Установка для грануляции жидкого шлака

 

ВСЕСОЮФЧАя

-м 764711

Союз Советскик

Социалистических

Республик

О П И С А U, Ц g

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, свид-ву— (22) Заявлено 02.12.77 (21) 2549790/23-26 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 230980, Бюллетень № 35 (51)M. Кл,з

В 01 J 2/Об С 04 В 5/02

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК 66.099.2 (088.8) Дата опубликования описания 260Я80

В. В. Бодров, А.С. Козлов, В.С.Степанов, О.А.Симонов, В.П.Ефременко, В.В.Ширяев, В. А.Беспалов, А.A ° Àëåøèí и С.Ф.Колода (72) Авторы изобретения

Ждановский металлургический институт (71) Заявитель (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ГРАНУЛЯЦИИ ЖИДКОГО ШЛАКА

Изобретение относится к оборудованию для переработки металлургических расплавов и в частности для грануляции доменных шлаков.

В отечественной промышленности 5 наиболее, широко применяются установки двух типов — бассейновые (шлак сливается в резервуар с водой) и гидрожелобные (вся вода, используемая для грануляции, впрыскивается в 10 шлак). Установки второго типа ис" пользуются и в качестве придоменных.

Известна бассейновая установка, включающая бассейн с водой и краноByto эстакаду с грейферными кРанами., 15

Расплав подвозится шлаковозами, сливается в бассейн и, опускаясь на дно, гранулируется. Граншлак вычерпывается и грузится в транспортные средства грейферами (11 . 20

Бассейновые установки просты, высокопроизводительны, потребляют минимально .возможное количество воды (0,5-0,7 т/т шлака). Вопрос взрывобезопасности при возможном 25 попадании жидкого чугуна решен за ачет увеличения глубины бассейна до

5-6 м (для грануляции шлака без чугуна достаточно иметь глубину

0,8-1,2м). 30

Недостатки бассейновых установок высокая влажность граншлака (поряд-. ка 30%), невозможность локализации парогазовых выделений из-за выгрузки продукта грейферами и невозможность автоматизации технологического процесса (выгрузка граншлака).

Гидрожелобные установки включают приемную воронку, расположенную под ней водяную форсунку, желоб, участок обезвоживания гранулята: систему водоснабжения и средства для перегрузки граншлака.

Сливаемый в приемную воронку расплав гранулируется водой высокого давления, граншлак транспортируется по желобу потоком воды к участку обезвоживания и после вылеживания перегружается в транспортные средства грейферными кранами или экскаватором

С целью исключения взрывоопасной ситуации расход воды на грануляцию составляет в среднем 3 т/т шлака.

При этом шлаковый расплав, даже содержащий до 30% чугуна, практичес- . ки мгновенно гранулируется.

Установки получили распространение иэ-за меньшей влажности граншлака (8-12%).

764711

Наиболее существенные недостатки гидрожелобных установок — высокий расход воды — приводит к необходимости иметь оборотный цикл водоснабжения с каналаМи, трубопроводаМи, отстойниками и насосами, зарастаю= щими солями гипса и эабивающимися шламом, трудоемких в обслуя<ивании и снижающих производительность установки в целом, трудность локализации парогаэовых выделений и повышенное количество обслуживающего персонала ® (перегрузка граншлака, очистка системы водоснабжения).

Известна установка, включающая . бассейновую установку, гидрожелоб с насосной станцией и частично погру- Я женный в воду бассейна кожух с паро отводом.

Расплав гранулируется водой высокого давления, перекачиваемой насосами иэ бассейна в гидрожелоб. Пульпа щ падает в бассейн, граншлак вычерпывается грейферами (2), Недостатки данной установки высокая влажность граншлака и крановая уборка продукта.

Известна так же установка для грануляции шлака, содержащая заполненный водой вращающийся барабан с укрепленными на его внутренней поверхности ковшами, шлаковый желоб, введенный через полую цапфу внутрь 30 барабана и водяную форсунку с соплом (3) .

