ОБЕЗВОЖИВАТЕЛЬ ГРАНУЛИРОВАННОГО ШЛАКА Российский патент 2012 года по МПК C04B5/02 

Изобретение относится к технике обезвоживания гранулированного шлака и предназначено в основном для использования в припечных установках для гранулирования металлургических шлаков.

Известен карусельный фильтр для обезвоживания гранулированного шлака, включающий карусель и установленные на ней коробки с перфорированными днищами, шарнирно подвешенными к одной из стенок корпуса фильтра (А.с. СССР №340438, опубл. 05.06.1972 г.) [1].

К недостаткам известного обезвоживателя [1] относятся: большая громоздкость, сложный механизм открывания и закрывания откидных днищ, абразивный износ трущихся поверхностей и значительная дороговизна из-за большого веса применяемой нержавеющей стали и трудоемкости изготовления.

Известен обезвоживатель, применяемый в составе установки для грануляции и обезвоживания металлургического расплава (А.с. СССР №1426956, опубл. 30.09.1988 г.) [2]. Известный обезвоживатель из установки [2] включает барабан с перфорированными стенками и выступающими в его полость перфорированными лопатками для транспортирования гранул в лоток выгрузки.

Недостатком обезвоживателя [2] является то, что он имеет в полости барабана только небольшие лопатки, которые приспособлены к быстрому транспортированию еще не полностью охлажденных частиц в лоток выгрузки, за счет чего достигается низкая влажность граншлака. В то же время обезвоживатель [2] не может обеспечить достаточной степени обезвоживания большого количества граншлака, уже остывшего в грануляционном бассейне.

Задача настоящего изобретения заключается в обеспечении обезвоживания граншлака, охлажденного в гранбассейне, с одновременным упрощением конструкции обезвоживателя и снижением материальных и денежных затрат на его изготовление.

Это достигается тем, что обезвоживатель гранулированного шлака содержит выполненный с возможностью вращения барабан с перфорированной обечайкой, внутри которого смонтированы элементы для транспортировки граншлака, устройство для подачи шлаководяной пульпы и самотечный наклонный лоток. Обезвоживатель отличается тем, что элементы для транспортировки граншлака в лоток выполнены в виде секторных коробок, образованных посредством радиальных стенок, установленных между торцевыми стенками барабана на всю высоту его кольцевой полости, обезвоживатель снабжен заслонкой для закрывания открытых проемов коробок со стороны центра барабана, при этом заслонка смонтирована прилегающей к верхней кромке самотечного лотка со стороны подъема коробок.

Заслонка для закрывания открытых проемов коробок со стороны центра барабана может быть выполнена полуцилиндрической и иметь щелевую перфорацию. Устройство для подачи шлаководяной пульпы может быть выполнено в виде патрубка, направленного в коробку, находящуюся в нижней передней четверти круга по ходу вращения барабана.

Кроме того, обезвоживатель снабжен, по меньшей мере, одним сопловым устройством на всю длину барабана для промывки или обдувки перфорированной обечайки с наружной стороны, ориентированным напротив опорожненных коробок.

Принцип действия заявленного изобретения основан на вращении барабана с перфорированной обечайкой и секторными коробками, смонтированными на всю высоту его полости, относительно горизонтальной оси. При вращении барабана коробки перемещаются в направлении подъема и спуска, и в верхней точке окружности барабана (в зените) опрокидываются, выгружая шлак. Со стороны центра барабана секторные коробки имеют открытые проемы, предназначенные для загрузки и выгрузки шлака, а для исключения преждевременной выгрузки в процессе подъема и обезвоживания - заслонку для закрывания этих проемов, прилегающую к верхней кромке самотечного лотка со стороны подъема коробок.

Благодаря наклонению коробки при движении вверх, слив поверхностной воды, накопленной над слоем шлака, происходит практически в самом начальном периоде процесса обезвоживания, что значительно ускоряет процесс фильтрации оставшейся между частицами шлака воды. Кроме того, при изменении положения коробки от вертикального до горизонтального и опрокинутого разрушается структура намытого при заполнении граншлака и увеличивается порозность укладки частиц шлака, что ускоряет фильтрацию остаточной воды, которая, стекая вдоль наклонной радиальной стенки коробки, попадает на криволинейную поверхность полуцилиндрической заслонки и через ее щелевую перфорацию перетекает во внутрь барабана, минуя нижние поднимающиеся коробки.

Благодаря отсутствию подвижных частей типа открывающихся днищ с роликами для выгрузки, значительно меньше изнашиваются части обезвоживателя, контактирующие с абразивными частицами граншлака. Перфорированное днище коробки (обечайка барабана) при выгрузке граншлака за счет переворачивания вообще не подвержено абразивному воздействию граншлака, а гладкие стенки коробок (радиальные перегородки) могут быть футерованы износостойкими материалами, например сплошной резиной или камнелитыми плитами.

Новый технический результат, достигаемый заявленным изобретением, заключается в повышении скорости фильтрации остаточной воды, снижении износа деталей обезвоживателя, контактирующих с абразивными частицами граншлака, упрощении конструкции.

Изобретение иллюстрируется рисунками, где на фиг.1 изображен обезвоживатель в осевом разрезе; на фиг.2 - в поперечном.

