SU1766858A1 - Устройство дл производства гранулированного шлака - Google Patents

Abstract

Сущность изобретени : устройство содержит гидрожелоб, вращающийс  барабан с парогазоводоотводной камерой с одной стороны и поперечной стенкой, фильтровальной поверхностью и улиточными перегр жател - ми с другой стороны. Устройство также содержит теплообменник, шламонакопитель и утепленный бак-отстойник с двум  отделени ми , соединенными через донные отверсти  и трубопроводы с задвижками между собой, со шламонакопителем и через теплообменник с гидрожелобом. 1 табл., 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к промышленности строительных материалов, минеральных удобрений, черной и цветной металлургии и может быть использовано дл  гранул ции доменных, электротер мо- фосфорных, никелевых, ферросплавных и других шлаковых расплавов.

Известно устройство дл  производства гранулированного шлака включающее гидрожелоб , вращающийс  барабан с головкой , шлакоотбойным кольцом и парогазоводоотводной камерой с одной стороны и поперечной стенкой и улиточными перегружател ми с другой стороны, а также фильтровальную поверхность, размещенную внутри корпуса, выгрузочную камеру и водоотводные воронки 1.

Особенностью устройства  вл етс  то, что эти процессы протекают последовательно практически без интервала во времени. Применение устройства позвол ет на первой ступени обезвоживани  сократить до минимума продолжительность контактировани  зерен гранулированного шлака с водой и тем самым на второй ступени обезвоживани  осуществить отфильтровгние еще гор чей воды из сло  еще гор чих зерен шлака, что существенно повышает эффективность этого процесса. Недостатком описанной установки  вл етс  то. что на первой ступени обезвоживани  от гранулированного шлака отдел етс  еще гор ча  вода. Во избежание повониенных потерь из-за испарени  во врем  гранул ции эта вода подвергаетс  охлаждению в градирне, что ведет с расходованию энергоресурсов, потер м воды в результате испарени  в градирне и уноса с брызгами. Кроме того, а это главное. безвозвратно тер етс  без использовани  тепло, которое шлак отдает воде в процессе гранул ции.

Целью изобретени   вл етс  экономи  энергоресурсов за счет утилизации тепла шлакового расплава.

Поставленна  цель достигаетс  гем. чти известное устройство дл  производства гранулированного шлака, включающее гидрожелоб, вращающийс  барабан с парогазоводоотводСО

С

vi о о со

U1

оо

ной камерой с одной стороны и поперечной стенкой фильтровальной поверхностью и улиточными перегружател ми с другой стороны , снабжено теплообменником и шламона- копителем и утепленным баком-отстойником с двум  отделени ми, соединенными через данные отверсти  и трубопроводы с задвижками между собой со шламонакопителем и через теплообменник с гидрожелобом.

На фиг. 1 изображена схема устройства; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.

Устройство включает гидрожелоб 1, который проходит через проемы в передней и задней стенках парогазоводоотводной камеры 2 с водосборной воронкой 3, проходит через головку 4, шлакоотбойное кольцо 5 и входит во внутрь цилиндрического корпуса 6 вращающегос  барабана, который поперечной стенкой 7 раздел етс  на две секции . Внешний контур шлакоотбойного кольца размещен на относе от внутренней поверхности цилиндрического корпуса, в результате чего между ними создаетс  кольцевой зазор. Со стороны гидрожелоба находитс  секци  первой ступени обезвоживани , с противоположной - секци  второй ступени обезвоживани .

В центральной части поперечной стенки имеетс  проем, через который проход т носки улиточных перегружателей 8. Внутри цилиндрического корпуса секции второй ступени обезвоживани  на относе от его внутренней поверхности находитс  цилиндрическа  фильтровальна  поверхность 9. Вблизи торца в стенках цилиндрического корпуса имеютс  отверсти , схваченные водосливными патрубками 10. Кольцевой зазор между торцами цилиндрического корпуса и фильтровальной поверхностью перекрыт подпорным кольцом 11.

