SU1278321A1 - Способ переработки расплава и установка Зорина О.Д. дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к черной металлургии, в частности к способу шахтной обработки расплава. С целью повышени  качества продукта, уменьшени  удельных расходов энергии и хладагента и загр знени  окружающей среды, а также утилизации вторичного тепла в способе переработки расплава, предварительное охлаждение расплава осуществл ют до температуры ликвидуса , охлаждение твердых продуктов производ т до точки росы, а газообразных - до температуры, равной или ниже точки росы. Способ осуществл ют 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 боль шим - к верхней части накопител , (Л при этом диспергатор установлен по периметру отводного туннел  или со стороны его выхода, а сопла диспергатора направлены под углом внутрь отводного туннел  и выполнены с возможностью изменени  угла в вертикальN9 ной плоскости в секторе 180°. 2 с.п. vj ф-лы, 5 ил. 00 00 to

Description

Изобретение относитс  к черной металцургии, в частности к способу шахтнрй обработки расплава, преимущественно шлака или металла, и к устройству дл  его осуществлени , и может быть использовано в других отрасл х народного хоз йства, где необходимо обрабатьгеать неметалш1ческий , металлический расплавы, например , в литейном производстве, в цве ной металлургии. Целъю изобретени   вл етс  новышение качества продукта, уменьшение удельных расходов энергии и ххпщаге та и загр знени  окружающей среды, также утилизаци  вторичного тепла. На фиг.1 изображена установка дл  переработки расплава в виде вертикального термостата с шахтой по форме обечайки с отводным туннелем; на фиг.2 - то же, в виде вертикального термостата с примыкающим к нему нако пителем и с теплообменником в послед нем; на фиг.З - то же, в виде вертикального термостата с теплообменником за пределами накопител ; на фиг.4 то же, в виде вертикального термоста „та со стороны входа последнего с мик сером дл  расплава; на фиг.5 - то же в виде горизонтального термоатататеплообменника с каналами в стенках последнего дл  рабочего тела тепловой машины и с миксером дл  расплава сопр женного с входом термостата. Установка содержит желоб с открытым или с закрытым руслом дл  сли ва расплава, например шлака или металла из доменной или из сталеплавильной печи, термостат 2 дл  обработки расплава, выполненный в виде обечайки с собирательной (приемной) воронкой 3, с шахтой 4, с отводным туннелем 5. Воронка, шахта, туннель вьтолнены по форме, например, плоского или круглого конфузора, цилинд ра, диффузора с возможностью на выходе последнего внезапного расширен расплава соответственно. Внутри тер мосТата соосно установлена пр молинейна  фурма 6 и/или со стороны: ниж ней части по периметру торца отводного туннел  закреплена кольцева  . фурма 7. Фурмы снабжены соплами 8 дл  подачи в термостат обрабатывающ го расплав рабочего тела, например воздух и/или вода. Фурма 6 и/илн 7 установлена на основании или на шар нире, кинематически соединенным с 212 приводом периодического перемещени , например опускани , подъема и фиксировани  фурмы вдоль оси термостата между крайними верхним и нижним положени ми сопл 8. Последние вьшолнены 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 дл  рабочего тела в противоположных направлени х в секторе от О до 180, предпочтительно в интервале от О до 90° в вертикальной плоскости относительно продольной оси термостата . Фурма 6 и/или 7 через регул тор (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 самовосстанавливающимс  гарниссажем из компонентов обрабатываемого расплава. Термостат снабжен механизмом 13 дл  закреплени  его на основании с возможностью периодической замены (монтажа, демонтажа) термостата без разрзтпенн  основани . Желоб 1 и термостат 2 расположены на входе в накопительную или в транспортную емкость дл  продуктов обработки расплава, например гранул, порошка , пемзы, ваты. Накопитель дл  последних вьтолнен в виде гидробассейна с достаточной в нем массой воды или в виде безводной саморазгружающейс  емкости по форме, например, силосной башни. Дл  выгрузки твердых продуктов обработки расплава накопитель