SU1742243A1 - Устройство дл гранул ции шлака - Google Patents

Abstract

Сущность изобретени : устройство включает плавильный агрегат. Шлакова  летка смонтирована по центру плавильного агрегата, верхн   ее часть) расположена в центре полости головки, а нижн   герметично соединена с гранул тором. Головка установлена над плавильным агрегатом, герметично соединена с ним, образу  по периферии кольцевую полость. Гранул тор смонтирован под плавильным агрегатом. Канал подачи реагента смонтирован в центре полости головки над шлаковой леткой соосно с ней. Какал дл  подачи реагентов может быть также выполнен с конусом в нижней части и установлен с возможностью вертикального перемещени . Верхний торец шлаковой летки может быть выполнен с желобами. 2 з п.ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к металлургии и может быть использовано дл  производства металла и граншлака в одном агрегате.

Известен сталеплавильный агрегат непрерывного действи , в котором шлакова  летка расположена над футеровкой емкостью и сообщена с головной (колоколом), введенной в эту емкость и герметично соединенной с ней. Поступающий в этот агрегат металл движетс  в объемном противотоке с выход щем из него дымом и шлаком, что позвол ет более эффективно использовать реакционную способность вводимых в него реагентов, а жидкую фазу - дл  очистки дыма от содержащихс  в нем паров и пыли.

Недостатки этого агрегата: шлакова  летка выполнена в виде закрытого желобэ значительной прот женности, что усложн ет услови  эвакуации шлака, приводит к снижению его температуры, ухудшению качества гранул тора; требует дополнительных затрат дл  оборудовани  гранул тора газоочисткой.

Известно также устройство дл  гранул ции шлака, позвол ющее уменьши объем газовых выбросов и повысить эффективность газоочистки, в котором дробление струи расплава осуществл ют в замкнутом пространстве газовой смесью, образующейс  при гранул ции шлака.

Однако известное устройство обладает приведенными выше недостатками.

Кроме того, известные устройства дл  припечной гранул ции исключают возможность использовать пыле-, паро- и газообразные продукты гранул ции дл  физико-химического воздействи  на отход щий из агрегата дым (например, с целью его охлаждени ), утилизировать тепло этих продуктов на установках, вход щих в состав агрегата, использовать очистные сооружени  этого агрегата дл  очистки продуктов гранул ции.

Цель изобретени  - повышение эффективности процесса гранул ци ми, экономи  ресурсов и улучшение экологии.

(Л

ю to

OJ

Поставленна  цель достигаетс  тем, что вустройстьодл  гранул ции шлака, включающем плавильный агрегат, шлакова  летка которого сообщена с полостью головк-и, введенной в футерованную емкость и герметично соединенной с ней, а также гранул тор и канал дл  подачи реагентов в шлак, шлакова  летка введена в полость головки через днище емкости и установлена вертикально, а другим своим концом соединена с грану- л тором, при этом канал дл  подачи реагентов расположен в полости головки над шлаковой леткой соосно с ней.

Канал дл  подачи реагентов соединен с конусом, перекрывающим шлаковую летку сверху, и соединен с возможностью вертикального перемещени ; верхний торец шлаковой летки выполнен с желобами.

На чертеже приведено предлагаемое устройство, продольный разрез

На футерованную емкость 1 установлена головка 2 и герметично соединена с емкостью . Нижн   часть головки образует с внутренней поверхностью емкости кольцевую полость 3 - рабочее пространство агрегата , герметизируемое в процессе его работы снизу расплавом Сквозна  полость 4 головки сообщена с газоотвод щим трактом агрегата, ведущим к установкам утилизации тепла и газоочистки (не показано). Дл  подачи жидких компонентов шихты в агрегат в стекке головки установлен перекрываемый металлопровод 5 Здесь же могут быть установлены перекрываемые течки дл  подачи сыпучих материалов в агрегат из расходных бункеров (не показаны) Шлакова  летка б введена в полость головки снизу и установлена вертикально. Дл  подачи реагентов (газа, пара, воды и других) в шлак, поступающий в шлаковую летку, имеетс  канал 7, расположенный в полости головки над шлаковой леткой. Этот канал выполнен охлаждаемым или защищен футеровкой, исключающей его тепловое разрушение. Головка , шлакова  летка и канал установлены соосно, при этом шлакова  летка выполнена уширенной книзу с конусностью, близкой к углу раскрыти  потока шлака, подающего через полость летки в гранул тор , что обеспечивает наиболее благопри т- ные услови  дл  эвакуации шлака и продуктов гранул ции, организации тепло- массообменных процессов, эксплуатации агрегатов.

