Гранулятор расплава
Патент 1000090
Авторы
Гранулятор расплава
Иллюстрации
Реферат
ОП ИКАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советскик
Социалистических
Республик
t»>1 000090 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 28, 10. 81 (21) 3348795/23-26
f$g) М. g .ç с присоединением заявки ¹â€”
{23) Приоритет—
В 01 3 2/06
С 04 В 5/02
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий (531УДК 66,099, . 2 (088. 8) Опубликовано 2802.83. Бюллетень ¹ 8
Дата опубликования описания 28.02,83
В.Н.Бойко, О.Г.Федоров, Н.П.Бу (72) Авторы изобретения (71) Заявитель
Днепропетровский ордена трудового 1..металлургический ин (54) ГРАНУЛЯТОР РАСПЛАВА
Изобретение относится к грануляции расплавленных шлаков или других материалов и может быть использовано в металлургической, химической, абра-зивной и других отраслях промышленности, в частности в технологии производства титана, Для получения гранул иэ расплавденной массы применяются различные устройства и аппараты. Известно устройство для получения частиц из огненно-жидких расплавов, содержащее корпус с коаксиально расположенными кристаллиэатором переменного сечения, всасывающие патрубки, канал для ввода воды в кристаллизатор, и снабженное присоединенной к нижней части корпуса центробежной форсункой { 1 1.
Недостатком указанного устройства является то, что при поступлении закрученного потока расплава в кристаллизатор частицы расплава охлаждаются с максимальной скоростью в начальный момент времени. По мере выравнивания скоростей активного агента и частиц расплава скорость охлаждения гранул расплава снижается, что сказывается на свойствах получаемого продукта, в частности íà его кристаллической структуре: кристаллы имеют относительно большие размеры.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является струйный апяарат для грануляции расплава, содержащий корпус с кожухом,, расположенный внутри него всасывающий и подводящие патрубки, вихревую
10 кам „-у с сужающимся к центру параболическим профилем и диффуэор, в котором над всасывающим патрубком установлена сквозная цилиндрическая втулка (2 ).
Недостаток известного аппарата . заключается в относительно низкой скорости охлаждения частиц расплава в диффуэоре, не позволяющей получать продукт с необходимыми свойствами, в частности мелкокристаллические гранулы титанового шлака. Это связано с тем,.что относительно большая скорость охлаждения гранул расплава активным агентом достигается при наиболее благоприятных условиях теплообмена, когда их относительные скорости велики, В дальнейшем частицы приобретают скорость активного агента и интенсивность теплообмена (охлаждения) гранул снижается, 1000090
Цель изобретения — повышение качества получаемых гранул за счет увеличения скорости их охлаждения.
Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем корпус с кожухом, расположенные внутри него всасывающий и подводящие патрубки, вихревую камеру с параболическим
)профилем, сужающимся к центру, и диффузор, снабженный цилиндрической втулкой, установленной над всасывающим патрубком диффузор снабжен шнеком, установленным во втулке с возможностью вертикального перемещения, при этом соотношение шага шнека к диаметру втулки составляет.0,3-0,7, а 15 соотношение его высоты к диаметру втулки составляет 0,8-.1,5.
Шаг шнека составляет 0,3-0,7 диаметра D втулки, а высота h шнека
0,8-1,5 диаметра,0 втулки. При этом нижний предел шага 5 и верхний предел высоты h шнека выбраны из условий создания небольшого гидравлического сопротивления при движении пульпы через диффузор и, в частности,ъ5 втулку, а верхний предел шага б и нижний предел высоты h — из условий торможения гранул о стенки шнека.
На чертеже показан общий вид гранулятора расплава, 30
Внутри корпуса 1 с цилиндрическим или конусообразным кожухом 2 расположены всасывающий патрубок 3 для отсоса расплавленного материала, подводящие патрубки 4 для ввода активного агента в вихревую камеру 5 с сужающимся к центру параболическим профилем и диффузор 6. В корпусе 1, состоящим из двух частей, расположены прокладки 7 для регулирования скоРости выхода активного агента иэ вих — 40 ревой камеры 5, В диффузоре 6 установлена цилиндрическая втулка 8, внутри которой над всасывающим патрубком 3 размещена с возможностью перемещения вдоль вертикальной оси винтообразная вставка 9 в виде шнека со штоком 10, выходящим из расположенного сверху диффузора 6 отводящего патрубка 11 через сальниковое уплотнение 12 и снабженным меховиком у
13.