Вблизи торца цилиндрический корпус .охвачен выгрузочной камерой 12 с парогазоводоотводной трубой 13. К нижней части выгрузочной камеры примыкают водосборна  воронка 3 и выгрузочный бункер 14. При этом водосливные патрубки наход тс  над водосборной воронкой 3 выгрузочной камеры 12, Снизу бункер перекрываетс  затвором-мигалкой 15 . Через торцовую стенку выгрузочной камеры во внутрь цилиндриче- ской сетчатой поверхности на всю ее длину введен воздухораспределитель 16 с возду- хоподающими насадками 17, обращенными к нижнему участку фильтровальной поверхности . Под затвором-мигалкой помещен транспортный конвейер 18.

Водосборна  воронка парогазоотводной камеры через трубопровод и центробежный насос 19 соединена с баком-отстойником 20, который помещен на постаменте 21. Бак-отстойник переливной стенкой 22 разделен на два отделени : гр зное и чистое, Снаружи отверсти  в боковых стенках оба отделени  бака-отстойника соединены между собой обводной трубой 24, оснащенной задвижкой 25. Через донные отверсти  оба отделени  бака- отстойника трубопроводами, оснащенными задвижками 26 и 27, соединены с теплообменником-каллорифером 28 и шламоприемником 29. При использовании в качестве теплоносител  воздуха теплообменник комплектуетс  нагнетательным вентил тором 30, при использовании воды центробежным насосом, который на схеме не показан.

Внутри чистого отделени  бака-отстойника находитс  датчик 31 уровн  нагретой осветленной воды, который может устанавливатьс  на заданную высоту. Исполнительным механизмом, который на схеме не показа, датчик уровн  св зан с приводом задвижки подачи чистой воды.

Центробежным насосом 32. системой трубопроводов и задвижек 33 и 34 теплообменник соедин етс  либо с гидрожелобом, либо через еще одно отверстие в стенке с чистым отделением бака-отстойника.

В устройство подведен трубопровод чистой воды, оснащенной задвижкой 35, который врезан в трубопровод дл  подачи осветленной охлажденной воды в гидрожелоб . При использовании в качестве теплоносител  воздуха теплообменник утепленным воздуховодом соединен с воздухораспределителем . При использовании в качестве теп- лоносител  воды теплообменник утепленным трубопроводом соединен с потребителем нагретой воды.

Устройство работает следующим образом .

В исходном положении все задвижки закрыты, насосы и вентил торы -еплооб- менника отключены, бак-отстойник опорожнен .

Технологический процесс начинаетс  с открыти  задвижки 34 подачи чистой воды, включени  насоса 19 подачи слабо осветленной воды в бак-отстойник 20 и включени  всего не показанного на схеме оборудовани , которое необходимо дл  нормальной работы устройства.

После этого производитс  подача шлакового расплава в гидрожелоб 1, где он подвергаетс  воздействию струй воды и распадаетс  на отдельные зерна-гранулы. Происходит гранул ци  шлака. При этом температура воды повышаетс  на 90-95°С, а температура шлака снижаетс  до 100- 300°С. Образуетс  гор чий поток водной шлаковой пульпы, котора  с большой скороСтью протекает по гидрожетюбу и баллистической траекторией выбрасываетс  в пространство , ограниченное цилиндрическим корпусом 6 вращающегос  барабана, шла- коотбойным кольцом 5 и поперечной стен- кой 7. Сначала поток шлаковой пульпы силой инерции перемещаетс  выше уровн  шлаковой пульпы внутри вращающегос  барабана , который определ етс  диаметром головки. Затем под воздействием сил грави- тации поток шлаковой пульпы опускаетс  вниз и смешиваетс  со шлаковой пульпой внутри барабана. Это происходит на участке внутренней поверхности цилиндрического корпуса, где размещены улиточные перегру- жатели 8. Они захватывают осевшие вниз зерна гранулированного шлака,а также воду , заполн ющую межзерновые пустоты, и перемещают их по другую сторону стенки внутрь цилиндрической фильтровальной по- верхности 9. При этом происходит сгущение пульпы. Отношение шлак: вода уменьшаетс  с первона ального значени  1:3-5 до значени  1:0,8-0,4. Последнее объ сн етс  тем, что перегружатели захватывают осевшие вниз зерна гранулированного шлака и только такое количество воды, которое может поместитьс  в межзерновых пустотах его рыхлой массы, то есть не более 50-30% по объему. В этом заключаетс  перва  сту- пень обезвоживани  шлаковой пульпы способом отстаивани .

