IT9022381A1 - DEVICE TO DEHYDRATE THE SLAG SAND - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE DESCRIPTION
La presente invenzione riguarda un dispositivo per disidratare la sabbia di scoria e, in particolare, la sabbia di scoria d'altoforno trovantesi in un recipiente di raccolta. The present invention relates to a device for dehydrating slag sand and, in particular, slag sand from blast furnaces located in a collecting vessel.
Allo stato attuale della tecnica, la scoria scaricantesi da un forno verticale, ad esempio un altoforno, è raffreddata mediante getti d'acqua uscenti da ugelli in modo da trasformare la scoria liquida in sabbia di scoria più o meno fine. Per poter utilizzare efficacemente tale sabbia di scoria, la miscela di sabbia di scoria e d'acqua risultante dalla polverizzazione precitata e formante la pasta di scoria deve essere disidratata il più possibile. In the current state of the art, the slag discharging from a vertical furnace, for example a blast furnace, is cooled by means of jets of water coming out of nozzles so as to transform the liquid slag into more or less fine slag sand. In order to be able to use this slag sand effectively, the mixture of slag sand and water resulting from the aforementioned pulverization and forming the slag paste must be dehydrated as much as possible.
Questa disidratazione ha luogo, allo stato attuale della tecnica, essenzialmente realizzando sezioni di pareti di un recipiente di raccolta per la sabbia di scoria bagnata sotto forma di superfici filtranti permeabili all'acqua. A tal fine, le pareti laterali verticali, ad esempio di un recipiente di raccolta cilindrico, possono essere costituite completamente o parzialmente da superfici filtranti, o anche unicamente dalla zona di uscita conica di un recipiente di questo tipo. This dehydration takes place, in the current state of the art, essentially by making wall sections of a collecting vessel for the wet slag sand in the form of water-permeable filter surfaces. To this end, the vertical side walls, for example of a cylindrical collection vessel, can be made up completely or partially of filtering surfaces, or even solely of the conical outlet area of a vessel of this type.
Nel primo caso, le superfici filtranti possono essere relativamente estese, ma la parte della sabbia di scoria che si trova nella zona dì uscita inferiore, ad esempio di forma conica, rimane non disidratata mentre, nel secondo caso, si verifica sì una disidratazione di questa parte, ma le superfici filtranti rimangono relativamente limitate. In entrambi i casi, ma tuttavia più particolarmente nel secondo, le superfici filtranti sono sottoposte a rilevanti sollecitazioni di pressione meccanica da parte del contenuto del recipiente, per cui queste sezioni di pareti filtranti devono essere realizzate in modo da risultare sufficientemente resistenti e sono quindi molco costose. In the first case, the filtering surfaces can be relatively large, but the part of the slag sand that is in the lower outlet area, for example of a conical shape, remains not dehydrated while, in the second case, dehydration of this occurs. part, but the filter surfaces remain relatively limited. In both cases, but nevertheless more particularly in the second, the filtering surfaces are subjected to significant mechanical pressure stresses by the contents of the container, so that these sections of filter walls must be made in such a way as to be sufficiently resistant and are therefore very strong. expensive.
Un inconveniente particolarmente grave, proprio delle due forme di realizzazione (come pure di una combinazione dei due metodi), consiste nel fatto che le superfici filtranti precitate sono ostruite dalla fanghiglia di scoria dopo una utilizzazione relativamente breve e divengono quindi inefficaci. Per liberare le superfici filtranti, lo stato attuale della tecnica ha fatto ricorso alla proiezione d’acqua dall'esterno verso l'interno del recipiente ad esempio tramite ugelli, attraverso superfici filtranti. A particularly serious drawback, typical of the two embodiments (as well as of a combination of the two methods), consists in the fact that the aforementioned filtering surfaces are obstructed by the slag slag after a relatively short use and therefore become ineffective. To free the filtering surfaces, the current state of the art has resorted to the projection of water from the outside to the inside of the container, for example through nozzles, through filtering surfaces.
Per evitare tale inconveniente caratteristico dello stato attuale della tecnica, la presente invenzione ha quindi come oggetto quello di proporre un dispositivo per disidratare la sabbia di scoria del tipo precitato che consenta, senza nessuna superficie filtrante, di realizzare un effetto di disidratazione massimo e costante. In order to avoid this characteristic drawback of the current state of the art, the present invention therefore has as its object that of proposing a device for dehydrating slag sand of the aforementioned type which allows, without any filtering surface, to achieve a maximum and constant dehydration effect.