снабжен механизмом. Например, гидробассейн имеет эрлифт или багерный насос, а силосна  башн  в нижней части снабжена течкой (желоб, лоток) с открытым или с закрытым руслом и с дозатором расхода (кг,м) выгружаемого 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 гранул ции жидкозаключаетс  в шлака, го доменного следующем. Заблаговременно до слива расплава в частности доменного шлака из ковша или из доменной печи, между сливным желобом и названными накопителем или транспортным средством дл  гранул посредством крепежного механизма зак репл ют термостат на основании. При этом термостат 2 устанавливают так, что последний входом дл  жидкости в его верхней части воронки 3 примыкает тангенциально через зазор или сопр женно к выходу желоба 1, а в нижней части отводной туннель 5 выходом дл  продуктов обработки распла ва, в частности гранул, через зазор или сопр женно примыкает к входу дл  последних в верхней части накопител  или к названному транспортному средству . Перед сливом расплава (доменного шлака) в термостат, фурму 6 и/или 7 и сопла 8 настраивают по технологии обработки в оптимальное положение, например опускают, и после окончани  опускани  .фиксируют фурму 6 так, что после фиксировани  ее сопла 8 распо , лагаютс  в нижней части накопительной воронки 3 или шахты 4 на равном рассто нии от входа и выхода шахты, а фурму 7 и ее сопла 8, фиксируют так что по окончании фиксировани  выходы этих сопл располагаютс  в плоскости сечени  выхода отводного туннел  и имеют угол атаки. 45 по направлению к оси туннел . Оптимальный угол атаки сопла 8 заблаговременно устанавливают при закреплении сопла на основании или посредством привода с шарниром сопла. При этом угол атаки задают в зависимости от интенсивности слива расплайа в термостат. Чем интенсивнее слив расплава, тем больше в вертикальной плоскости угол меж ду горизонтом и направлением потока рабочего тела из сопла В и наоборот. Расплав сливают по желобу 1 тангенциально к поверхности стенки воронки 3 термостата. При этом с некоторым опережением или вместе со сливом расплава посредством сопл 8 фурмы 6 и/или 7 формируют поток рабо чего тела, в частности пресной воды, и с опережением или вместе с расплавом подают в термостат. При этом рабочее тело подают (расходуют) с интенсивностью (кг/ т расплава) по 214 технологии, достаточной дл  обработки 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 дл  затвердевани  расплава.Например , рабочее тело через фурму 6 подают с интенсивностью, теоретически достаточной дл  понижени  температуры расплава до среднего значени  последней в интервале между температурами его ликвидуса и солидуса. Остальную часть или по технологии необходимую дл  обработки расплава всю массу рабочего тела подают (расходуют) через сопла 8 фурмы 7. Причем интенсивность подачи рабочего тела через эту 7 находитс  в интервале между интенсивност ми подачи (расхода) рабочего тела, теоретически необходимой дл  затвердевани  расплава- и теоретически достаточной дл  понижени  температуры поверхности гранул до температуры точки вод ной росы окрзгжающей среды, например, атмосферного воздуха. В течение слива расплава в термостат 2 поддерживают названную интенсивность подачи (расхода) рабочего тела через фурму 6 и/или 7. Например , применительно к придоменной гранул ции шлака через фурму 6 воду подают с интенсивностью 10-100, .предпочтительно 30-50 кг, а через фурму 7 с интенсивностью 100-800, например 400-500 кг/1 т расплава (шлака), в зависимости от величины его энтальпии в момент слива последнего в термостат 2 и в момент начала затвердевани  гранул. В течение обработки расплава посредством регул тора расхода оптимизируют и на оптимальном уровне поддерживают интенсивность подачи рабочего тела (воды) в термостат 2. Таким образом с опережением гранул ции предварительно охлаждают расплав до оптимальной дл  качества гранул ции температуры, например до температуры в указанном интервале, в частности до 1350 ±10С, и в течение слива расплава через термостат поддерживают эту температуру. В момент выхода из шахты 4 расплав внезапно расшир ют и при этом из капель последнего образующийс  диспергат