Остальна  вода, вход ща  в состав пульпы, перемещаетс  в противоположном от перегружателей направлении, проходит через кольцевой зазор между шлакоотбой- ным кольцом 5 и внутренней поверхностью цилиндрического корпуса у его стыка с головкой и через нее перетекает в переднюю водосборную воронку 3. В это врем  проис- ходит начальна  стади  осветлени  отдел емой от граншлака воды Взвешенные в воде частицы шлака опускаютс  вниз и под слоем воды вместе с выпавшим из движущегос  по траектории потока шлаковой пульпы отдельными зернами гранулированного шлака перемещаютс  перекатыванием по нижней части цилиндрического корпуса в направлении перегружателей и смешиваютс  с основной массой гранулированного шлака. Таким образом в водосборную воронку попадает слабо осветленные стоки от первой ступени обезвоживани  гранулированного шлака. Они составл ют более 90%.

Сгущенна  шлакова  пульпа попавша  на фильтровальную поверхность, подвергаетс  второй ступени обезвоживани  способом фильтрации. Вода проходит через

макрокопилл ры образованные пустотами между зернами гранулированного шлака, и через  чейки фильтровальной поверхности, попадает на внутреннюю поверхность цилиндрического корпуса на участке между поперечной стенкой и подпорным кольцом 11, стекает по уклону цилиндрического корпуса , задерживаетс  подпорным котьцом и через водосливные патрубки 10 стекает в заднюю водосборную воронку 3. С собой вода увлекает мелкие частицы шлака. Небольшое количество последних проваливаетс  через  чейки фильтровальной поверхности. Смешива сь, вместе они образуют загр зненные стоки, которые по трубопроводу направл ютс  в шламоприемник 29. Слабо осветленные стоки насосом 19 попадают в гр зное отделение бака- отстойника 20, заполн ют его и через верхнюю кромку переливной стенки 22 перетекают в чистое отделение. В о врем  наполнени  и перемещени  от задней стенки бака-отстойника к перегородке 22 происходит осаждение частиц шлака, оставшихс  после начальной стадии осветлени  воды гранул ции .

Осветленна  вода заполн ет чистое отделение бака- отстойника до тех пор. пока она не достигнет датчика 3 уровн . Срабатывает его исполнительный механизм. Открываетс  задвижка 27 на трубопроводе, соедин ющем бак-отстойник и теплообменник 28, и после заполнени  его водой открываетс  задвижка 33 на трубопроводе между насосом 32 и гидрожелобом , закрываетс  задвижка 35 на

трубопроводе подачи чистой воды, включаютс  насос 32 и вентил тор 30,

В результате этих действий устройство выходит на стабильный режим работы, который характеризуетс  использованием дл  гранул ции шлака осветленных стоков и осуществлением непрерывной циркул ции воды в системе: гидрожелоб - цилиндрический корпус - водосборна  воронка - утепленный бак-отстойник - теплообменник - гидрожелоб и т.д.

Во врем  прохождени  через теплообменник гор ча  осветленна  вода охлаждаетс  потоком воздуха или воды, расходуемой дл  теплоснабжени . В первом случае нагретый воздух по воздуховоду поступает в воздухораспределитель 15 и через воздухе по дающие насадки 17 направл етс  на поверхность сло  обезвоживаемой сгущенкой шлаковой пульпы, котора  перемещаетс  по фильтровальной поверхности. Происходит сложный процесс, сочетающий обезвоживание и подсушивание шлакового

расплава. Перемеща сь по фильтровальной поверхности, сгущенна  шлакова  пульпа довольно быстро тер ет воду, наход щуюс  в межзерновых пустотах гранулированного шлака, и он из св зного переходит в рыхлое состо ние. На поверхности зерен остаетс  преимущественно механически св занна  вода. Дальнейшее1 обезвоживание такого влажного продукта способом фильтрации становитс  неэффективным.