Tale risultato è ottenuto grazie ad un dispositivo del tipo precitato, caratterizzato dal fatto che l'orifizio di uscita inferiore del recipiente di raccolta sbocca in una tramoggia di uscita montata dopo quest'ultimo ed il cui diametro nella zona dell'orifizio di uscita inferiore precitato è superiore al diametro di tale orifizio di uscita del recipiente di raccolta ed il cui bordo superiore è situato al di sopra del bordo di uscita inferiore del recipiente di raccolta in modo da formare, tra l'orifizio di uscita precitato ed il bordo superiore precitato, un passaggio anulare libera per l'acqua di disidratazione scorrente al di sopra del bordo superiore preci tato . This result is obtained thanks to a device of the aforementioned type, characterized in that the lower outlet orifice of the collection container opens into an outlet hopper mounted after the latter and whose diameter in the aforementioned lower outlet orifice area is greater than the diameter of this outlet orifice of the collection container and whose upper edge is located above the lower outlet edge of the collection container so as to form, between the aforementioned outlet orifice and the aforementioned upper edge, a free annular passage for the dewatering water flowing over the aforementioned upper edge.
Esempi di realizzazione dell'invenzione sono rappresentati dalle figure e saranno descritti più dettagliatamente in seguito. Examples of embodiments of the invention are represented by the figures and will be described in more detail below.
Queste figure rappresentato rispettivamente: These figures represented respectively:
la figura 1 una sezione longitudinale schematica in un primo esempio di realizzazione dell'invenzione con una tramoggia di uscita essenzialmente conica; Figure 1 is a schematic longitudinal section in a first embodiment of the invention with an essentially conical outlet hopper;
la figura 2 una sezione longitudinale schematica in un secondo esempio di realizzazione dell'invenzione analogo a quello di figura 1 ma con una tramoggia di uscita doppia disposta in serie; Figure 2 is a schematic longitudinal section in a second embodiment of the invention similar to that of Figure 1 but with a double outlet hopper arranged in series;
la figura 3 una sezione longitudinale schematica in un terzo esempio di realizzazione analogo a quello di figura 1 ma comprendente inoltre una valvola di chiusura basculante per l'uscita del recipiente; Figure 3 is a schematic longitudinal section in a third example of embodiment similar to that of Figure 1 but also comprising a tilting closure valve for the outlet of the container;
la figura 4 una sezione longitudinale schematica in un quarto esempio di realizzazione dell'invenzione con una disposizione cilindro-conica della tramoggia di uscita; Figure 4 is a schematic longitudinal section in a fourth embodiment of the invention with a cylindrical-conical arrangement of the outlet hopper;
la figura 5 una sezione longitudinale schematica in un quinto esempio di realizzazione dell'invenzione analogo a quello della figura 4, ma con un ingrandimento conico dell'uscita del recipiente di raccolta; figure 5 is a schematic longitudinal section in a fifth embodiment of the invention similar to that of figure 4, but with a conical enlargement of the outlet of the collecting vessel;
la figura 6 una sezione longitudinale schematica in un sesto esempio di realizzazione dell’invenzione, costituito essenzialmente da una combinazione degli esempi realizzativi rappresentati nelle figure 1 e 5; figure 6 a schematic longitudinal section in a sixth example of embodiment of the invention, essentially consisting of a combination of the embodiment examples shown in figures 1 and 5;
la figura 7 una sezione longitudinale schematica in un sesto esempio di realizzazione dell'invenzione, con una tramoggia di uscita regolabile in altezza. Figure 7 is a schematic longitudinal section in a sixth embodiment of the invention, with a height-adjustable outlet hopper.
La figura 1 rappresenta la parte inferiore di un recipiente di raccolta 8, ad esempio cilindrico, per la sabbia di scoria da disidratare, con un'uscita inferiore 10 preferibilmente conica. (La sabbia di scoria riempimente il recipiente 8 non è rappresentata in figura). L'orifizio di uscita 12 dell'uscita 10 è circondato da una tramoggia di uscita a valle 14 avente pure una forma essenzialmente conica. Il diametro dell'uscita 10 nella sua parte inferiore e della tramoggia dell'uscita 14 sono scelti in modo da creare tra i due elementi un gioco o spazio anulare conico 16 mentre il bordo superiore 18 della tramoggia di uscita 14 è situato più in alto del bordo inferiore dell'orifizio di uscita 12. Figure 1 represents the lower part of a collecting vessel 8, for example cylindrical, for the slag sand to be dewatered, with a preferably conical lower outlet 10. (The slag sand filling the vessel 8 is not shown in the figure). The outlet orifice 12 of the outlet 10 is surrounded by a downstream outlet hopper 14 also having an essentially conical shape. The diameter of the outlet 10 in its lower part and of the outlet hopper 14 are chosen so as to create a conical annular clearance or space 16 between the two elements, while the upper edge 18 of the outlet hopper 14 is located higher than the lower edge of the outlet orifice 12.