Поперечные размеры рабочего пространства агрегата, полости головки и шлаковой летки практически ничем не ограничены и выбираютс  из услови  решаемой технологической задачи. При этом от- ношение минимальной площади

поперечного сечени  полости шлаковой летки к площади поперечного сечени  полости головки должно составл ть 0,3-0,7 (при значении рассматриваемого параметра менее

0,3, ухудшаютс  услови  эвакуации продуктов гранул ции, а при более 0,7 не обеспе- чиваютс  оптимальные услови  массообмена в пространстве между голо- вкой и шлаковой леткой). При выборе оптимального расположени  верхнего торца шлаковой летки исход т из того, что чем выше относительно нижнего среза головки (расположение которого определ ет высоту рабочего пространства 3 агрегата надуровнем расплава в емкости 1 и рассто ние от днища емкости до этого уровн ) расположен этот торец, тем больше высота столба в полости между головкой и шлаковой леткой, определ юща  давление газа в рабочем

пространстве 3. Дл  лучшей организации потока шлака в полости шлаковой летки в ее верхней части предусмотрены желоба 8, направленные к оси шлаковой летки и обеспе- чивающие образование общего

вертикального падающего потока шлака соосно шлаковой летке и неконтактирующего с ней (возможен вариант, когда по услови м гранул ции шлак проходит через полость летки отдельными стру ми). Дл  предотвращени  попадани  в шлаковую летку шихтовых материалов, вводимых в емкость 1 по металлопроводу 5 или из течек, сообщенных с полостью 2 головки, к нижней части канала подсоединен конус 9, выполненный из огнестойкого материала (возможно охлаждаемый ) Размеры конуса в плане превышают поперечные размеры верхней части полости шлаковой летки, но не преп тствуют проходу в газоотвод щих тракт газообразных

продуктов плавление и гранул ции шлака. С целью изменени  положени  нижнего среза канала (и конуса), он закреплен с возможностью вертикального перемещени , что позвол ет регулировать интенсивность

взаимодействи  струи реагентов со шлаком. Реагенты (газ, пылегазовую смесь и другие) в емкость подают через фурмы 10, расположенные в днище емкости (возможно - в ее боковых стенках и в головке). Дл  выпуска

0 металла из емкости предусмотрено выпускное отверстие 11. Теплова  работа агрегата обеспечиваетс  плазмотронами 12 или (и) электродами 13, введенными в рабочее пространство агрегата через герметизируемые

5 отверсти . Возможно использование других источников тепла Шлакова  летка герметично соединена с гранул тором 14. В рассматриваемых услови х герметичность соединени  обеспечиваетс  погружением

шлаковой летки под уровень воды в гранул торе на заданную глубину и крышкой 15, котора  совместно с пароотвод щйми устройствами (пар отводитс  в газоотвод щий тракт агрегата, - не показано) исключает поступление пара в подагрегатное пространство . При сухой гранул ции шлаковую летку герметично соедин ют с корпусом гранул тора. Агрегат оснащен системой контрол  и управлени  осуществл емым процессом.

П р и м е р 1. Работа в периодическом режиме.

После загрузки в емкость 1 требуемого количества кусковых компонентов шихты из расходных бункеров, сообщенных с полостью 4 головки 2, по металлопроводу 5 заливают в емкость необходимое количество рафинируемых металла (возможно и синтетического шлака). При этом независимо от объема жидкого металла и шлака, заливаемых в емкость 1, уровень расплава в емкость никогда не превышает уровн  нижнего среза головки 2, так как поступлению расплава в кольцевую полость 3 преп тствует рабочее давление газа в этой полости (давление газа, вдуваемого через фурмы 10 и плазмотроны 12), превышающее давление максимального столба расплава в полости 4 головки. В этих услови х вдуваемые в полость 3 реагенты и жидкий шлак, образующийс  от их взаимодействи  с металлом, будут поступать из полости 3 в полость головки под уровень расплава в ней. Независимость уровн  расплава в рабочем пространстве агрегата от количества вводимых в него реагентов , интенсивности шлакообразовани  и других обеспечивает устойчивую тепловую работу нагревательных устройств (плазмотронов 12, электродов 13 и других). При этом в зависимости от массы металла в агрегате (массы садки) представл етс  возможным вести процесс при установленной оптимальной толщине сло  жидкого шлака в емкости 1 или без наличи  сло  жидкого шлака на поверхности металла в этой емкости (когда уровень металла расположен на уровне нижнего среза головки 2 или когда граница раздела шлак-металл расположена в полости головки).