Одновременно с обезвоживанием способом фильтрации под воздействием потока нагретого воздуха происходит испарение воды. Вначале относительное количество испарившейс  воды весьма незначительно. По мере ухода воды из межзерновых пустот значение фактора подсушивани  все более возрастает. Подсушиванию способствует то, что при вращении фильтровальной поверхности благодар  перекатыванию происхо- дит непрерывное обновление сло  подсушиваемого материала. На смену подсушенному перемещаетс  слой еще влажного гранулированного шлака. С фильтрующей поверхности подсушенный гранулированный шлак сбрасываетс  в выгрузочный бункер 14 и через затвор-мигалку 15 попадает на ленту транспортного конвейера 18,

В итоге осуществлени  процессов сгущени  шлаковой пульпы способами осажде- ни , обезвоживани  сгущенной шлаковой пульпы способом фильтрации и подсушивани , содержание воды снижаетс  до 2-3%. При такой влажности гранулированный шлакуже не подвержен смерзанию, что при- дает ему новое потребительское свойство.

В процессе гранул ции шлакового расплава и обезвоживани  шлаковой пульпы способом осаждени  происходит выделение из шлака токсичных газов и интенсив- ное испарение воды. Меньшее количество газов и паров воды .образуетс  во врем  обезвоживани  и подсушивани  шлаковой пульпы. Пары и газы собираютс  в парога- зоводоотводной 2 и выгрузочной камерах и отвод тс  через парогазоотводные трубы.

Испаривша с  в процессе гранул ции и содержаща с  в гранулированном шлаке вода уходит их технологического процесса. Количество воды в оборотной системе водо- снабжени  устройства постепенно уменьшаетс . В результате понижаетс  уровень осветленной воды в чистом отделении бака- отстойника. Срабатывает исполнительный механизм датчика 31 уровн  воды, открыва- етс  задвижка 35 на трубопроводе чистой воды и производитс  подпитка системы оборотного водоснабжени  устройства до тех пор, пока уровень воды не подниметс  до заданного.

Определенное нарушение стабильного режима работы устройства имеет место также во врем  кратковременных перерывов в подаче шлака на переработку, например, во врем  транспортировки опорожненных и свеженалитых шлаковозных ковшей. В этом случае закрываетс  задвижка 33 и открываетс  задвижка 34 на двух отрезках трубопровода дл  подачи осветленной воды от насоса 32 соответственно в гидрож(злоб и в чистое отделение бака-отстойника. После этого циркул ци  воды осуществл етс  по сокращенной системе оборотного водоснабжени : чистое отделение бака-отстойника - теплообменник - чистое отделение бака-отстойника и т.д.

Без притока тепла от шлакового расплава вода быстро охлаждаетс . Чтобы замедлить охлаждение воды и продолжать подсушивание гранулированного шлака теплым воздухом увеличиваетс  количество гор чей воды, котора  циркулирует в системе . С этой целью открываетс  задвижка 25 на обводной трубе 24 и чистое отделение бака-отстойника соедин етс  с гр зным. При этом в оборот ввод тс  только верхние более чисты слои слабо осветленных стоков, мало отличающихс  по степени загр знени  от осветленных. Они занимают весь объем гр зного отделени  бака-отстойника на высоте от верхней кромки перегородки до обводной трубы.

В процессе длительной эксплуатации устройства в нижних горизонтах гр зного отделени  бака-отстойника накапливаютс  мелкие фракции гранулированного шлака. Образуетс  шлам, который подлежит периодическому удалению. Дл  этого во врем  перерыва в производстве гранулированного шлака открываютс  задвижки 26 и 35. Чиста  вода по системе: гидрожедоС - цилиндрический корпус-сливна  воронка насосом 19 подаетс  в гр зное отделение бака-отстойника и смывает накопившийс  там шлам. Через донное отверстие по трубопроводу он стекает в шламоприемник.

Устройство дает значительный технический эффект, который в частности заключаетс  в следующем.