Il principio di funzionamento del dispositivo della presente invenzione è basato sul principio dei vasi comunicanti. In base a tale principio, l'acqua contenuta nella sabbia di scoria sale nel canale anulare 16 e scorre durante una prima fase di disidratazione, al di sopra del bordo superiore 18 della tramoggia di uscita 14. A causa della sua densità e dell'attrito interno, la frazione di sabbia di scoria della pasta di scoria non partecipa a tale salita dell'acqua nello spazio anulare 16 la qual cosa provoca la separazione tra la sabbia e l'acqua, e ciò con una efficacia sorprendente come dimostrato dalle prove. La sabbia di scoria ha quindi essa stessa la funzione di massa filtrante. The operating principle of the device of the present invention is based on the principle of communicating vessels. According to this principle, the water contained in the slag sand rises in the annular channel 16 and flows during a first phase of dehydration, above the upper edge 18 of the outlet hopper 14. Due to its density and friction internal, the slag sand fraction of the slag paste does not participate in this rising of the water in the annular space 16 which causes the separation between the sand and the water, and this with a surprising effectiveness as demonstrated by the tests. The slag sand therefore itself has the function of filtering mass.
Durante la prima fase precitata della disidratazione, l'acqua scorre al di sopra del bordo superiore 18 poiché è un buon effetto di separazione tra l'acqua ed i componenti di sabbia fangosi eventualmente trascinati può aver luogo sulla traiettoria relativamente lunga che ne deriva tra l'uscita 12 ed il suo bordo superiore 18, ed in particolare pure poiché, durante l'ascesa dell'acqua nello spazio anulare 16 che si ingrandisce, si verifica un notevole rallentamente della velocità dell'acqua. During the aforementioned first phase of dehydration, the water flows above the upper edge 18 since it is a good separation effect between the water and the possibly dragged muddy sand components can take place on the relatively long trajectory that derives from it. outlet 12 and its upper edge 18, and in particular also since, during the ascent of the water into the annular space 16 which is enlarged, a considerable slowing down of the speed of the water occurs.
L'acqua che scorre al di sopra del bordo 18 è ripresa in uno spazio anulare periferico 20 ed è scaricata attraverso uno scarico 21. The water flowing above the edge 18 is taken up in a peripheral annular space 20 and is discharged through a drain 21.
Per migliorare ulteriormente l'effetto di separazione tra l’acqua e la fanghiglia di scorie eventualmente trascinata, una parete di separazione e di "calmatura"22 con un effetto di separazione supplementare può essere facoltativamente prevista nello spazio anulare 20, in modo tale che la fanghiglia esistente possa depositarsi nella parte inferiore dello spazio anulare 20 e possa essere rimossa mediante uno scarico 28 alla fine della disidratazione. To further improve the separation effect between the water and the possibly entrained slag slag, a separating and "soothing" wall 22 with an additional separation effect can optionally be provided in the annular space 20, so that the existing sludge can be deposited in the lower part of the annular space 20 and can be removed by means of a drain 28 at the end of dewatering.
Durante prove precitate, si è rilevato che, durante l'avanzamento della disidratazione, la purezza dell'acqua ottenuta aumenta a causa dell'effetto filtrante crescente della sabbia di scoria in corso di essiccazione nel recipiente 8 mentre le quantità d'acqua ottenute diminuiscono evidentemente. L'invenzione prevede quindi, a titolo facoltativo, di lasciar scorrere l’acqua in caso di purezza crescente dell'acqua e di quantità d'acqua decrescenti, innanzitutto attraverso una valvola 24 e successivamente attraverso una valvola 26 situata più in basso, la qual cosa consente di ridurre il processo di disidratazione. Durante l'operazione di disidratazione, il passaggio di sabbia di scoria attraverso la conduttura di flusso cilindrica 30 è impedito, ad esempio mediante una valvola a pinza di per sè nota e non rappresentata che è montata al di sotto della conduttura 30 nel tubo di evacuazione che vi si colle— ga e che non è rappresentato. During the aforementioned tests, it was found that, during the progress of the dehydration, the purity of the water obtained increases due to the increasing filtering effect of the slag sand being dried in the container 8 while the quantities of water obtained evidently decrease. . The invention therefore provides, optionally, to let the water flow in the case of increasing purity of the water and decreasing quantities of water, first through a valve 24 and subsequently through a valve 26 located further down, which what allows you to reduce the dehydration process. During the dewatering operation, the passage of slag sand through the cylindrical flow line 30 is prevented, for example by a pinch valve known per se and not shown which is mounted below the line 30 in the evacuation pipe which is connected to it and which is not represented.
