Высокоэффективный способ и установка для обработки многофазного сталесодержащего шлака Российский патент 2024 года по МПК C21B3/06 

Область техники

Настоящее изобретение относится к способу и установке для обработки металлургического шлака, в частности, к высокоэффективному способу и установке для обработки многофазного высокотемпературного сталесодержащего шлака посредством обработки во вращающемся барабане.

Уровень техники

Сталесодержащий шлак является одним из основных побочных продуктов, образующихся при производстве стали, и составляет приблизительно от 10 до 30% производимого объема нерафинированной стали; сталесодержащий шлак в основном состоит из оксидов кальция, магния, кремния, алюминия, железа и других металлов, неметаллических оксидов фосфора, серы и комплексной смеси, состоящей из различных полимеров, имеющих высокую температуру плавления, а также содержит от 1 до 10% частиц металлического железа, имеющих различные размеры; температура сталесодержащего шлака на выходе из печи составляет приблизительно 1500°С, и большая часть сталесодержащего шлака находится в текучем расплавленном состоянии, однако, по мере снижения температуры вязкость сталесодержащего шлака быстро возрастает, и при этом высвобождается много тепла. Из-за различий в способах производства стали, осуществляемых на разных сталеплавильных установках, состав и температура сталесодержащего шлака, получаемого при производстве стали, различаются: некоторые из высокотемпературных сталесодержащих шлаков имеют высокую текучесть и могут быть разлиты, подобно воде; некоторые из видов шлака имеют низкую текучесть, что затрудняет их слив из шлакового резервуара (контейнера для удержания и транспортировки высокотемпературного сталесодержащего шлака, также называемого карманом для шлака), и они могут быть извлечены из шлакового резервуара только при приложении механического усилия извне или при переворачивании шлакового резервуара; для увеличения срока службы шлакового резервуара и предотвращения разъедания днища шлакового резервуара при выливании в него высокотемпературного сталесодержащего шлака, на дно пустого шлакового резервуара перед сливанием шлака из конвертерной печи необходимо поместить некоторое количество холодного шлака для того, чтобы этот холодный шлак смешивался с выливаемым высокотемпературным сталесодержащим шлаком и плавился под его действием, образуя крупные шлаковые агломераты совместно со сталесодержащим шлаком, находящимся на внутренней стенке шлакового резервуара, масса которого составляет несколько тонн или более десятка тонн, что составляет приблизительно от одной четвертой до половины всего количества шлака; эту часть шлака также называют донным шлаком. Сложность состава и разнообразие морфологии сталесодержащего шлака приводит к проблемам при обработке и последующей утилизации сталесодержащего шлака.

Наиболее часто применяемыми способами обработки сталесодержащего шлака являются горячая разливка и последующая обработка, при которых высокотемпературный сталесодержащий шлак выливают в участок обработки шлака для естественного охлаждения, и затем охлажденный сталесодержащий шлак подвергают дроблению, магнитному разделению и классификации путем рассева, извлеченную холодную сталь возвращают в процесс производства для утилизации, а остатки после отделения, в зависимости от размера частиц и характеристик, используют повторно или коммерчески реализуют. Сталесодержащий шлак может быть охарактеризован как силикатный материал, имеющий низкую теплопроводность и чрезвычайно низкую скорость естественного охлаждения. Для повышения эффективности охлаждения сталесодержащего шлака и уменьшения площади, на которой производят охлаждение, в цехах обработки шлака часто выполняют механическое ворошение шлака, распыление охлаждающей воды и другие операции, которые приводят к распространению пыли и отработанного водяного пара, что создает вредные условия, в которых уровень пыли в окружающей среде значительно превышает нормативы, создавая угрозу взрыва в отсутствие надлежащих мер. В настоящее время, когда меры по защите окружающей среды становятся все более жесткими, на сталеплавильных предприятиях возникает неотложная необходимость создания экономящего время, быстрого, безопасного и экологически приемлемого способа обработки высокотемпературного сталесодержащего шлака. Для решения этой задачи был разработан способ обработки сталесодержащего шлака в барабане, который представляет собой быструю и продуктивную новую методику горячей обработки сталесодержащего шлака без доступа воздуха, которая позволяет производить динамичное, непрерывное и быстрое охлаждение высокотемпературного металлургического шлака, а также дробление шлака с образованием гранулированного шлакового продукта, имеющего диаметр частиц менее 50 мм, в воздухонепроницаемом оборудовании, где отходящий газ, образующийся при обработке, собирается в газоводе и после очистки выпускается через дымовую трубу в соответствии с нормативами; это позволяет полностью изменить текущую ситуацию бесконтрольных выбросов, имеющую место при других способах обработки, обеспечивая рециркуляцию сточных вод и нулевые выбросы. Обработка отличается не только малой продолжительностью и низкими затратами, но и простотой функционирования, безопасностью и надежностью; после обработки сталесодержащий шлак можно непосредственно использовать в качестве сырья, и поэтому способ сразу же получил промышленное признание; способ обработки и уровень оборудования постоянно и быстро совершенствовались для применения в промышленности и продвижения на рынке. Однако в настоящее время, из-за ограничений в развитии способа, при традиционной обработке с вращающимся барабаном на одном оборудовании можно обрабатывать только сталесодержащий шлак с высокой текучестью; даже с помощью опрокидывающего механизма шлакового резервуара и скребка для шлака лишь часть вязкого твердого сталесодержащего шлака может быть количественно загружена во вращающийся барабан, что приводит к низкой эффективности и большой длительности обработки. Крупные куски шлака, находящиеся на дне резервуара, часто приходится сбрасывать на пол, или они скатываются назад, а эффективность подачи шлака скребком для шлака невелика.

