Способ производства гранулированного шлака во вращающемся барабане и устройство для его осуществления

Способ производства гранулированного шлака во вращающемся барабане и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Сущность изобретения: сливают расплав шлака в гидрожелоб, выносят его из гидрожелоба струями воды, термически дробят при температуре, при которой возникают максимальные напряжения в шлаке с последующим охлаждением в слое воды внутри барабана, обезвоживают и подсушивают гранулированный шлак. Шлак после выноса из гидрожелоба подают в слой воды внутри барабана с образованием единой глыбы, охлаждают последнюю до температуры ниже температуры, при которой возникают максимальные напряжения в шлаке, на 100-200°С . а затем перемещают глыбу шлака в полости барабана вдоль его продольной оси на фильерную поверхность с продольными ребрами, где .обезвоживают при температуре не ниже 200°С. Устройство содержит гидрожелоб, наклонный барабан, разделенный на секции поперечными кольцевыми перегородками с расположенными перед первой из них по ходу перемещения материала перегружателями материала. Выгрузочная часть перегружателей материала проходит через перегородку, а загрузочная перед перегородкой примыкает вплотную к поверхности барабана водоотделитель . Устройство снабжено обратным перегружателем отфильтрованной воды. Барабан выполнен с экраном, смонтированным с возможностью перемещения вдоль продольной оси перед спиральными перегружателями материала, периферийные части которых имеют форму цилиндра, переходящего к центру барабана в конус с вершиной в сторону экрана, а центральные части выполнены в виде жалюзей. Обратные перегружатели отфильтрованной воды установлены между первой и второй перегородками в барабане. Цилиндрический жалюзийный водоотделитель установлен за второй перегородкой и выполнен с наружной конусной обечайкой с вершиной в сторону разгрузочной части барабана С внутренними продольными ребрами. 2 ил. XI СО 2 о

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

» БЦ 1782949 А1 (я)э С 04 В 5/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (OCllATEHT CCCP) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. (21) 4863962/33

2 шлака в полости барабана вдоль его npo(22) 18.07.90 (46) 23.12.92, Бюл. N. 47 (71) Уральский научно-исследовательский и проектнйй институт строительных Материадольной оси на фильерную. поверхность с продольными ребрами, где .обезвоживают при температуре не нйже 200 С. Устройство содержит гидрожелоб, наклонный барабан.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому ре-. зультату является способ производства грпнулированного шлака, включающий обработку расплава струями воды в гидрожелобе, охлаждение в слое воды внутри

Изобретение относится к области переработки металлургических шлаковых расплавов и может использовано на пред.приятиях черной и цветной металлургии, а

: также химической промышленности для производства гранулированного шлака.. лов и.Ленинградский государственный на-. разделенйый на секции поперечнйми кольучно-исследовательский и проектный цевыми перегородками с расположенными ийститутосновной химической промышлен- . перед первой из них по ходу перемещения ности .. ..: .. материала перегружателями материала. (72) В.П.Соснин, Б.И.Конышев, Л.Н.Реуто- . Выгрузочная часть перегружателей матери: вич, М.П.Арлиевский и В.И.Минин . ала проходит через перегородку, а эагрузоч(56) 1. Авторское свидетельство СССР: нвя перед перегородкой примыкает

М 1257065, кл.С 04 B 5/02, 1984. : .. вплотную к поверхности барабана водоо г(54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ГРАНУЛИ- делитель. Устройство снабжено обратным