La presente invenzione prevede infine, a titolo facoltativo, ugelli di polverizzazione d'acqua 32 in numero qualsivoglia, che sono disposti a cerchio nella parte superiore dello spazio anulare 20 e che servono per pulire la tramoggia di uscita 14 quanto il recipiente 8 è completamente svuotato tra due operazioni di disidratazione. Finally, the present invention provides, optionally, water spray nozzles 32 in any number, which are arranged in a circle in the upper part of the annular space 20 and which serve to clean the outlet hopper 14 when the container 8 is completely emptied. between two dehydration operations.
La figura 2 rappresenta una variante realizzativa della presente invenzione in cui due tramogge di evacuazione 34, 36 sono montate in serie l'una dietro l'altra. E' così ottenuto non solo che l'effetto di separazione previsto dalla presente invenzione tra la sabbia di scoria e l'acqua risulta ulteriormente migliorato, ma pure che le frazioni di sabbia di scoria non partecipanti al processo di separazione (nell'esempio di figura 1 sono queste le frazioni di sabbia di scoria che si trovano al di sotto dell'orifizio di uscita 12) siano ridotte al minimo. A tal fine, la tramoggia inferiore 36 è posta in servizio aprendo la sua uscita 37 dell'acqua quando la tramoggia superiore ha eseguito la sua funzione. Figure 2 represents a variant embodiment of the present invention in which two evacuation hoppers 34, 36 are mounted in series one behind the other. It is thus obtained not only that the separation effect envisaged by the present invention between the slag sand and the water is further improved, but also that the slag sand fractions not participating in the separation process (in the example of figure 1 these are the fractions of slag sand which are located below the outlet orifice 12) are reduced to a minimum. To this end, the lower hopper 36 is put into service by opening its water outlet 37 when the upper hopper has performed its function.
La figura 3 rappresenta un esempio realizzativo con una valvola di chiusura ripiegabile 38 in corrispondenza dell'uscita 40 del recipiente di raccolta 8.Grazie a tale valvola di chiusura 38, la valvola a pinza non rappresentata non è sottoposta al peso della carica del recipiente. La valvola di chiusura contribuisce pure a ridurre al minimo la quantità di sabbia di scoria non disidratata situata nella parte inferiore e già ridotta grazie al dispositivo di figura 2. Figure 3 represents an embodiment example with a foldable closure valve 38 at the outlet 40 of the collection container 8. Thanks to this closure valve 38, the pinch valve not shown is not subjected to the weight of the container charge. The shut-off valve also contributes to reducing to a minimum the quantity of undried slag sand located in the lower part and already reduced thanks to the device of figure 2.
La figura 4 rappresenta una forma di realizzazione in cui una tramoggia di uscita 42 secondo la presente invenzione non presenta una forma conica continua verso l'alto (come nel caso dell'esempio della figura 1), ma in cui questa parte superiore 44 ha una forma essenzialmente cilindrica; per ottenere questo risultato l'uscita del recipiente 8 comprende una conduttura cilindrica 46 corrispondente. Grazie a tale disposizione è ottenuto che le piccole quantità di sabbia di scoria non possono eventualmente essere trascinate verso l’alto lungo la parete obliqua continua (vedere 14 in figura 1), ma che esse siano ritenute, a causa della loro densità, nella parte inferiore della tramoggia 42. Figure 4 represents an embodiment in which an outlet hopper 42 according to the present invention does not have a continuous upward conical shape (as in the case of the example of Figure 1), but in which this upper part 44 has a essentially cylindrical shape; to obtain this result the outlet of the vessel 8 comprises a corresponding cylindrical conduit 46. Thanks to this arrangement it is obtained that the small quantities of slag sand cannot possibly be dragged upwards along the continuous oblique wall (see 14 in figure 1), but that they are retained, due to their density, in the part bottom of the hopper 42.