Китайские патенты CN 200420107540.1 и CN 200810207918.8, в которых описаны «устройство для обработки металлургического остатка способом с опрокидывающимся барабаном» и «методика обработки высокотемпературного шлака с помощью способа и устройства с опрокидывающим валком», в основном относятся к конструкции корпуса вращающегося барабана, где сталесодержащий шлак с определенной текучестью можно быстро охлаждать при последовательном воздействии различных сред, измельчать во вращающемся барабане и извлекать из оборудования, однако, во вращающемся барабане этого типа не может быть проведена обработка твердого не текучего шлака, в особенности, крупных кусков шлака, находящихся на дне резервуара.

В CN 201210159321.7 описан «способ полной барабанной обработки сталесодержащего шлака и устройство для удаления шлака», в котором прилипший к стенкам шлакового резервуара или днищу шлакового резервуара шлак сбивают с помощью механизма для снятия шлака, и после снятия небольшие куски сталесодержащего шлака соскабливают с помощью механизма для удаления шлака. Этот способ совершенно неэффективен при обработке высоковязкого шлака или шлака, находящегося на дне резервуара, и снятие высоковязкого шлака, прилипшего к стенкам шлакового резервуара, этим способом также затруднительно.

В CN 201510365716.6 описана система и методика полной обработки сталесодержащего шлака с применением барабана. В основном, система включает: опрокидывающее устройство и устройство для удаления шлака для вспомогательной загрузки, барабан для основной обработки сталесодержащего шлака, устройство для транспортировки готового продукта, вибрационное устройство для разделения, ковшовое подъемное устройство, встроенное в технологическую линию магнитное устройство для разделения, устройство для хранения материала, устройство для удаления пыли, устройство подачи воды в систему и устройство, регулирующее подачу электричества, где систему можно применять для снижения коэффициента заполнения транспортирующих устройств; сортировки и предварительного магнитного разделения на линии сталесодержащего шлака после обработки в барабане; хранения материалов в высокоуровневой башне во избежание загрязнения окружающей среды при повторной или даже многократной загрузке и разгрузке готового шлака.

В описанном выше техническом решении необходимо применение скребка для шлака, что приводит к низкой эффективности. В то же время, налив большого количества высокотемпературного сталесодержащего шлака в камеру для обработки во вращающемся барабане и на стальные шары во время опрокидывания приводит к быстрому накоплению высокотемпературного сталесодержащего шлака, что с большой вероятностью может привести к взрыву, и такая обработка не может быть произведена в непрерывном режиме.