посредством сопл 8 фурмы 7 противотоком направл ют сформированный поток рабочего тела (воды) с указанными интенсивностью и углом атаки. ТаКИМ путем в пределах отводного туннел  5 получают и в течение падени  охлаждают диспергат расплава, последний перевод т из капельно-жидкого в дисперсно-твердое состо ние, образованные гранулы в полете (падении) охлаждают до требуемо по технологии обработки температуры. При этом затормаживают скорость движени  гранул и перевод т их из ускоренного в соето ние замедпенного падени  или левитадии . В течение последнего гранулы охлаждают до указанной температуры, например до 100°С, и после этого гранул т сбрасывают в накопитель или в транспортное средство. Из накопител  разгрузочным механизмом последнего периодически или непрарывно гранулы выгружают в транспортное средство. Отработанное рабочее тело, в частноети вод ной пар, через выход дл  него например, в нижней части отводного туннел  5 удал ют за пределы последнего , направл ют в конденсатор вод ного пара и конденсат сливаюу в сиетему оборотного водоснабжени  термостата .

Возможны другие варианты использовани  устройства.

Пример2. По сравнению с примером в устройстве (фиг.2) шахта

4выполнена в виде плоского или круглого усеченного конуса, который большим основанием сопр жен с нижней частью собирательной воронки 3, а меньшим основанием сопр жен или через зазор с дросселем примыкает к верхней части .отводного туннел  5.

При этом кольцева  фурма 7 располо жена по периметру между верхним и нижним основани ми отводного туннел 

5с возможностью подачи рабочего тела в последний. Собирательна  воронка 3 в верхней ее части снабжена дополнительным выходом I4 с пыпеуловителем 15 и с дросселем (регул тором)

16 расхода летучих (газ, пар, пыль) продуктов обработки расплава. Отводной туннель 5 меньшим основанием сопр жен через зазор 17 с шахтой 4, а большим основанием - с входом в верхней части накопител  18 дл  продуктов обработки расплава. Последний

выполнен в виде закрытой саморазгружающейс , например, силосной ба1ини. В нижней части накопительна  емкость

18снабжена разгрузочным устройством

19с дозатором расхода сьшучих 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 собирательна  воронка 3 и накопитель 18 снабжены дополнительным выходом 14 с пылеуловителем 15, с дросселем 16. Этим выходом 14 накопитель 18 примыкает к системе эвакуации летучих продуктов обработки расплава за пределы этой емкости, например к конденсатору вод ного пара системы оборотного водоснабжени  устройства, снабженной системой химических аппаратов выделени  из пара и утилизации соединений серы, водорода, углерода.