РОВАННОГО ШЛАКА ВО ВРАЩАЮЩЕМСЯ перегружателем отфильтрованной воды. БьБАРАБАНЕ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУ- рабан выполнен с экраном, смонтированЩЕСТВЛЕНИЯ: ным с возможностью. перемещения вдоль 3 (57) Сущность изобретения: сливают рас- продольной оси перед спиральными пере-, плав шлака в гидрожелоб, выносят его из гружателями материала, периферийные чагидрожелоба струями воды. термйчески сти которых имеют форму цилйндра, дробят при температуре, при которой воз- переходящего к центру барабана в конус с никают максимальные напряжения в шлаке вершиной в сторону экрана, а центральные с последующим охлаждением в слое воды частивыполнены ввидежалюзей.Обратные внутри барабана. обеэвоживают и подсуши- перегружатели отфильтрованной воды уставают гранулированный шлак. Шлак после новлены между первой и второй перегородвыноса иэ гидрожелоба подают в слой воды камй в барабане. Цилиндрический внутри барабана с образованием единой жалюзийный водоотделитель установлен эа глыбы, охлаждают поеледнюю до темпера- - второй перегородкой и выполнен с наружтуры ниже температуры, при которой возни- . ной конусной обечайкой с вершиной в стокают максималыяые напряженйя в шлаке, рону разгрузочной части барабана С на 100-20p Cl, а затем перемещают глыбу внутренними продольными ребрами. 2 ил.

ЪГ

1782949

45

3 вращающегося цилиндрического барабана и последующее обезвоживание и подсушку гранулированного шлака при пересыпании внутри цилйндрического барабана с отводом воды через сетчатые водоотделители, 5 установленные в отверстиях корпуса барабана. ,Устройство для производства гранулированного шлака содержит гидрожелоб, - .вращающийся йаклонный барабан с отвер- 10 стиями в боковой поверхности;. перекрытыми сетчатыми водоотделителями, разделенный нэ секции поперечными кольцевыми перегородками. Перед первой перегородкой по ходу перемещения 15 материала расположены перегружатели материала, выгрузочная часть которых прохо- . дит через перегородки, а загрузочная перед перегородкой примыкает вплотную к поверхности. барабана.:: -: .. 20

Недостатком способа и устройства его осуществляющего является повышенная влажность йолучаемого гранулированного шлака вследствие его переохлаждения в зоне охлаждения, в барабане, так как он при 25 сходе с желоба распределяется таким слоем в нижней части сечения барабана в слое воды, направляющей его и дополнительно орошается водой сверху иэ гидрожелобэ.

Зто отнимает тепло шлака, требующееся в 30 дальнейшем для его подсушки, В результате такого охлаждения шлак полностью распадается на гранулы в воде, что увеличивает скорость теплоотдачи и его температура в этой зоне не превышает температуры воды, т,е. не более 80-90 С. Как показывает расчет при такой температуре тепла шлака явно .недостаточно для его подсушки до влажности мене 5, при которой граншлак не смерзается. Увлажнению шлака, способ- 40 ствует также локальный отвод воды в зоне

- водоотдвления барабана через окна в его корпусе. Вода выделяется иэ шлака путем фильтрации по всей площади его контакта со стенкой корпуса; а отводится только в местах отверстий.. На тех участках. где нет отверстий, отделившаяся вода при вращении барабана .захватывается материалом, поднимается им и при ссыпэнии снова увлажняет шлак. При пересыпании материала 50 пройсходит усреднение влажности по сечению слоя шлака. Таким образом, известным способом и устройством невозможно пол-учение гранулированного шлака пониженной (менее 5 ) влажности.

Целью изобретения является получение гранулированного шлака с влажностью менее 5 эа счет полного использования тепла шлакового расплава.

На фиг. 1 показан продольный разрез устройства для производства гранулированного шлака на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1.

Устройство состоит из гидрожелоба 1 с экраном 2, который размещен внутри корпуса 3 вращающегося наклонного цилиндри- ческого:барабана; Со стороны гидрожелоба

1 корпус 3 барабана охвачен парогазовой камерой 4, а к торцу корпуса 3 прикреплен переливное кольцо 5 с жалюзийным водоот- . делителем 6, имеющим.внутренние npe . дольные. ребра. 3а экраном 2 внутри корпуса 3 закреплена кольцевая поперечная церегородка 7 и конусная обечайка 8 с кольцевой перегородкой 9. Кольцевая перегородка 9 имеет прорези по наружному диаметру и опирается на конусную обечайку 8.

По внутренним вырезам перегородки 7 и 9 соединены между собой конусной обечайкой 10, Со стороны экрана к кольцевой пе- .: регородке 7 прикреплены спиральные перегружатели 11. Периферийная часть перегружателей 11 имеет цилиндрическую форму. переходящую к центру в конусную с вершиной в сторону экрана. Центральная часть перегружателей 11 выполнена в виде жалюзей 12.