Идеальный способ и оборудование для обработки сталесодержащего шлака с применением вращающегося барабана должны не только обеспечивать безопасное, надежное и экологически приемлемое функционирование, но и отличаться низкими капиталовложениями и эксплуатационными расходами. Обработка высокотемпературного сталесодержащего шлака должна проводиться в непрерывном режиме, обеспечивая переработку всего количества сталесодержащего шлака в одном вращающемся барабане (в котором можно было бы безопасно проводить не только обработку высокотемпературного сталесодержащего шлака, имеющего высокую текучесть, но и обработку очень вязкого шлака, прилипающего к стенкам резервуара, а также твердого не текучего шлака, в особенности, крупных кусков шлака, собирающихся на дне резервуара), причем функционирование должно быть непрерывным, безопасным и автоматизированным, что позволит повысить безопасность и снизить вероятность ошибок, характерных для ручных операций.

Краткое описание изобретения

Для преодоления вышеотмеченных проблем, задача настоящего изобретения состоит в предоставлении высокоэффективного способа и установки для обработки многофазного сталесодержащего шлака, где способ обработки и установка для обработки могут обеспечивать полную количественную, непрерывную, высокоэффективную и автоматизированную обработку сталесодержащего шлака; при этом способ и установка должны обеспечивать не только возможность обработки высокотемпературного сталесодержащего шлака, имеющего высокую текучесть, но и твердого сталесодержащего шлака, не имеющего высокой текучести, в частности, крупных кусков сталесодержащего шлака, накапливающихся на дне резервуара, и при этом обеспечивать автоматизированную обработку, что позволяет повысить безопасность и снизить вероятность ошибок, характерных для операций с ручным управлением.

Согласно изобретению, применение механизма опрокидывания шлакового резервуара позволяет разработать безопасный и экологически приемлемый способ обработки любого типа сталесодержащего шлака во вращающемся барабане, где способ включает применение наклонного накопительного бункера, расположенного между передней частью вращающегося барабана и питающим желобом, служащего буферным переходным участком, что устраняет необходимость применения оборудования для удаления шлака и повышает эффективность обработки более чем в два раза по сравнению с обработкой в традиционном вращающемся барабане. Поскольку достигается непрерывность работы вращающегося барабана, колебания температуры вращающегося барабана уменьшаются, срок его службы увеличивается, и расходы на его обслуживание снижаются. В то же время, поскольку устанавливают оборудование для механического удаления холодной стали, дополнительно снижается продолжительность простоя вращающегося барабана, и скорость обработки сталесодержащего шлака с применением вращающегося барабана увеличивается.

Для достижения поставленной выше технической цели настоящим изобретением предложено следующее техническое решение.

Высокоэффективный способ обработки многофазного сталесодержащего шлака, в котором сталесодержащий шлак представляет собой многофазный высокотемпературный сталесодержащий шлак, включающий сталесодержащий шлак, имеющий высокую текучесть, и высоковязкий шлак, имеющий низкую текучесть, или твердый сталесодержащий шлак, где способ включает следующие стадии: подачу сталесодержащего шлака; обработку сталесодержащего шлака с применением вращающегося барабана; выпуск и очистку отходящих газов; циркуляцию охлаждающей воды и удаление холодной стали, где:

1. Подача сталесодержащего шлака:

шлаковый резервуар, содержащий многофазный высокотемпературный сталесодержащий шлак, плотно удерживают в опрокидывающем механизме, и резервуар перемещают в положение подачи шлака; шлаковый резервуар наклоняют таким образом, чтобы находящийся в шлаковом резервуаре высокотемпературный сталесодержащий шлак, имеющий высокую текучесть, выливался через питающий желоб регулируемым образом при установленной скорости опрокидывания в накопительный бункер, который размещен в наклонном положении между передней частью вращающегося барабана и питающим желобом и непрерывно вращается вместе с вращающимся барабаном; высокотемпературный сталесодержащий шлак быстро охлаждается и затвердевает на внутренней стенке накопительного бункера, отделяется от внутренней стенки накопительного бункера при вращении накопительного бункера под действием силы тяжести и регулируемым образом соскальзывает в направлении наклона накопительного бункера во вращающийся барабан, и затем подвергается обработке во вращающемся барабане.

2. Переворачивание резервуара:

если высоковязкий шлак или твердый шлак, оставшийся в шлаковом резервуаре, не может вытечь из-за своей низкой текучести, то шлаковый резервуар непрерывно наклоняют таким образом, чтобы весь сталесодержащий шлак, находящийся в резервуаре, высыпался в воронку наклонно расположенного питающего желоба, высоковязкий шлак или твердый шлак соскальзывает в питающий желоб и вращающийся накопительный бункер через воронку питающего желоба под действием силы тяжести и затем медленно соскальзывает во вращающийся барабан при вращении вращающегося барабана и накопительного бункера под действием силы тяжести и наклона накопительного бункера, и затем шлак обрабатывают во вращающемся барабане; при этом скорость соскальзывания высоковязкого шлака или твердого шлака во вращающийся барабан определяется вращающимся барабаном.