ПримерЗ. По сравнению с примером 2 в устройстве (фиг.2) накопитель с возможным заполнением гранул тором 21 снабжен теплообменным аппаратом 22 дл  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) давлени  и снабжен входом 23 дл  низкотемпературного и выходом 24 дл  высокотемпературного рабочего тела теплоносител  тепловой машины (парова , газова  турбина, поршнева  парова  машина , двигатель Стирлинга и др.). При этом теплообменник 22 расположен в пределах накопител  18 между ее выходом 14 и разгрузочным устройством 19. Причем низкотемпературна  часть (экономайзер ) с входом 23 теплообменника 22 расположена со стороны разгрузочного устройства 19, а высокотемпературна  (перегреватель, сухопарник) часть с выходом 24 теплообменника 22 расположены со стороны выхода 14 накопител  18 с возможностью заполнени  последнего и засыпани  гранул том 21 теплообменника-22, .Входом 23, выходом 24 теплообменник примыкает к соответствующим им выходу и входу дл  рабочего тела тепловой или 7 . химической машины (паровой двигател химический реактор, пирометаллургический агрегат, теплофикационна  сеть). Выход 14 собирательной ворон ки 3 и/или накопитель 18 примыкают к названной или к дополнительной тепловой или химической машине, нап пример, дл  подогрева или дл  размо раживани  шихтовых материалов пирометаллургической плавки. Пример4. По сравнению с пр мером 3 в устройстве (фиг.2) теплообменник 22 снабжен дополнительным выходом 24 дл  теплоносител  рабочего тела тепловой или химической машины. При этом дополнительный выход расположен со стороны низкотемпературной части теплообменника и между последним и высокотемпературной частью последнего расположен дроссель 16. Дополнительный выход 2 через дроссель (вентиль) примыкает к тепловой или химической машине дл  утилизации низкотемпературного (100 С и менее) вторичного тепла (отоплени промьш1ленных жилых зданий, теплиц). Пример 5. По сравнению с при мером 3 в устройстве (фиг.З) теплообменник 22 расположен за пределами накопител  18, вьтолнен в виде метал лического или керамического рекупер тора с каналами 25 дл  движени  через них сьтучих продуктов обработки расплава (гранулы, порошок) и с кана лами 26 дл  движени  через, них рабочего тела (теплоносител ) тепловой или химической машины, например атмосферного воздуха дл  подачи его в пирометаллургический агрегат. При этом термостат 2 снабжен накопителем 18 дл  разделени  газообразных (летучих) и сьтучих продуктов, обработки расплава. .Накопитель выполнен в виде закрытой от внешней атмосферы дополнительной емкости с возможностью в ее пределах разделени  летучих и нелетучих продуктов обработки расплава естественным путем. Накопитель 18 выполнен по форме в виде саморазгружающейс  силосной башни (бункера) с возможностью в ней внезапного расширени  названных продуктов и расположен между отводным туннелем 5 и теплообменником 22 с сопр жением с последними, с возможностью самотеком пересыпани  сьтучих продуктов обработки расплава из сепаратора в теплообменник 22. В нкж3218 ней части по периметру накопитель I 8 снабжен кольцевой фурмой 27 с соплами дл  подачи рабочего тела (теплоносител ) указанной 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 /э со стороны их выхода через заэор примыкают к транспортеру 28 дл  подачи охлажденных продуктов обработки расплава на пневмотранспортер 29. Последний снабжен воздушным компрессором 30, воздухопроводом 31 с дроссел ми (регул торами) 16 расхода воздуха, соплами 32 дл  подачи последнего в пневмопровод 33 дл  транспортировки твердых продуктов обработки расплава в накопитель 18. Последн   в ее верхней части входом дл  гранул сопр жена 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 дл  выгрузки пьши. Этот выход через зазор примыкает к транспортному средству 20. Накопитель 18 выходом 14 с пылеуловителем 15 сопр жен с входом 23 дл  теплоносител  парового котла 22. Последний выходом 24 с дросселем дл  отработанного теплоносител , наппример м тый вод ной пар, примыкает к канализации 38 системы 39 оборотного (замкнутого) водоснабжени  устройства (термостата). Эта система 39 снабжена насосной станцией 40, осветителем (отстойником) 41 воды, напорными водоводами 42. Кроме того устройство снабжено системой 43 автоматического контрол  (измерени ) интен91 сивности слива расплава в термостат 2, а тазсже системой 44 автоматического управлени  технологией обработки расплава. Выход 14 в верхней части воронки 3 посредством теплопровода 45 соединен с.дополнительным теплообменником 46, вьтолненным, например, в виде описанной машинь дл  утилизации вторичного тепла обрабатываемого рас плава. После теплообменника 46 тепло провод 45 примыкает к канализации 38 системь5 оборотного водоснабжени  тер мостата 2. Кольцева  фурма 7 с сопла ми 8 расположена по внешнему перимет ру между верхним .и нижним основани ми о-Гводного туннел  5 с возможностью подачи рабочего тела в полость последнего. Причем сопла 8 расположе ны по периметру и/или в плоскости се чени  туннел  5, со стороны нижнего основани  последнего. Фурма 7 лосред ством напорного трубопровода 9 соеди нена с системой 39 оборотного водоснабжени  устройства (термостата), П р и м е р 7. По сравнению с при мером 6 в устройстве (фиг.4) термостат 2 снабжен байпасной линией 47 дл  подачи летучих продуктов обработ ки расплава из верхней части собирательной воронки 3 в тeплooбмfaнник 22 При этом входом трубопровод 47 с дро селем 16 примыкает к полости в верхней части воронки 3, а выходом примыкает к входу 23 парового котла (теплоо.