Между перегородкамй 7 и 9 установлены обратные перегружатели 13,.разгрузочная часть которых вынесена перед перегородкой 7; За перегородкой 9 находится цилиндрический жалюэийный водоотдвлитель 14 с внутренними продольными ребрами 15, Зкран 2 установлен нэ подвижных вдоль оси барабана двух штангах 16.

Способ осуществляют следующим об-. разом.

Шлаковый расплав с температурой

1320-1360 С сливают в гидрожелоб 1, где поддвйствием струй воды производится его частичное диспергирование и охлаждение;

Как показывают .расчеты (В.С.Григорьев, Я.П.Гиндис. Определение оптимальных режимов охлаждения шлакового расплава в гидрожелобном устройстве, НИИСП Госстроя УССР, Киев, 1968, 40 с) время пребывания шлака в желобе 1 не превышает 1. сек;

Принимая коэффициент теплоотдачи шлака воде, равном 0,5 кВт/м К (А.Е.Шульмейстер. Разработка, исследование и внедрение способов мехайического дробления и охлаждения металлургических расплавов.

Автореферат диссертации. ВКИИМТ, Свердловск, 1987, 22 с), и суммарную площадь поверхности шлака в гидрожвлобе, равной

1 м при производительности 3,5 т/мин, как

2 показывают расчеты, шлак охладится в желобе не более чем на 100ОС. Следовательно, температура шлака на выходе иэ гидрожелоба будут более 1200 С и он сохранит свои

1782949 вязко-пластичные свойства. При выходе из гидрожелоба шлак вместе с водой соударяются с экраном 2 и отклоняются в нижнюю часть корпуса 3 барабана, которая между перегородкой 7 и переливным кольцом 5 заполнена водой. После отклонения экраном 2 шлак сосредоточенным потоком подается в вышеуказанный слой воды, воссоединяясь в глыбу с захватом части воды. Находясь в воде шлак в виде глыбы охлаждается и эатвердевает. Глыбу шлака охлаждают до температуры на 100-200ОС ниже температуры, при которой возникают максимальные напряжения. Температура охлаждения шлака определяется временем нахождения глыбы шлака в воде и регулируется перемещением экрана 2 с помощью штанг 16 относительно перегружателей 11.

По мере перемещения глыба шлака в полости корпуса 3 в результате его вращения шлак отводится из-под экрана и поступает на лопасти перегружателей 11, которыми эахватываетСя, поднимается из слоя воды и перегружается на жалюзийный водоотделитель 14, при этом по сечению шлака образуются и накапливаются температурные напряжения. При перегружении на жалюзях

12 осуществляется частичное обезвоживание шлака, что способствует сохранению шлаком тепла. Отфильтрованная на водоотделителе 14 вода стекает по конусной обе. чайке 8 к загрузочным частям обратных перегружателей 13, захватывается ими и перегружатеся в полость корпуса 3 барабана перед перегородкой 7, что также способствует снижению влажности получаемого граншлака и сохранению остаточного тепла.

Наибольший эффект термического дробления шлака наблюдается при температурах около 1000 С (А.Я,Тулаев и др, Дорожные одежды и использование шлаков, М., Транспорт, 1986, 38 с), При этих температурах в глыбе шлака создаются максимальные термические напряжения. При этом масса шлака ще в основном сохраняет свою форму, но по объему она пронизана микро- и макротре цинами. Снижение температуры глыбы ш. ака на 200-100 С относительно вышеук занной обеспечивает накопление температурных напряжений в глыбе шлака при нахождении в воде, а распад начинается на перегружателях 11 и в основном протекает и завершается на водоотделителе 14 при ериодичес ком подъеме и ссыпании на pet.ðëõ 15. как в результате развития темпера1урных напряжений, так и механических напряжений, возникающих в массе шлака при падении. Распад глыбы шлака на перегружателях после выноса ее из воды предотвращает излишнее увлажнение, что облегчает и повышает степень обезвоживания получаемого граншлака.