3. Восстановление положения опрокидывающего оборудования:

по завершении переворачивания резервуара опрокидывающее оборудование приводят в первоначальное положение, продолжают работу со следующим содержимым шлакового резервуара; при этом вращающийся барабан не останавливают, и он функционирует непрерывно на протяжении всего способа.

4. Удаление шлака с помощью устройства для удаления шлака:

если сталесодержащий шлак накапливается или прилипает к питающему желобу, то для поддержания чистоты питающего желоба сталесодержащий шлак механически счищают механическим манипулятором устройства для удаления шлака, установленным выше желоба.

5. Удаление стали с помощью устройства для удаления шлака:

когда во вращающемся барабане накапливается много крупных кусков холодной стали, устройство останавливают на короткое время, питающий желоб с питающей воронкой убирают, и включают устройство для удаления шлака; крупные куски холодной стали быстро удаляют из вращающегося барабана через накопительный бункер с помощью механического манипулятора устройства для удаления шлака и электромагнита, находящегося на его конце.

Согласно предшествующему уровню техники, накопительный бункер устанавливают позади вращающегося барабана, и такой накопительный бункер применяют для сбора сталесодержащего шлака после охлаждения и дробления стальными шарами и выгружают в разгрузочный желоб с помощью пластины. Согласно настоящему изобретению, накопительный бункер устанавливают перед камерой вращающегося барабана для дробления стальными шарами, и его в основном применяют для загрузки большого количества сталесодержащего шлака при наклоне шлакового резервуара, что позволяет избежать взрыва при накоплении высокотемпературного сталесодержащего шлака в камере обработки вращающегося барабана и на стальных шарах; таким образом, накопительный бункер согласно настоящему изобретению предназначен для повышения безопасности и служит буфером.

В отличие от предшествующего уровня техники, в соответствии с настоящим изобретением, сталесодержащий шлак не соскребают в накопительный бункер с воронки, но он соскальзывает сам под действием силы тяжести.

Согласно настоящему изобретению, в высокоэффективном способе обработки многофазного сталесодержащего шлака угол наклона накопительного бункера относительно горизонтальной плоскости составляет от 0 до 25°, предпочтительно от 8 до 12°, и накопительный бункер зафиксирован совместно с вращающимся барабаном; объем накопительного бункера в 2-3 раза превышает объем шлакового резервуара для размещения всего шлака в шлаковом резервуаре, что предотвращает накопление высокотемпературного сталесодержащего шлака в камере обработки и на стальных шарах, что может приводить к взрыву. При вращении вращающегося барабана сталесодержащий шлак, находящийся в накопительном бункере, медленно стекает во вращающийся барабан, медленно контактируя со стальными шарами, уносится стальными шарами и затем охлаждается и подвергается размолу.

Поскольку угол наклона накопительного бункера обычно составляет приблизительно 10°, сталесодержащий шлак, находящийся в накопительном бункере, медленно соскальзывает во вращающийся барабан, медленно контактирует со стальными шарами, уносится стальными шарами и затем охлаждается и подвергается размолу.

Согласно настоящему изобретению, накопительный бункер имеет цилиндрическую или коническую форму, и один из его концов имеет размер, совпадающий с размером нижнего открытого конца желоба с воронкой, образуя неплотное механическое соединение, а другой его конец зафиксирован фланцем камеры обработки вращающегося барабана, и его ось совпадает с осью вращающегося барабана. Угол наклона составляет от 0 до 25°, предпочтительно от 8 до 12° для транспортировки высокотемпературного сталесодержащего шлака из воронки в камеру обработки вращающегося барабана при вращении вращающегося барабана, при этом ось вращающегося барабана наклонена относительно горизонтальной плоскости.