Сливаемый в гидрожелоб расплав гранулируется водой высокого давления, пульпа стекает в барабан, гран- 35 шлак .вычерпывается иэ воды ковшами и пересыпается в сушильную камеру, где дополнительно отделяется от воды и подсушивается при скольжении по горячей поверхности камеры. 40

Парогазовые выделения выходят из сушильной камеры и направляются на очистку или в трубу. Высыпающийся иэ сушильной камеры граншлак транспортерами погружается в транспортные средства. В принципе технологический процесс поддается àвтоматиэации.

По условиям взрывобезопасности расход воды в гидрожелоб должен быть таким же, как и в обычных гидрожелобных установках (порядка 2,5-3 т/т 50 шлака), т.е. основным недостатком известного устройства является

" высокий расход воды, а следовательно — сложность системы оборотного водоснабжения и тру- 55 доемкость обслуживания. Кроме того, наличие специальной сушильной ка- меры для уменьшения влажности переохлажденного большим количеством технической воды граншлака существейно усложняет конструкцию установкиК чйслу основных критериев оценки " качества гранустановок относятся взрывобеэопасность, влажность гранф

I шлака, расход воды, возможность локализации (а следовательно и очистки), царогазовых выделений.

На дне подвозимых к гранустановке шлаковых ковшей нередко имеется жид кий чугун, поэтому при кантовке ковшей ведется наблюдение за сливом.

При появлении в струе сливаемого расплава искр, указывающих на наличие чугуна, ковши поднимаются, и.слив прекращается,но от начала стекания в гранустановку чугуна до прекращения слива проходит 5-15 с. Наблюдение за сливом расплава затруднено обильными парогазовыми выделениями.

Взрывоопасность возникает при попадании некоторой массы расплава, особенно жидкого чугуна, на мокрую твердую газопроницаемую.поверхность, следовательно, установка должна обеспечивать дробление струи расплава на капли и охлаждение этих капель до взаимодействия их с поверхностью днища или желоба.

Наличие в граншлаке остаточной влаги приводит к затратам на ее транспортировку {в СССР за год перево зится воды в граншлаке более 6 млн.т) и подсушку у потребителя. В зимнее время влага приводит к смерэанию граншлака, к оледенению железнодорожного полотна и букс вагонов. ГОСТом ограничивается влажность в пределах

109

B процессе грануляции вода расходуется на испарение при охлаждении шлака с 1500 С до 100ОC и на остаточную влажность гран алака. Минимальный расход воды составляет 0,50,7 т/т шлака. Подача в установку воды сверх указанного количества приводит и необходимости организации оборотного цикла водбснабжения. Системы оборотного водоснабжения дороги, трудоемки в обслуживании и ненадеж-, ны в работе.

При химическом взаимодействии воды со шлаком образуются и уходят:":.:— вместе с паром сернистые газы. Паь рогазовые выделения возможно локализировать только при грануляции расп лава внутри закрытой емкости.

Цель изобретения — снижение расхода воды на грануляцию и.упрощение

1 конструкции установки.

Поставленная цель достигается эа счет того, что шлаковый желоб, введенный через полую цапфу внутрь частично эаполненйого водой барабана с ковшами, имеет продольное щелевое отверстие для.слива шлака, а водяная форсунка. введена внутрь барабана и установлена таким образом, что ее горизонтальное щелевое сопло направлено под начальный участок щелевого отверстия s желобе.

При этом апак, сливаемый в прием ную воронку шлакового желоба, течет пб желобу внутрь вращающегося бара764711 на гранулы и летит выше уровня воды в барабане 1. Порядка 70% шлака стекает в воду, гранулируется .так же, как в обычном бассейне и вычерпывается ковшами б барабана 1.

В процессе вычерпывания вода частично отделяется от граншлака, вытекая через отверстия в ковшах.

Поверх этого шлака забрасываются раскаленные гранулы, образовавшиеся в результате дробления расплава струей воды из форсунки 10.

Поднимаясь в верхнюю часть барабана 1, граншлак пересыпается на разгрузочный лоток 8 и транспортируется к уборочному конвейеру 14.

Известно, что слив металла сплошной струей в неглубокий бассейн с водой может привести к взрыву. В предложенной установке сливаемый металл обязательно попадает в зону действия струи воды из форсунки 10 и разбивается. на гранулы. При этом полностью исключается вероятность взрыва.

