Устройство грануляции шлака Российский патент 2018 года по МПК C04B5/02 B01J2/04 B01J2/22 

Изобретение относится к устройствам грануляции шлака, в частности доменных шлаков на металлургических заводах, с целью получения шлаковой пемзы с заданными свойствами и размерами, в качестве заполнителя в строительстве.

Известно устройство для грануляции расплавов по авторскому свидетельству СССР №1577812, опубл. 15.07.90 г. Бюл. №26, содержащее средство для получения капель расплава, выполненное в виде емкости с решеткой в нижней части, средство для подачи воздуха, установленного под решеткой, отражательный охлаждаемый элемент, установленный напротив средства для подачи воздуха. Отражательный элемент выполнен в виде логарифмической спирали с нижним расположением полюса. Недостаток известного устройства для грануляции расплавов - произвольное получение гранул разных размеров и разной плотности.

Наиболее близким аналогом, выбранным в качестве прототипа, является устройство для грануляции шлака, описанное в патенте на изобретение №1607924, опубл. 23.11.90 г. Бюл. №43. Устройство для грануляции шлака снабжено двумя приводными валками с горизонтальными осями, поверхность которых выполнена в виде полусферических впадин, причем оси последних на обоих валках синхронно совпадают при их вращении. Горизонтальные оси приводных валков находятся на одном уровне.

Недостатком прототипа является относительно низкая производительность из-за неиспользования площади поверхности приводных валков.

Целью изобретения является повышение производительности получения гранул.

Достижение поставленной цели осуществляется за счет большего использования площади поверхности приводных валков. Указанный технический эффект достигается тем, что боковая поверхность приводных валков выполнена с чередующимися рядами полусферических впадин разных размеров с соотношением

R=2r,

где R - радиус большой полусферической впадины одного ряда; r - радиус меньшей полусферической впадины другого ряда, причем оси полусферических впадин разных размеров сдвинуты относительно друг друга на величину R+а/2, где а - расстояние между краями соответствующих полусферических впадин.

Оси чередующихся рядов полусферических впадин одинаковых размеров смещены относительно друг друга на половину шага расположения центров полусферических впадин.

На фиг. 1 показана: а) устройство для грануляции шлака; б) приводные валки, поперечный разрез; на фиг. 2 - развертка поверхности приводных валков со схемой расположения разных диаметров полусферических впадин; на фиг. 3 - развертка поверхности приводных валков со схемой расположения одинаковых диаметров полусферических впадин.

Устройство для грануляции шлака содержит приемник 1, подающий желоб 2 с рубашкой охлаждения, в торце которого находятся сопла 3 для подачи воды, полые приводные валки 4 и 5 с горизонтальными осями, установленные в другом торце подающего желоба 2. Боковая поверхность приводных валков 4 и 5 выполнена в виде полусферических впадин 6, оси которых на обоих приводных валках синхронно совпадают при их вращении. Горизонтальные оси приводных валков 4 и 5 находятся не на одном уровне. Приводные валки 4 и 5 снабжены по всей их длине охлаждающими экранами 7 и 8, расположенными между приемником и приводными валками с соплами 9 и 10, направленными по касательной к образующей поверхности приводных валков навстречу друг друга. Внизу приводных валков 4 и 5 установлены трубопровод 11 с прямым участком, в торце которого смонтировано воздушное сопло 12, и трубопровод 13 с криволинейным участком, выполненный в виде конической винтовой спирали. Трубопровод 13 находится в емкости 14 с водой охлаждения. Конструкция устройства для грануляции шлака позволяет осуществить возможность полного улавливания парогазовых выбросов с помощью парогазовоздуховодов 15.

Полые приводные валки 4 и 5, поверхность которых выполнена с чередующимися рядами полусферических впадин разных размеров 16 и 17, причем оси их сдвинуты относительно друг друга, а оси чередующихся рядов полусферических впадин одинаковых размеров 18 смещены относительно друг друга на половину шага расположения центров полусферических впадин.