Кроме того, согласно настоящему изобретению, наружная стенка накопительного бункера снабжена армирующей пластиной в виде решетки; с наружной стороны армирующей пластины по ее окружности установлены кольцевые распылительные трубы для охлаждения; распылительные трубы равномерно распределены вдоль оси накопительного бункера; снаружи внешнего кожуха расположены охлаждающие трубопроводы; внешний кожух зафиксирован на полу и обеспечивает выпуск распыляемой воды, отбираемой из охлаждающего трубопровода, и охлаждающий трубопровод закреплен на кожухе.

Предложен высокоэффективный способ обработки многофазного сталесодержащего шлака согласно настоящему изобретению, в котором участок разгрузки шлака наружного цилиндра вращающегося барабана снабжен водосборными камерами, в которых имеется водяное колесо подходящего типа, функционирование которого препятствует накоплению воды во время обработки; камеры равномерно размещены по окружности наружного цилиндра, и угол наклона разделительной пластины, установленной между камерами, совпадает с углом раскрыва шлакоприемной воронки.

Согласно настоящему изобретению, устройство для удаления стали снабжено поворотным, шаговым и телескопическим механизмами механического манипулятора, и конец механического манипулятора снабжен электромагнитом.

Угол наклона накопительного бункера относительно горизонтальной плоскости составляет от 0 до 25°, предпочтительно от 8 до 12°, и накопительный бункер зафиксирован совместно с вращающимся барабаном; объем накопительного бункера в 2-3 раза превышает объем шлакового резервуара для размещения всего шлака в шлаковом резервуаре, что предотвращает накопление высокотемпературного сталесодержащего шлака в камере обработки и на стальных шарах, которое может приводить к взрыву. Сталесодержащий шлак из накопительного бункера медленно стекает во вращающийся барабан при вращении вращающегося барабана, медленно контактируя со стальными шарами, уносится стальными шарами и затем подвергается охлаждению и размалыванию.

Предложен высокоэффективный способ обработки многофазного сталесодержащего шлака согласно настоящему изобретению, в котором внутренняя стенка накопительного бункера имеет водяное охлаждение, где охлаждаемую водой стенку применяют для охлаждения и отверждения расплавленного шлака; и под действием силы тяжести и вращения крупные куски шлака после охлаждения отделяются от внутренней стенки накопительного бункера; накопительный бункер имеет цилиндрическую или коническую форму, и один из его концов образует соединение с зазором с нижним открытым концом желоба с воронкой, а другой его конец соединен с камерой обработки вращающегося барабана, и его ось совпадает с осью вращающегося барабана. Наружная стенка накопительного бункера снабжена армирующей пластиной, и с наружной стороны армирующей пластины по ее окружности установлены кольцевые распылительные трубы для охлаждения; распылительные трубы равномерно распределены вдоль оси накопительного бункера; снаружи внешнего кожуха расположены охлаждающие трубопроводы; внешний кожух зафиксирован на полу и обеспечивает выпуск распыляемой воды, отбираемой из охлаждающего трубопровода, и охлаждающий трубопровод закреплен на кожухе.

Предпочтительно, конкретная конструкция стенки водяного охлаждения внутренней стенки накопительного бункера представляет собой кольцевые охлаждающие распылительные трубки, расположенные по окружности внешней стенки накопительного бункера, и распылительные трубки расположены равномерно вдоль оси накопительного бункера.

Предложен высокоэффективный способ обработки многофазного сталесодержащего шлака согласно настоящему изобретению, в котором питающий желоб установлен на платформе из стальной конструкции, размер и форма его верхнего края совпадает с размером впускного отверстия шлакового резервуара, и нижний открытый конец образует соединение с зазором с открытым концом накопительного бункера.

Предложен высокоэффективный способ обработки многофазного сталесодержащего шлака согласно настоящему изобретению, в котором для удобства замены и обслуживания верхняя часть и нижняя часть воронки соединены съемным соединением, где соединение может представлять собой фланцевое соединение или штыревое соединение, и угол наклона питающего желоба составляет от 30° до 70°, предпочтительно от 45° до 60°.

Предпочтительно, часть нижней части воронки, на которую воздействует поток горячего шлака, снабжена оборудованием для водяного охлаждения, питающий желоб охлаждают водяным охлаждением с внешней стороны с помощью рубашки с водяным охлаждением или змеевика, и охлаждения поверхности стенки желоба достигают с помощью механизма водяного охлаждения.

Согласно настоящему изобретению, участок ввода материала в верхней части воронки снабжен приемной конструкцией с арочным переходом, желоб в нижней части шлакоприемного участка снабжен устройством водяного охлаждения, и желоб имеет эллиптическую форму поперечного сечения с плавным переходом.