Гранулятор расплава работает следующим образом„
Активный агент, например, воду подают в вихревую камеру 5 через под-55 водящие патрубки 4, При выходе из камеры 5 активный агент создает над всасывающим патрубком 3 разрежение, эа счет чего осуществляется отсос расплавленного материала из ванны или другой емкости (не показана).
Кожух 2 корпуса 1 препятствует попаданию застывших кусков материала, плавающих на поверхности расплава, во всасывающий патрубок 3 и способствует равномерному его прогреву, что предотвращает образование пробок.
В области над всасывающим патрубком 3 и в диффузоре 6 внутри втулки
8 активный агент контактирует с расплавленным материалом и здесь же происходит дробление расплава с одновременным его охлаждением и транспортировкой в отводящий патрубок 11 и далее в сепаратор-отстойник (не показан). Сквозная цилиндрическая втулка 8, установленная в диффузоре
6 над патрубком 3, препятствует выхлопу воды в расплав в начальный пеРиод работы аппарата до образования гарнисажа во всасывающем патрубке
3 и выхода аппарата на стационарный
Режим работы. Скорость активного агента, выходящего из вихревой камеры 5, оказывает влияние на величину получаемых гранул, что регулируется с помощью прокладок 7.
Для интенсификации теплоообмена, обусловленного увеличением скорости активного агента относительно гра-нул, в диффуэоре 6 внутри втулки 8 над всасывающим патрубком 3 размещен с возможностью вертикального перемещения шнек 9. При движении пульпы по шнеку 9 гранулы тормозятся о его стенки. 3а счет этого увеличивается скорость движения активного агента относительно гранул и возрастает скорость охлаждения частиц. Перемещение.шнека 9 относительно вертикальной оси, осуществляемое вращением штока 10 в сальниковом уплотнении 12 с помощью маховика 13, позволяет регулировать скорость охлаждения гранул. Увеличивая зазор между всасывающим патрубком 3 и шнеком 9, скорость охлаждения гранул снижается и наоборот, при отсутствии этого зазора скорость охлаждения гранул максимальная.
В таблице представлены результаты испытаний предлагаемого устройства при грануляции расплава титанового шлака с удельным расходом активного агента-воды 10 — 12 л/кг шлака и при отсутствии зазора между всасывающим патрубком 3 и шнеком 9.
1000090
Величина кристаллов гранул, мкм.
Шаг шнека
Сопротивление аппарата, мм рт. ст.
Опыт
80-85
5 10
4 ° 10 1 10
О, 1 .10.
65-70
250
0,02Э
О,ЗЪ
0,7D
0,8Ý
0,7D
65-70
65-70
70-75
120
77
500 10
500 10
290 ° 106
20-25
20-25
25-30
253
0,89
125
65-70
30 10
1000 10
1000 110
298
1, 533
137
470 10
40-10
1000 10
86
326
1„6D
1000 10
480 к10
159
104
50 10
102
0,2>
0,39
О, 7 )
0,8Э
О, 2 )
О,ÇD
О, 7 .Ь
О, 83)
0,2Ý
О,ЗЪ
0,7>
О,SD
Высота шнека, Скорость охлаждени гранул, град/с
15-20
15-20
25-30
65-70
15-20
15-20
25-30
65-70
1000090
Формула изобретения
ВНИИПИ Заказ 1214/5 Тираж 535 Подписное
Филиал ППП "Патент",г.ужгород,ул.Проектная,4
Предлагаемое, устройство позволяет интенсифицировать процесс теплообмена между гранулами получаемого продукта и активным агентом за счет увеличения относительной скорости активного агента и тем самым увеличить скорость охлаждения гранул с 1,0 до
10 град/с, регулировать скорость охлаждения гранул в пределах 10
109 град/с за счет перемещения шнека вдоль вертикальной оси и получать 10 качественно новый продукт, при этом величина кристаллов гранул титанового шлака уменьшается с 80 — 85 до
15 — 30 мкм.
Гранулятор расплава, содержащий корпус с кожухом, расположенные внутри него всасывающий и подводящие патрубки, вихревую камеру с параболическим профилем, сужающимся к центру, и диффузор, снабженный цилиндрической втулкой, установленной над всасывающим патрубком, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения качества получаемых гранул за счет увеличения скорости их охлаждения, диффузор снабжен шйеком, размещенным во втулке с возможностью вертйкального перемещения, при этом отношение шага шнека к диаметру втулки составляет 0,3 — 0,7, а отношение высоты его к диаметру втулки составляет 0,8—
1,5.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
Р 648543, кл. С 04 В 5/00, 1979.
2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2882862/23-26, кл. В 01 3 2/06, 28.12.79.