Устройство работает следующим образом. Жидкий доменный шлак подается в приемник 1, одновременно через сопла 3 подается вода вместе с известковым молоком в подающий желоб 2, где происходит первый этап поризации. Затем вспученный шлак захватывается полусферическими впадинами 16, 17 или 18 полых приводных валков. При вращении валков 4 и 5 происходит их охлаждение за счет подачи воды в полость охлаждающих экранов 7 и 8, и вода попадает в полусферические впадины 6. При формовании гранул шлаковой пемзы происходит следующее: поверхность гранул большого диаметра имеет меньшую плотность, чем ее сердцевина, за счет наличии воды во впадинах, а наличие сопел, направленных по касательной к образующей поверхности валков 4 и 5, дает возможность получить дополнительную поризацию шлака в местах его захвата. При формовании на валках гранул меньшего диаметра плотность их намного меньше, чем у гранул большего диаметра.

После формования гранул по форме, близкой к шаровой, под действием центробежной силы происходит их выброс в полость прямого участка трубопровода 11.

Под действием потока воздуха, выходящего из сопла 12, происходит движение гранул в трубопроводе 11 с прямым участком и с криволинейным участком, при прохождении которого происходит окатывание гранул по охлаждаемым стенкам и попадание их в бункер (не показан), гранулы расплава встречаются с криволинейной поверхностью большого радиуса и за счет трения об охлаждаемую поверхность начинают вращаться относительно нескольких осей, т.е. совершают сложные движения, позволяющие уплотнить всю шаровую поверхность гранул разных размеров, причем при одинаковом потоке воздуха, гранулы меньшего диаметра будут интенсивнее совершать сложные движения и получать гранулы меньшего диаметра равномерной плотности по всему сечению.

По мере движения гранул большого и малого диаметра по криволинейной поверхности происходит изменение их движения от скольжения до качания, при этом снижается линейная скорость их перемещения и увеличивается угловая скорость сложного вращения вокруг собственной центра. Это дает возможность получать гранулы, как только большого диаметра, так и одновременно большого и малого диаметра равной плотности по сечению. Предложенные варианты расположения полусферических впадин позволяют увеличить производительность устройства на 20-30%, за счет большего использования площади поверхности приводных валков.

Источники информации:

1. Устройство для гранулирования расплавов. Авторское свидетельство СССР №1577812, В01J 2/02 от 15.07.90. Бюл. №26. Авторы: О.Н. Сосковец, А.Н. Прокопенко и В.Г. Попов (аналог).

2. Устройство для грануляции шлака. Авторское свидетельство СССР №1607924, В01J 2/04 от 23.11.90. Бюл. №43. Авторы: В.Г. Попов, О.Н. Сосковец, А.Н. Прокопенко и Ю.И. Фрейдман (прототип).

Изобретение относится к устройствам грануляции шлака, в частности доменных шлаков на металлургических заводах, с целью получения шлаковой пемзы с заданными свойствами и размерами, в качестве заполнителя в строительстве. Устройство грануляции шлака, включающее приемник для ввода шлака, подающий желоб, полые вращающиеся валки, источник воды, трубопроводы с прямым и криволинейным участками, отличающееся тем, что с целью повышения производительности получения гранул боковая поверхность валков выполнена с чередующимися рядами полусферическими впадинами разных размеров с соотношением R=2r, где R - радиус большой полусферической впадины одного ряда; r - радиус меньшей полусферической впадины другого ряда, причем оси полусферических впадин разных размеров сдвинуты относительно друг друга на величину R + а/2, где а - расстояние между краями соответствующих полусферических впадин. Технический результат - повышение производительности получения гранул. 3 ил.

1. Устройство грануляции шлака, включающее приемник для ввода шлака, подающий желоб, полые вращающиеся валки, источник воды, трубопроводы с прямым и криволинейным участками, отличающееся тем, что с целью повышения производительности получения гранул боковая поверхность валков выполнена с чередующимися рядами полусферическими впадинами разных размеров с соотношением

R=2r,

где R - радиус большой полусферической впадины одного ряда; r - радиус меньшей полусферической впадины другого ряда, причем оси полусферических впадин разных размеров сдвинуты относительно друг друга на величину R + а/2, где а - расстояние между краями соответствующих полусферических впадин.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оси чередующихся рядов полусферических впадин одинаковых размеров смещены относительно друг друга на половину шага расположения центров полусферических впадин.