бменника) 22. П р и м е р 8, По сравнению с при мером 6 в устройстве (фиг.4) термостат 2 вьтолнен в виде водомера Вентзфи с выходом 48 в верхней части воронки 3 и выходом 49 в верхней час ти шахты 4 термостата дл  газа. Например , выход 48 расположен вьше емкости воронки дл  жидкости, а вьпсод 49 распололсен в- зоне сопр жени  вороки с шахтой. При этом посредством газопровода 50 эти выходы соединены е манометром дл  измерени  величины перепада давлени  между зонами расположени  этих выходов. Манометр соединен с системой 43 автоматического контрол  (измерени ) интенсквности слива расплава через термостат , котора , в свою очередь, со-единена с системой 44 автоматического управлени  технологией обработки расплава, Пример9. По сравнению с при мером 6 и/или 8 устройство (фиг.4) 110 ( термостат) 2 снабжено байплотым трубопроводом (байпасом) 51 с дросселем дл  эжектировани  летучих продуктов обработки расплава из полости в верхней части воронки 3 в шахту 4 . термостата 2. При этом входом дл  газа байпас 5 соединен с отверстием 48, а выходом примыкает к отверстию 49 в верхних част х 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 1 и термостатом 2 расположена дополнительна  емкость 52 дл  расплава, например чугун , сталь, шлак. Последн   выполнена в виде миксера и в верхней части снабжена входом 53 дл  жидкости, дл  сыпучих материалов. Миксер снабжен, по крайней мере, одним, например, трем  выходами дл  жидкости, из которых выход 54 предназначен дл  слива жидкого шлака, а выходы 55 и 56 дл  слива металла и расположены на противоположных сторонах периферии миксера, предпочтительно, соосно с последним и друг с другом. Выход 54 расположен выше и на равном рассто - НИИ от выходов 55 и 56. Выходы 54-56 выполнены в виде сифона, например чайниковьм носок или лоток с сифонной плитой (скиммер) перед ним. Сифонна  плита 57 установлена перед выходом 54 дл  шлака, а сифонна  плита 58 расположена перед выходами 55, 56 дл  слива металла. Сифонные плиты установлены с возможностью одновременно сифоном сливать шлак и металл, например шлак в термостат 2, а металл в заблаговременно дл  этого усга-, новЛершый ковш (чугуновозный, сталевозный ). Входом 53 миксер 52 через зазор и с единым центром вращени  примыкает к выходу желоба. 1 , а выходом 54 миксер примыкает через зазор и тангенциально к входу дл  жидкости в верхней части собирательной воронки 3, Выходы 55 и 56 через зазор примьщают к аналогичным термостату 2 или к иному устройству дл  обработки расплава, например к устройству дл  получени  металлического порошка и/или ковшу дл  транспортировки жидкого металла (чугуновоз,- сталеврз). Последние располагают ,на постановочных дл  них железнодорожных пут х. Миксер 52 устанавливают на основании 11 или на шарнире 59, кинематически ере диненным с приводом с возможностью периодического наклона миксера в про тивоположных направлени х в стороны выходов 55 и 56 с возможностью слива 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 дл  добавочных материалов, например взаимодействующие с элементами расплава (металл и/или шлак) десульфура тор, 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 опускани  сопла 8 до крайних верхнего, нижнего положений . Пример 12. По сравнению с примером 10 в устройстве (фиг.5) тер мостат 2 расположен наклонно, предпочтительно , горизонтально между миксером 52 и накопителем 18 с сопр  жением с миксером и с примыканием че рез зазор к емкости. При этом большее основание собирательной воронки 3 сопр жено с выходом 54 дл  шлака миксера, а большее основание отводного туннел  5 через зазор примыкает к входу дл  продуктов обработки расплава в верхней части накопител  18. Фурма 6 расположена в миксере перед выходом 54 дл  шлака и установлена на шарнире 61. с приводом с возможностью периодического перемещени  фурмы во взаимно перпендикул р ных направлени х между крайними поло жени ми сопла 8 и после окончани  перемещени  в каждом направлении фиксировани  последнего в оптимальном положении относительно входа дл  жидкости собирательной воронки 3 тер мостата 2. Пример 13. По сравнению с примером 12 в устройстве (фиг.5) часть стенки термостата 2 вьшолнена в виде нагревател  (теплообменника) рабочего тела (теплоносител ) тепловой , химической машины, например калорифер или паровой, предпочтительно 112 водотрубный, котел с каналами 62 дл  циркул ции через них рабочего тела (теплоносител ). Оптимальным вариантом изготовлеifflH устройства  вл етс  изготовление его по примеру 1 или по примеру 3. Этот вариант вписываетс  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. П р и м е р 2. Способ обработки, в частности гранул ции, расплава, например, доменного шпака при изготовлении ycTpoiicTBa по примеру 2 или 3 от примера 1 отличаетс  тем, что в течение обработки расплава в теплообменник 22 засыпают или через его каналы 25 пропускают (ссыпают) сьтучие продукты (гранулы, порошок) обработки расплава. Одновременно через вход 23 в теплообменник 22 подают необходимзпо массу и в последнем нагревают рабочее тело (теплоноситель) описанной машины до температуры, достаточной дл  вьтолнени  рабочего процесса, утилизирующей вторичное тепло расплава тепловой или химической машины. После этого нагретое рабочее тело (теплоноситель), например воздух и/или вода, через выход 24 направл ют в названную машину и, таКИМ путем, коьшенсируют дефицит теп-ла при. выполнении последней рабочего процесса, например выработка электроэнергии или восстановление железа из его окислов с последующим использованием отработанного теплоносител  дл  обогрева (отоплени ) производственного , жилого помещени . Например, в теплообменник 22 подают пресную воду с интенсивностью 15-25 кг/1 т гранул та (порошка) и за счет тепла последнего получают, перегревают вод ной пар до температуры Bbmie его критического состо ни , предпочтительно в интервале 400500 С, и перегретьш пар направл ют на рабочие органы паровой (газово) турбины тепло-электроцентрагш (ТЭЦ). Отработанный пар направл ют в конденсатор последнего и конденсат сливают в систему оборотного водоснабжени  термостата 2.. Отработанный (м тый) пар направл ют в систему циркул ции его через теплообменник 22