La figura 5 rappresenta un'altra forma di realizzazione, analoga alla figura 4, con una conduttura di uscita 48 del recipiente 8 dotata, inferiormente, di un mantello 50 allargantesi verso il basso. Grazie a tale disposizione esiste, tra il mantello 50 e la tramoggia di uscita 52, uno spazio anulare 54 relativamente stretto il che ha come effetto che non solamente la risalita di sabbia di scoria è ostacolata in modo puramente meccanicamente, ma anche che ne consegue un effetto di separazione supplementare conseguentemente alla riduzione della velocità dell'acqua nello spazio 54 e nello spazio anulare 56 situato al di sotto di quest'ultimo. Figure 5 represents another embodiment, similar to Figure 4, with an outlet conduit 48 of the vessel 8 provided, at the bottom, with a skirt 50 extending downwards. Thanks to this arrangement there exists, between the shell 50 and the outlet hopper 52, a relatively narrow annular space 54 which has the effect that not only the ascent of slag sand is hindered in a purely mechanical way, but also that a additional separation effect consequent to the reduction of the speed of the water in the space 54 and in the annular space 56 located below the latter.
La disposizione di figura 6 concretizza una variante dei principio dell'effetto di separazione mediante una diminuzione della velocità dell'acqua in cui lo spazio anulare 58 si ingrandisce verso l'alto tra il mantello di uscita 62 del recipiente 8 e la parete della tramoggia 66, di nuovo di forma conica. Conseguentemente all'aumento apprezzabile della sezione di tale spazio anulare 58 ed alla diminuzione della velocità dell'acqua che ne consegue, l'effetto di separazione precitato è nettamente migliorato mediante un processo di decantazione. The arrangement of figure 6 embodies a variant of the principle of the separation effect by means of a decrease in the speed of the water in which the annular space 58 expands upwards between the outlet shell 62 of the container 8 and the wall of the hopper 66 , again conical in shape. As a consequence of the appreciable increase in the section of this annular space 58 and the consequent decrease in the speed of the water, the aforementioned separation effect is significantly improved by means of a decanting process.
La figura 7 rappresenta una variante della soluzione rappresentata in figura 6 in cui la tramoggia di uscita 68 della presente invenzione è dotata di accessori consententi la regolazione in altezza. Un soffietto periferico 70 consente uno spostamento verticale corrispondente del sistema mentre tale spostamento verticale può essere provocato, mediante mezzi di per sè noti e non rappresentati. Figure 7 represents a variant of the solution represented in Figure 6 in which the outlet hopper 68 of the present invention is equipped with accessories allowing height adjustment. A peripheral bellows 70 allows a corresponding vertical displacement of the system while this vertical displacement can be caused by means known per se and not shown.
Se la tramoggia 68 è spostata verso l'alto, allora lo spazio 72 diviene minore con un aumento simultaneo del volume dell'acqua trovantesi superiormente e sollevamento del bordo di chiusura 74, la qual cosa consente un effetto di depurazione ottimale come è ottenuto dalle forme di realizzazione precitate. Tale regolazione in altezza consente di adattare in modo ottimale il dispositivo a qualità di sabbia diverse. If the hopper 68 is displaced upwards, then the space 72 becomes smaller with a simultaneous increase in the volume of the water lying above and lifting of the closing edge 74, which allows for an optimal purification effect as obtained from the forms. of realization mentioned above. This height adjustment allows you to optimally adapt the device to different sand qualities.
Per ottimizzare ulteriormente l'effetto di depurazione l'invenzione prevede, a titolo facoltativo, un elemento filtrante 78 periferico di forma anulare tra la conduttura di uscita 76 del recipiente 8 e la tramoggia di uscita 68. Tale elemento filtrante 78, che agisce preferibilmente come traliccio di ritenzione, non è sottoposto a sollecitazioni meccaniche apprezzabili diversamente dagli elementi filtranti precitati e secondo lo stato attuale della tecnica per cui esso non è sottoposto ad usura e non deve sopportare il peso del contenuto del recipiente. To further optimize the purification effect, the invention provides, optionally, a peripheral filter element 78 of annular shape between the outlet duct 76 of the container 8 and the outlet hopper 68. This filter element 78, which preferably acts as retention lattice, is not subjected to appreciable mechanical stresses unlike the aforementioned filtering elements and according to the current state of the art so that it is not subjected to wear and does not have to bear the weight of the container contents.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 0001 | Granted | ||
| TA | Fee payment date (situation as of event date), data collected since 19931001 |
Effective date: 19961223 |