Обезвоживатель гранулированного шлака содержит корпус 1, барабан с перфорированной обечайкой 2, секторные коробки 3, выполненные на всю высоту кольцевой полости барабана 2, самотечный наклонный лоток 4, примыкающую к нему полуцилиндрическую заслонку 5 с щелевой перфорацией, патрубок подачи пульпы 6, направленный в коробку, находящуюся в нижней передней четверти круга по ходу вращения барабана, сопловое устройство 7, выполненное на всю длину барабана с ее наружной стороны напротив опрокинутых и опорожненных коробок, опорные катки 8, конвейерный транспортер шлака 9, водосборник 10 и пароотводящий патрубок 11. Кроме того, обезвоживатель снабжен приводом и кожухом, закрывающим вращающиеся части (не показаны).

Обезвоживатель работает следующим образом. Гранулированный шлак, подлежащий обезвоживанию, равномерно подается из грануляционного бассейна, например эрлифтом, в виде пульпы по патрубку 6 в находящуюся в данный момент под патрубком 6 секторную коробку 3 с перфорированным днищем. Передвижение коробок осуществляется вращением барабана 2, опирающегося двухсторонними цапфами на опорные катки 8. Вода из поступившей в секторные коробки 3 пульпы стекает через перфорированную обечайку барабана (днище коробки) в водосборник 10, откуда направляется снова в грануляционный бассейн. В процессе перемещения каждая секторная коробка проходит последовательно стадии заполнения пульпой, фильтрования воды через слой шлака в секторной коробке, постепенного опрокидывания коробки и выгрузки граншлака в лоток 4 после прохождения полуцилиндрической заслонки 5. После освобождения коробки от обезвоженного граншлака коробка с перевернутым (опрокинутым) перфорированным днищем перемещается под сопловое устройство 7, через которое подается либо вода для промывки перфорированного днища коробок (обечайки барабана), либо воздух для продувки (регенерации) перфорации коробки.

Регенерированные коробки, таким образом, вновь перемещаются под патрубок подачи пульпы для заполнения шлаководяной пульпой.

Обезвоженный и выгруженный шлак по самотечному наклонному лотку 4 через направляющую воронку поступает на ленточный конвейер для транспортировки на склад. Для локализации паро- и газовыделений обезвоживатель снабжен кожухом, соединенным с патрубком отвода пара 11 в трубу.

Преимущества предлагаемого обезвоживателя перед обезвоживателями с горизонтальным перемещением коробок с фильтрующим днищем [1] заключается в ускорении процесса фильтрации оставшейся части воды, отсутствии быстроизнашивающихся подвижных частей типа открывающихся днищ для выгрузки шлака. В сравнении с обезвоживателем [2] заявленный может обеспечить достаточную степень обезвоживания большого количества граншлака, уже остывшего в грануляционном бассейне. Еще одним существенным преимуществом предлагаемого обезвоживателя является относительно небольшие габариты, компактность, сравнительно низкая стоимость. Использование обезвоживателя в комплекте с установкой грануляции с бассейном и эрлифтным подъемом пульпы из бассейна в обезвоживатель для крупных доменных печей объемом 5000 м³ позволит снизить общие инвестиции примерно в два раза.

Предлагаемый обезвоживатель может использоваться не только для обезвоживания доменного граншлака, но и других сыпучих материалов при применении соответствующих грансоставу фильтрующих элементов (перфорации).

Обезвоживатель гранулированного шлака может быть использован в припечных установках для гранулирования металлургических шлаков. Обезвоживатель содержит выполненный с возможностью вращения барабан с перфорированной обечайкой, внутри которого смонтированы элементы для транспортировки граншлака, устройство для подачи шлаководяной пульпы и самотечный наклонный лоток. Элементы для транспортировки граншлака в лоток выполнены в виде секторных коробок, образованных посредством радиальных стенок, установленных между торцевыми стенками барабана на всю высоту его кольцевой полости. Обезвоживатель снабжен заслонкой для закрывания открытых проемов коробок со стороны центра барабана. Заслонка смонтирована прилегающей к верхней кромке самотечного лотка со стороны подъема коробок. Технический результат: повышение скорости фильтрации остаточной воды, снижение износа деталей обезвоживателя, контактирующих с абразивными частицами граншлака, упрощение конструкции. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Обезвоживатель гранулированного шлака, содержащий выполненный с возможностью вращения барабан с перфорированной обечайкой, внутри которого смонтированы элементы для транспортировки граншлака, устройство для подачи шлаководяной пульпы и самотечный наклонный лоток для вывода обезвоженного шлака, отличающийся тем, что элементы для транспортировки граншлака в лоток выполнены в виде секторных коробок, образованных посредством радиальных стенок, установленных между торцевыми стенками барабана на всю высоту его кольцевой полости, обезвоживатель снабжен полуцилиндрической с щелевой перфорацией заслонкой для закрывания открытых проемов коробок со стороны центра барабана, при этом устройство для подачи шлаководяной пульпы выполнено в виде патрубка, направленного в коробку, находящуюся в нижней передней четверти круга по ходу вращения барабана, а заслонка примыкает к верхней кромке самотечного лотка со стороны подъема коробок.

2. Обезвоживатель по п.1, отличающийся тем, что он снабжен, по меньшей мере, одним сопловым устройством на всю длину барабана для промывки или обдувки перфорированной обечайки с наружной стороны, ориентированным напротив опорожненных коробок.