УСТАНОВКА ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ШЛАКОВ Российский патент 1995 года по МПК C04B5/02 

Изобретение относится к металлургической промышленности и может быть использовано при переработке металлургических шлаков.

Известна установка для переработки шлакового расплава, содержащая копильник, желоб для расплава, кристаллизатор, при этом кристаллизатор выполнен в виде миксера с устройством для загрузки металлических шаров, соединенного с устройством для очистки их от охлажденного шлака, а миксер выполнен в виде наклонного барабана [1]
Недостатками установки являются ее большая металлоемкость, сложность в изготовлении и невозможность управлять процессом охлаждения шлака с целью получения продукции различного назначения.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является установка для переработки металлургических шлаков, содержащая заливочный желоб, рабочий желоб с дисками и металлическими шарами, охлаждающее устройство и узел выгрузки [2]
Недостатками установки являются то, что она не обеспечивает отделение шаров от шлака и проваливание частиц шлака через колосниковую решетку. Последнее приводит к тому, что установка переполнятся шлаком и ее необходимо отключать во избежание аварии.

И, кроме того, что наиболее важно, заливка расплава в установку осуществляется по желобу через центральное отверстие. Это приводит к тому, что высоковязкие расплавы и расплавы, содержащие крупногабаритные куски шлака или металла, не могут быть поданы в установку, так как загромождают желоб и мешают продвижению остальной части шлака. В ряде случаев приходится останавливать процесс и очищать желоб, что снижает производительность установки.

Целью изобретения является повышение производительности установки, ее надежности и расширение диапазона перерабатываемых шлаков.

Цель достигается тем, что в установке для переработки металлургических шлаков, содержащей заливочный желоб, рабочий желоб с дисками и металлическими шарами, охлаждающее устройство и узел выгрузки, рабочий желоб выполнен в виде набора неподвижных продольных колосников, образующих разомкнутую цилиндрическую поверхность, а диски закреплены на вращающейся оси, соединены между собой полками, перпендикулярными к неподвижным колосникам, и размещены в разъемах цилиндрической поверхности. Полки установлены с зазором к колосникам не менее 0,5 минимального размера металлических шаров, расстояние между полками составляет 0,1-0,3 длины окружности дисков, а их высота 1-3 максимального размера металлического шара. Величина разъемов цилиндрической поверхности не менее одного расстояния между полками.

На фиг.1 представлена установка для переработки металлургических шлаков, поперечный разрез; на фиг.2 то же, вид сверху.

Установка включает заливочный желоб, охлаждающее устройство, выполненное в виде набора неподвижных соединенных между собой колосников 2, образующих разомкнутую цилиндрическую поверхность, полки 3, закрепленные между дисками 4, металлические шары 5, емкость 6 для доохлаждения шлаковой продукции, транспортер 7 с перфорированными ячейками, транспортер 8.

Установка работает следующим образом.

Перед началом подачи шлака в установку диски 4 с закрепленными на них полками 3 приводятся во вращение, при этом часть металлических шаров, расположенных на неподвижных колосниках и одновременно между полками, начинают подниматься в месте с полкой по внутренней поверхности колосников. При достижении положения, когда угол между полкой с расположенными на ней шарами и горизонтальной осью вращения дисков достигает угла естественного откоса металлических шаров, они скатываются по наклонной поверхности. Дальнейшее вращение дисков повторяет эту ситуацию с каждой полкой и шарами, находящимися на ней.