131

и повтор ют описанный цикл утилизации вторичного тепла расплава (перегревают и направл ют перегретьш пар на рабочие органы машины). При использовании в качестве рабочего тела (теплоносител ) атмосферного воздуха последний в теплообменнике 22 нагревают до TeivjnepaTypH, по технологии достаточной дл  вьтолнени  рабочего процесса, например, доменной плавки в интервале температур iOOO1300°С , предпочтительно 1200-1250С, и нагретьй воздух направл ют в воздухопровод гор чего дуть  доменной печи.

П-р и м е р 3. Способ обработки расплава от описанного примера 2 отлцчаетс  тем, что нагретые до высокой температуры (1000-1600 С) газообразные (пар, газ) продукты обработки расплава через выход 14 дл  них направл ют в теплообменник описанной машины дл  утилизации вторичного тепла расплава.

П р и м е р 4. Способ обработки расплава при изготовлении устройства по одному из описанных примеров 6-10 от примера 1 отличаетс  тем, нагретые газообразные продукты обработки расплава через выход 14 собирательной воронки 3, и/или накопитель 18 и вход 23 направл ют в теплообменник в виде водотрубного парового котла . Отработанный теплоноситель (м тый , вод ной пар) через выход 24 котла направл ют в конденсатор последнего и конденсатор сливают в канализацию 38 системы 39 оборотного зодо„снабжени  устройства. Осаждающзпос  в котле 22, пыль через выход периодически выгружают в транспортное средство 20, Перегретый пар из котла 22 по трубопроводу 35 направл ют на лопатки турбины 36 с электрогенерато ром 37 теплоэлектроцентрали.

П р и м е р 5. Способ обработки расплава, от описанного примера 4 отличаетс  тем, что в течение обработки газообразные продукты обработки расплава по байпасному трубопроводу 47 и/или через выход 14 направл ют в теплообменник (паровой котел) 22 и/или в дополнительный теплообменник 46. В последнем за счет вторичного тепла расплава рабочее тело (теплоноситель ) нагревают до температзфы ниже температуры кипени  воды, например и интервале 30-95°С.