Использование теплообменника дл  охлаждени  гор чих стоков от первой ступени обезвоживани  пульпы гранулированного шлака, которые составл ют более 90% воды , расходуемой на гранул цию шлака, позвол ет отказатьс  от применени  градирни и тем самым сократить непроизводительный расход электроэнергии и потери воды. Это также позвол ет использовать тепло гор чих стоков либо дл  нагревани  воздуха и последующего с его помощью подсушивани  гранулированного шлака, либо дл  нагревани  оборотной воды системы теплоснабжени .

Подача гор чих стоков от первой ступени обезвоживани  в теплообменник через бак-отстойник позвол ет сократить содержание в стоках мелких частиц шлака и создать промежуточную емкость дл  гор чих стоков.

Утепление бака-отстойника позвол ет сократить потери тепла гор чими стоками от первой ступени обезвоживани .

Наличие в стенках гр зного и чистого отделений бака-отстойника водоотводных

10

Наличие трубопровода, соедин ющего данное отверстие гр зного отделени  бака- отстойника со шлакоприемником, позвол ет периодически освобождать его от накопившегос  на дне шлама.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  производства гранулированного шлака, включающее гидрожелоб, вращающийс  барабан с парогазоводоотвод- ной камерой с одной стороны и поперечной стенкой, фильтровальной поверхностью и улиточными перегружател ми с другой стороны , отличающеес  тем, что, с целью экономии энергоресурсов за счет утилизации

   / | ilQ I ЪП У1Г| WdlXbi WlWiV « vf - - ™ГТ -- -i.f

   отверстий, соединенных обводной трубой, а 15тепла шлакового расплава, оно снабжено тептакже трубопровода дл  подачи осветлен-лообменником, шламонакопителем и утеп- ных стоков из теплообменника в чистое отделение бака-отстойника после завершени 

   процесса гран ул ции увеличить длитель

   ленным баком-отстойником с двум  отделени ми, соединенными через донные отверсти  и трубопроводы с задвижками

   ность и обеспечить большую равномер- 20 между собой со шлаконакопителем и через ность утилизации тепла гор чих стоков.теплообменник с гидрожелобом.

   Основные режимные параметры и технические показатели устройства обеспечивающие осуществление способа в промышленных услови х.

   0

   Наличие трубопровода, соедин ющего данное отверстие гр зного отделени  бака- отстойника со шлакоприемником, позвол ет периодически освобождать его от накопившегос  на дне шлама.

   Формула изобретени  Устройство дл  производства гранулированного шлака, включающее гидрожелоб, вращающийс  барабан с парогазоводоотвод- ной камерой с одной стороны и поперечной стенкой, фильтровальной поверхностью и улиточными перегружател ми с другой стороны , отличающеес  тем, что, с целью экономии энергоресурсов за счет утилизации

   i.f

   5тепла шлакового расплава, оно снабжено теплообменником , шламонакопителем и утеп-

   ленным баком-отстойником с двум  отделени ми, соединенными через донные отверсти  и трубопроводы с задвижками

   Способ транспортировки шлакового расплава Количество шлака, сливаемого из шлаковозного ковша, т

   Интенсивность слива шлака, т/мин Расход воды на гранул цию шлакового расплава , м3/мин

   Емкость утепленного бака-отстойника

   гр зного отделени , м

   чистого отделени , м3

   обща , м

   Температура осветленной воды после выхода из теплообменника режим гранул ции режим циркул ции

   Температура воздуха, выход щего из теплообменника режим гранул ции режим циркул ции

   Диаметр цилиндрического корпуса, мм Длина цилиндрического корпуса на участке от конической головки до поперечной стенки , м

   Длина цилиндрического корпуса на участке от поперечной стенки до подпорного кольца , мм

   Длина головки, м Диаметр головки, м Длина фильтровальной поверхности, м Диаметр фильтровальной поверхности, м Тип фильтровальной поверхности Ширина щели сита щелевого, мм Частота вращени  цилиндрического корпуса , об/мин

   в шлаковозных ковшах 17,0

   5,0 20,0

   200 100 300

   60

   40

   50

   30 35

   100

   11 О

   0.75

   1,5

   Т1,0

   3,0

   сито щелевое 1 О

   фЦ2. 1