Подача газообразных продуктов рафинировани  (дыма) из рабочего пространства

3агрегата под уровень расплава в полости

4головки обеспечивает не только более полное использование реагентов, вдуваемых в рабочее пространство, но и боле е полную очистку дыма от пыли, т.е. расплав в полости головки работает как пенный фильтр.

В рассматриваемых услови х степень вспенивани  шлака может быть получена как угодно высокой без нарушени  границы

раздела шлак-металл, т.е. без образовани  шлакометаллической эмульсии (например, путем увеличени  расхода газа в полость 3 через плазмотроны 12). Расход тепла и реа- 5 гентов поддерживают так, чтобы при заданной скорости нагрева и рафинировани  металла обеспечивалось получение требуемого количества шлака с установленной температурой. При поступлении шлака в по- 10 лость летки 6 по каналу 7 начинают подавать реагенты с установленным расходом (например , газ или пар с целью предварительного раздроблени  и охлаждени  шлака). Из полости летки шлак поступает непосредст- 15 венно в гранул тор 14, где подвергаетс  гранул ции. Образующие при этом газо-, паро- и пылеобразные продукты гранул ции поступают в шлаковую летку в противотоке с поступающим в грану  тор шлаком и вза- 0 имодействуют с ним, в результате чего пылевидные продукты гранул ции частично ассимилируютс  жидким шлаком, а образующийс  пар используетс  дл  охлаждени  сначала шлака, а затем в полости 4 головки 5 - отход щего из агрегата дыма, что .способствует повышению эффективности газоочистки . Интенсивность взаимодействи  струи реагентов со шлаком регулируют расходом реагентов, а также положением нижнего 0 среза канала 7, перемеща  его в вертикальной плоскости

Тепло продуктов гранул ции, как и дыма , утилизируетс : используетс  дл  получени  пара, электроэнергии. 5 Образующийс  в бассейне гранул тора граншлак извлекают из бассейна эрлифтом, элеватором или при помощи другого известного устройства. После окончани  процесса рафинировани  прекращают подачу реаген- 0 тов по каналу 7, системы агрегата перевод т на холостой ход и выпускают плавку через отверстие 11. Затем операции повтор ют.

П р и м е р 2. Работа в непрерывном режиме.

5 В установившемс  режиме работы агрегата (расход мелкодисперсных компонентов шихты, жидкого промпродукта, газа и тепла соответствует заданному расходу металла через выпускное отверстие 11 и шлака через летку 6 с установленным химсоставом и тем- 0 пературой) по каналу 7 подают в струю шлака с установленным расходом реагенту (газ, пар, реформирующие или другие добавки). Возможность воздействовать реагентами на предварительно вспененный шлак не- 5 посредственно перед его поступлением из агрегата в шлаковую летку позвол ет начать процесс гранул ции (реформации и других) при максимальной температуре шлака, что позвол ет улучшить услови  процесса обработки шлака, повысить качество гранул та (например, получать гранул т с высоким содержанием стекловидной фазы и хорошей измельчаемости).

Использование мелкодисперсных компонентов шихты позвол ет получать металл из полуфабрикатов (аглоруды, каменноугольного штыба, уноса из газоочистки и про- чих),- исключить при этом операции агломерации, производства окатышей, кокса , что не только способствует повышению эффективности металлургического производства , но и существенно снижает отрицательное вли ние этого производства на окружающую среду.

Предлагаемое устройство позвол ет концентрировать производственные мощности с целью снижени  капитальных и экс- плуатационных затрат, эффективно осуществл ть безотходные металлургические процессы переработки малоценного сырь , улучшить услови  труда, обеспечить выполнение самых жестких требований по защите окружающей среды.

Claims (3)

1.Устройство дл  гранул ции шлака, включающее плавильный агрегат, шлакова  летка которого сообщена с полостью головки , канал подачи реагентов в шлак и грану- л тор, отличающеес  тем, что, с целью повышени  эффективности процесса гранул ции , экономии ресурсов и улучшени  экологии , головка установлена над плавильным агрегатом, герметично соединена с ним, образу  по периферии кольцевую полость, шлакова  летка смонтирована по центру плавильного агрегата, верхн   часть ее расположена в центре полости головки, а нижн   герметично соединена с гранул тором. смонтированным под плавильным агрегатом, а канал подачи реагента смонтирован в центре полости головки над шлаковой леткой соосно ей.

2.Устройство по п. 1,отличающее- с   тем, что канал дл  подачи реагентов выполнен с конусом в нижней части и установлен с возможностью вертикального перемещени .

3.Устройство по пп. 1и 2, отличающее с   тем, что верхний торец шлаковой летки выполнен с желобами,

7J