832114

П р и м е р 6. Способ обработки расплава от описанного примера 4 отличаетс  тем, что летучие (пар, газ, пыль, брызги) продукты обработки расплава по байпасному трубопроводу 51 , из верхней части В(5ронки 3 направл ют в верхнюю часть шахты 4. При этом одновременно потоком расплава названные продукты эжектируют в обрабатываемый расплав.

П р и м е р 7. Способ обработки расплава при изготовлении устройства по примеру 8 в виде водомера Вентури от описанного в примерах 1-6 отличаетс  тем, что в течение слива расплава через термостат 2 посредством манометра 43 измер ют разность (перепад) давлени  в верхних част х воронки 3 и шахты 4. Результаты измерени  автоматически ввод т в систему 44 автоматического контрол  и управлени  технологией обработки расплава.

П р и м е р 8. Способ обработки расплава при изготовлении устройства по примеру 10 от описанных примеров 1-7 отличаетс  тем, что с опережением обработки расплава, например, первоначально металл (чугун, сталь), а затем шлак (доменный, сталеплавильный ) из желоба через вход 53 сливают в миксер 52, При этом последний металлом заполн ют до уровн  выхода 55(56) дл металла. Таким образом из

5 последнего создают гидравлический затвор дл  шлака на пути -слива последнего в воронку 3 термостата 2. После этого посредством привода миксер 52 наклон ют в сторону выхода 55

0 или 56 дл  металла и последний из миксера52 сливают в заблаговременно дл  этого поставленную емкость, например чугуновозный (сталевозный) ковш или устройство, аналогичное

45 термостату 2 дл  обработки расплава с получением гранул или металлического порошка. После заполнени  металлом ковша приводом наклон ют миксер в противоположном направлении

50 и продолйсазот металл сливать в заблаговременно дл  этого поставленный другой порожний ковш. Описанный цикл разливки металла в ковши периодически повтор ют в течение слива металла

