержащей соединение фосфора и соединение кальция. Смесь, полученная указанным выше способом, содержащая соединение фосфора и соединение кальция, где содержание фосфора 1% вес. или более в пересчете на атомы. Изобретение развито в зависимых пунктах формулы. Технический результат – снижение стоимости способа и получение смесей, содержащих соединения фосфора и кальция. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 3 ил., 6 табл., 5 пр.

Установка и способ стабилизации и инертизации шлака, получаемого при производстве стали на сталелитейных заводах и в доменных печах // 2633456

Группа изобретений относится к способу обработки шлаков, образующихся при производстве стали на сталелитейных заводах и в доменных печах. Способ стабилизации и инертизации шлака включает в себя фазы введения компонентов в смесительное устройство и этапы, на которых размалывают шлак в устройстве для измельчения с получением измельченного шлака в виде твердых частиц. Активируют смесительные средства смесительного устройства. Заливают в смесительное устройство первое количество воды. Ожидают в течение первого периода времени Т1, начинающегося с завершения заливки первого количества воды. Загружают измельченный шлак в смесительное устройство. Ожидают в течение второго периода времени Т2, начинающегося с завершения загрузки шлака в смесительное устройство. Загружают в смесительное устройство гидравлическое вяжущее вещество. Ожидают в течение третьего периода времени Т3, начинающегося с завершения загрузки гидравлического вяжущего вещества. Загружают в смесительное устройство разжижающую добавку. Ожидают в течение четвертого периода времени Т4, начинающегося с завершения загрузки разжижающей добавки. Заливают в смесительное устройство второе количество воды. Ожидают в течение пятого периода времени Т5, начинающегося с завершения заливки второго количества воды. Извлекают смешанный продукт из смесительного устройства и выдерживают смешанный продукт в течение шестого периода времени Т6 или времени созревания в емкости для хранения с возможной непрерывной или периодической вибрацией с получением инертного и зрелого продукта, основанного на шлаке. Извлекают из емкости для хранения инертный и зрелый продукт. Размалывают в устройстве для дробления с целью достижения определенных размеров инертного и зрелого продукта. При этом относительно общего количества компонентов, загружаемых в смесительное устройство, вводят общее количества воды, соответствующее сумме первого и второго количеств воды. Вводят шлак, гидравлическое вяжущее вещество и разжижающий агент. Техническим результатом является повышение качества получаемого продукта. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 табл.