Шлак из печи через заливочный желоб 1 попадает на движущуюся металлическую насадку из шаров 5, при этом при контакте шлака с шарами происходит резкое охлаждение шлака с переходом его из жидкого состояния в хрупкопластичное и намораживание на поверхности металлического шара. Благодаря движению шаров и соударению между собой происходит разрушение хрупких частиц шлака, проваливание их через насадку шаров 5 и неподвижные колосники 2. При попадании в установку через заливочный желоб 1 твердых частиц шлака происходит их дробление и проваливание через колосники. При непрерывном вращении дисков 4 с закрепленными на них полками 3 происходит постоянный обмен шаров, непосредственно контактирующих со шлаком, чем и обеспечивается теплообмен между ними. Провалившиеся через колосники частицы шлака (щебень) попадают в емкость 6 для доохлаждения шлака, частично заполненную водой. Внутри емкости по транспортеру 7 закреплены перфорированные ячейки, которые захватывают шлак и выносят его из емкости. Далее шлак попадает на транспортер 8 и на склад готовой продукции.

Необходимость установления зазора между полками и колосниками на величину не более 0,5 минимального размера металлических шаров диктуется тем, что при зазоре более этой величины происходит частичное проваливание металлического шара между полкой и колосниками. Это сопровождается заклиниванием установки и резким увеличением усилий на перемещение шаров по колосникам.

Установлено, что усилия, которые нужно приложить для перемещения металлических шаров, зависят от количества полок, участвующих в процессе перемещения, и количества шаров, расположенных на одной полке. С этой точки зрения увеличение числа полок и, соответственно, уменьшение расстояния между ними снижает величину необходимых усилий для перемещения шаров. В то же время уменьшение расстояния между полками приводит к тому, что крупные куски шлака не пройдут в установку, застревая между полками.

В связи с этим экспериментально установлено, что в зависимости от диаметра цилиндра и, соответственно, дисков, между которыми закреплены полки, расстояние между ними должно быть в пределах 0,1-0,3 длины окружности дисков. При расстоянии между ними более 0,3 длины окружности дисков, количество полок составляет не более двух, что не обеспечивает эффективного передвижения шаров. Высота полок также значительно влияет на угол подъема шаров и их динамические усилия при дроблении расплава и твердых шлаковых включений. Захват полкой большого количества шаров (более 3) приводит к большому углу подъема части шаров и их неупорядоченному сбросу, что нарушает теплообмен между шарами и шлаком. Результаты экспериментов приведены в табл.1-4.

Преимуществом установки является то, что она позволяет принять шлак без специального желоба, любой жидкотекучести и с включениями затвердевших кусков шлака и металла. Последние могут появляться при сливе шлака из электропечи, из которой при наклоне печи вместе со шлаком сходит часть металлической завалки. Использование ранее известных установок, где расплав подается через центральный шлакоподводящий желоб, не представляется возможным.

Сущность изобретения: установка для переработки металлургических шлаков состоит из заливочного желоба, рабочего желоба в виде набора неподвижных продольных колосников, образующих разомкнутую цилиндрическую поверхность дисков, закрепленных на вращающейся оси и соединенных между собой полками, перпендикулярными к неподвижным колосникам и размещенных в разъемах цидиндрической поверхности металлических шаров, охлаждающего устройства и узла выгрузки. Полки установлены с зазором к колосникам не более 0,5 минимального размера металлических шаров, расстояние между полками составляет 0,1-0,3 длины окружности дисков, а их высота 1-3 максимального размера металлического шара. Величина разъемов цилиндрической поверхности не менее одного расстояния между полками. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. 4 табл.

1. УСТАНОВКА ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ШЛАКОВ, содержащая заливочный желоб, рабочий желоб с дисками и металлическими шарами, охлаждающее устройство и узел выгрузки, отличающаяся тем, что рабочий желоб выполнен в виде набора неподвижных продольных колосников, образующих разомкнутую цилиндрическую поверхность, а диски закреплены на вращающейся оси, соединены между собой полками, перпендикулярными к неподвижным колосникам, и размещены в разъемах цилиндрической поверхности. 2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что полки установлены с зазором к колосникам на величину не более 0,5 минимального размера металлических шаров, расстояние между полками составляет 0,1-0,3 длины окружности дисков, а их высота 1-3 максимального размера металлического шара. 3. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что величина разъемов цилиндрической поверхности равна не менее одного расстояния между полками.