55 в миксер. В момент начала совместного слива металла и пшака из желоба I в миксер 52 в последнем на поверхности металла накапливают слой шлака не I, ниже выхода 54 дл  последнего и шлак сливают в воронку 3 термостата 2, Та ким образом, из шлака создают гидрав лический затвор Д.ПЯ металла на пути слива шлака из миксера. После или с некоторым опережением окончани  слива расплава из желоба 1 приводом устанавливают миксер 52 в исходное дл  него горизонтальное положение. Таким образом от слива и до слива расплава из желоба 1 в миксере сохран ют гидравлические затворы. Полное опорожне ше миксера от расплава осуществл ют после слива через миксер 50 тыс. т металла или шлака. П р и м е р 9, Способ обработки расплава при изготовлении устройства по примеру 11 от описанного примера 8 отличаетс  теМ; что в течение слива расплава, например, чугуна и/или шлака из доменной печи в миксер 52 через вход 53 из емкости 60 по технологии дополнительной обработки рас плава подают необходимый дополнитель ный материал, предпочтительно известь и/или железорудный концентрат в стехиометрически достаточном количестве дл  обессеривани  (или обесфосфоривани ) металла. При этом через фурму б в металл подают (продувают) технический кисло род с интенсивностью, достаточной дл  компенсации дефицита тепла при осуществлении названных процессов рафинировани  металла. Пример 10. Способ обработки расплава при изготовлении устройства по примеру 13 от описанного примера 8(9) отличаетс  , что через каналы 62 термостата 2 подают рабочее те ло (теплоноситель), например воздух и/или вода, утилизирующей вторичное тепло расплава машины. При этом рабочее тело (теплоноситель) подают с интенсивност1 ю, достаточной дл  образовани  на стенках термостата 2 защитного самовосстанавливающегос  гарниссажа из компонентов расплава. Оптимальньп вариантом практического осуществлени  предлагаемого способа  вл етс  осуществление его по примеру 2, так как при этом обеспечиваютс  минимальные затраты средств и времени. Преимущество предлагаемых способ обработки расплава и устройства дл  его осуществлени  заключаетс  в повьотении качества, в частности, плот 2 кости и структуры гранул, в уменьшении влажности последних, а также в утилизации вторичного тепла обрабатываемого расплава в энергетических и/или технологических цел х. Это обусловливаетс  оптимизацией температуры расплава путем (с опережением обработки) совместной подачи расплава и его обрабатывающего рабочего тела , в частности воздуха и/или воды, в термостат и в последнем предварительного охлаждени  и уменьшени  перегрева расплава над его линией солидуса , а также за счет того, что нагретые до высокой температуры продукты обработки расплава направл ют и/или расплаве;.; обтекают в пагревательные рабочие оргаиь; (олег-гапты) теплообменн Па утилизирующей вторичное тепло магапньи Ф о р м -у л а изобретен н   К Способ переработки расплава, преимущественно металлургического, путем предварительного охлаждени , последующего диспергировани  или лить  с одновременным охлаждегптем и получением твердых и газообразных продуктов и удалени  последних, о тл и ч а ю щ и и с   тем, что, с целью повьш1ени  качества продукта, уменьшени  удельных .расходов энергии и хладагента и загр знени  окружающей среды, а также утилизации вторичного тепла, предваритштьное охлаждение расплава, осуществл ют до температуры не сьште его ликвидуса, а охлаждение твердых продуктов про- . извод т до точки росы или предварительное охлаждение расплава осуществл ют до тe mepaтypы не выше его ликвидуса , охлаждение твердых продуктов производ т до точки росы, а газооб- . разных - до температуры, равной или ниже точки росы. 2. Установка дл  переработки рас- . плава, преимущественно металлургического , содержаща  желоб дл  подвода расплава, термостат с шахтой и фурмой , диспергатор в виде трубопровода, причем фурма и диспергатор вьтолнены с одним по крайней мере соплом, накопитель в виде сухогрузной или с жидкостью емкости, разгрузочное устройство , отличающа  е   тем, что, с целью повьшени  качества родукта, уменьшени  удельных расхоов энергии и хладагента и загр зне171 ни  окружающей среды, а также утилизации , вторичного тепла, желоб, термостат ,, фурма, диспергатор, накопитель и разгрузочное устройство или по крайней мере один из них вьтолнен в виде теплообменника или с отводом из них по крайней мере одного из продуктов переработки в теплообменник, а термостат снабжен отводным туннелем, вьшолненным в виде конуса и расположенным между шахтой и накопителем, 2 причем конус примыкает через зазор или вплотную меньшим основанием к выходу шахты термостата, а большим - к верхней части накопител , при этом диспергатор установлен по периметру отводного туннел  или со стороны его выхода, а сопла диспергатора . направлены под углом внутрь отводного туннел  и вьтолнены с возможностью изменени  угла в вертикальной плоскости в секторе 180 .

24

14

си

CZl

20

7 //////////////////////Z /7A////7/ ///7/

Фиг,, г 5

/ //// ///////////7//

Фи&.З 1Ц J2 J5-J6 ф1Аг.5 :

Claims (2)

1. Формула изобретен и я

   1. Способ переработки расплава, преимущественно металлургического, путем предварительного охлаждения, последующего диспергирования или литья с одновременным охлаждением и получением твердых и газообразных продуктов и удаления последних, о тличающийся ' тем, что, с целью повышения качества продукта, уменьшения удельных .расходов энергии и хладагента и загрязнения окружающей среды, а также утилизации вторичного тепла, предварительное охлаждение расплава осуществляют до температуры не выше его ликвидуса, а охлаждение твердых продуктов про- . изводят до точки росы или предварительное охлаждение расплава осуществляют до температурь! не выше его ликвидуса, охлаждение твердых продуктов производят до точки росы, а газооб- . разных - до температуры, равной или ниже точки росы.
2. 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 выполнены с одним'по крайней мере соплом, накопитель в виде сухогрузной или с жидкостью емкости, разгрузочное устройство, отличающая с я тем, что, с целью повышения качества продукта, уменьшения удельных расходов энергии и хладагента и загрязне17 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 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 располо- ^!0 женным 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 5 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°.

   Фиг.1 .12783 21

   1 278321

   ФигМ

   777

   / 1 /1 / / $ / / 1 / а

   R³ I _ /--—~

   ΑΧ

   Фиг. 5