Температуру шлака при обезвоживании на водоотделителе 14 устанавливаются не ме5 нее 200 С, что обеспечивается поддерживанием температуры при охлаждении глыбы шлака перед перегружателем 11 не более, чем на 200 С, ниже температуры возникновения максимальных температурных напря10 жений в шлаке. После обезвоживания на водоотделителе 14 получаемый гланшлак пересыпается в корпусе 3 барабана, где за счет остаточного тепла расплава осуществляется его подсушка до влажности не более

15 5, додрабливание и окатывание, Пример конкретного осуществления способа.

На установке для производства гранулированного шлака- с барабанным холо20 дильником диаметром 800 мм и длиной 8000 мм перерабатывают шлак производства низкоуглеродистого феррохрома с соотношением СаО/3 02 = 1,8. который имеет тем пературу возникновения максимальных

25 температурных напряжений 1000 С. Расход расплава шлака в опытах был равен 100 кг/мин. Температуру шлака контролируют по трем зонам; в гидрожелобе, в барабане перед перегружателями и на обезвоживате30 ле. Регулирование температуры осуществляют регулированием расхода воды на грануляцию и перемещением экрана отно- . сительно перегружателей, Выходящий из барабана граншлак рассеивают по фракци35 ям и определяют влажность. Интенсивность процесса дробления определяют по доле выхода фракции > 5 мм, Результаты опытов приведены в табли. це, 40 Таким образом, результаты проведенных испытаний способа показывают, ч.:о при грануляции в, соответствии с данными режимами получается за счет утилизации и использовании тепла- шлака граншлак с

45 влажностью не более 5 .

Формула изобретения

1, Способ производства гранулирован-. ного шлака во врашающемся барабане путем слива расплава шлака в гидрожелоб, 50 выноса из гидрожелоба струями воды и тер-1 мическое дробление при температуре. пзи которой возникают максимальные напряжения в шлаке, с последующим охлаждением в слое воды внутри барабана, обезвожива55 ния и подсушки гранулированного шлака, отличающийся тем, что, с целью получения гранулированного шлака с влажностью менее 5% за счет полного использования тепла шлакового расплава, 1782949

8 шлак после выноса из гидрожелоба подают в слой воды внутри барабана с образбванием единой глыбы, охлаждают последнюю до температуры ниже температуры, при которой возникают максимальные напряжения в шлаке, на 100-200О, а затем перемещают 5 глыбу шлака в полости барабана вдоль его продольной оси на фильтрующую поверхность с продольными ребрами, где обезвоживают при температуре не ниже 200 С, 10 .2. Устройство для производства гранулированного шлака во вращающемся барабане; включающее гидрожелоб, наклонный барабан, разделенный на секции поперечными кольцевыми перегородками с распо- 15 ложенными перед первой из них по ходе перемещения материала перегружателями материала, выгрузочйЖГчасть" ко1 оры Гпроходит через перегородку, а загрузочная перед перегородкой примыкает вплотную к 20 поверхности барабана, и водоотделитель, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью получения гранулированного шлака с возможностью менее 5 за счет полного использования тепла шлакового расплава, оно снабжено обратным перегружателем отфильтрованной воды, барабан выполнен с экраном, смонтированным с возможностью перемещения вдоль продольной оси перед спиральными перегружателями материала, периферийные части которых имеют форму цилиндра, переходящего к центру барабана в конус с вершиной в сторону экрана, а центральные части выполнены в виде жалюзей, обратные перегружатели отфильтрованной водй установлены между первой и второй перегородками в барабане. цилиндрический жалюзийный водоотделитель установлен за второй перегородкой и выполнен с наружной конусной обечайкой с вершиной в сторону разгрузочной части барабана и внутренними продольными ребрами, 1782949 г 3 Ф 1gaуу ФУ 1Х

Составитель Г.Ильиных

Редактор M.Kóçíåöîâ Техред М.Моргентал Корректор T Палий

Заказ 4488 Тираж... Подписное

ВНИИПИ Государственного комйтета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-36, Раушская наб., 4/S

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101