Во время грануляции доменного шлака его тепло расходуется на нагрев до кипения и на испарение воды. При этом испаряется порядка 0,5 т воды на тонну шлака. Такое же количество воды подается через форсуику 10. Необходимое количество воды определяется по постоянству уровня воды в барабане 1 с помощью датчика 15.

Образующиеся в процессе грануляции парогазовые выделения удаляются через трубу 12.

РегулирОвание влажности граншлака - —— воэможно изменением скорости вращения барабана, т.е. изменением длительности охлаждения шлака в воде.

Таким образом, применение в установке шпакового желоба со щелеобразным сливным отверстием на нижнем конце, расположение его таким образом, чтобы сливная щель желоба находилась во внутренней полости барабана и расположение целевой форсунки против начального участка сливного отверстия шлакового желоба позволяют полностью исключить взрывоопасность, расходовать воды на грануляцию ровно столько, сколько ее испаряется, получать практически сухой граншлак за счет тепла самого шлака.

Формула изобретения

Установка для грануляции жидкого шлаке, включающая заполненный водой вращающийся барабан с укрепленными на его внутренней поверхности ковшами, шлаковый желоб, введенный через полую цапфу внутрь барабана, и водяную форсунку с соплом, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения расхода воды и упрощения конструкции, шлаковый желоб выполнен с продольным щелевым бана, вылив аетс я через щеле вое отверстие в воду, самопроизвольно гранулируется, непрерывно вычерпывается из воды ковшами барабана и пересыпается через бункер и течку на уборочный транспортер, находящийся за пределами барабана. Часть выливаемого шлака попадает в зону действия струи воды высокого давления, подаваемой через водяную форсунку взамен испаряющейся воды, гранулируется и забрасывается в раскаленном состоянии поверх вычерпываемого ковшами основного количества граншлака.

Если вместе со шлаком в шлаковый желоб сливается чугун, то последний, имея в два раза больший удельный вес, течет ниже шлака и, выливаясь через начальный участок щелевого сливного отверстия желоба, неизбежно.попадает в зону действия струи воды высокого 20 давления и принудительно гранулируется. Таким образом, обеспечивается взрывобеэопасность установки при малой (порядка одного метра) глубине бассейна, образованного нижней частью вращающегося барабана, т.е ° размеры барабана могут быть ограничены в ра . зумных пределах °

На фиг. 1 схематически показана установка, горизонтальный разрез; на фиг. 2 †. то же, вертикальный разрез.

Основу установки составляет барабан 1, полые цапфы 2 которого расположены на роликоопорах 3. Задняя цап фа 2 имеет шестерню 4, входящую в открытую пару с шестерней привода 5 вращения барабана, обрудованного перфорированными ковшами б для непрерывного удаления граншлака. Внутри барабана 1 пропущены опорные балки 7,. 40 на которых смонтирован разгрузочный лоток 8. Через переднюю цапфу 2 внутрь барабана введен шлаковый желоб 9 и форсунка 10 для подачи воды высокого давлениЯ. С целью .локализа- 4з ции парогаэовых выделений к передней цапфе 2 с минимально возможным зазором придвинута заслонка 11, а к задней цапфе - труба пароотвода 12, оборудованная клапаном 13 для пересыпа- ® ния граншлака на уборочный транспортер 14.

Интенсивность подачи воды на грануляцию регулируется датчиком 15 уровня воды (например, поплавковым). Работа устройства осуществляется 55 следующим образом.

Жидкий шлак с температурой 14001500 С иэ шлаковоэа сливается на шлаковый желоб 9 и, попадая внутрь барабана 1, вытекает через продольное @ отверстие в нижнем конце желоба 9..

Форсунка 10 установлена относительно шлакового желоба 9 так, что порядка

30% стекающего шлака попадает в зону действия струи воды, разбивается у

764711 сливным отверстием, водяная форсунка выполнена с горизонтальным щелевым соплом, расположенным под начальным участком сливного отверстия шлакового желоба.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Довгопал В.И. Использование шлаков черной металлургии. М., 1969, с. 33-46.

2."Черная металлургия"- Бюллетень

МТИ,М.,"Черметинформация", 1977, Ф б (794) с.8.

3."Черная металлУргия". - Бюллетень НТИ, М., "Черметинформация", 1976, 9 11 (775) с.бО (прототип).

Филиал ППП Патент г. Ужгород, ул. Проектная,4