Фраза «размер нижнего открытого конца совпадает с размером открытого конца накопительного бункера», например, означает, что нижний открытый конец желоба с воронкой имеет круглую форму и образует соединение с зазором с концевой частью накопительного бункера.

Способ включает обработку сталесодержащего шлака во вращающемся барабане, где вращающийся барабан имеет двойные стенки и многокамерную конструкцию, снабженную внутри множеством охлаждающих агентов, таких как стальные шары и охлаждающая технологическая вода, с помощью которых может быть последовательно произведено охлаждение шарами - дробление - охлаждение распылением воды - охлаждение погружением в воду поступающего высокотемпературного сталесодержащего шлака; охлажденные и размолотые остатки выпускаются из трубы партиями в результате вращения трубы и затем поступают на транспортировочное оборудование.

Высокоэффективная установка для обработки многофазного сталесодержащего шлака согласно настоящему изобретению последовательно включает оборудование для подачи сталесодержащего шлака-вращающийся барабан для обработки сталесодержащего шлака оборудование для выпуска и очистки отходящих газов оборудование для циркуляции охлаждающей воды и оборудование для удаления холодной стали, где

оборудование для подачи сталесодержащего шлака включает:

оборудование для подачи сталесодержащего шлака включает оборудование для опрокидывания шлакового резервуара и питающий желоб с водяным охлаждением, расположенный с фронтальной стороны; оборудование для опрокидывания шлакового резервуара, приводимое в движение гидравлическим механизмом, может совершать возвратно-поступательные перемещения по горизонтальной траектории для регулирования положения питающего желоба относительно впускного отверстия шлакового резервуара по горизонтали;

оборудование для опрокидывания шлакового резервуара снабжено двумя манипуляторами для удержания резервуара, которые с помощью гидравлического привода могут быть повернуты на величину от 0 до 180 градусов и предназначены для удержания шлакового резервуара, а также регулирования его вращения, выпуска его содержимого или вывода шлака из шлакового резервуара;

между охлаждаемым питающим желобом и вращающимся барабаном установлен накопительный бункер;

накопительный бункер имеет цилиндрическую или коническую форму, один из его концов образует соединение с зазором с нижним открытым концом желоба с воронкой, другой его конец соединен с камерой обработки вращающегося барабана, и его ось совпадает с осью вращающегося барабана; наружная стенка накопительного бункера снабжена армирующей пластиной, с наружной стороны армирующей пластины по ее окружности установлены кольцевые распылительные трубы для охлаждения; распылительные трубы равномерно распределены по оси накопительного бункера; снаружи внешнего кожуха расположены охлаждающие трубопроводы; внешний кожух зафиксирован на полу и обеспечивает выпуск распыляемой воды, отбираемой из охлаждающего трубопровода, и охлаждающий трубопровод закреплен на кожухе.

Предложена установка для обработки многофазного сталесодержащего шлака, в которой питающий желоб с водяным охлаждением имеет большую верхнюю часть и маленькую нижнюю часть, размер и форма верхнего края совпадает с размером впускного отверстия шлакового резервуара, и нижний открытый конец образует соединение с зазором с открытым концом накопительного бункера.

Предложена установка для обработки многофазного сталесодержащего шлака, в которой ось вращающегося барабана наклонена относительно горизонтальной плоскости, и угол наклона составляет от 0° до 25°, предпочтительно от 5° до 15°.

Предложена установка для обработки многофазного сталесодержащего шлака, в которой соединительная часть накопительного бункера и вращающегося барабана представляет собой фланцевую конструкцию, фиксируемую болтами и шпильками.

Предложена установка для обработки многофазного сталесодержащего шлака, в которой участок разгрузки шлака наружного цилиндра вращающегося барабана снабжен водосборными камерами, в которых имеется водяное колесо подходящего типа, функционирование которого препятствует накоплению воды во время обработки, причем камеры равномерно размещены по окружности наружного цилиндра, и угол наклона разделительной пластины, установленной между камерами, совпадает с углом раскрыва шлакоприемной воронки.

Предложена установка для обработки многофазного сталесодержащего шлака, в которой соединительная часть накопительного бункера и вращающегося барабана представляет собой фланцевую конструкцию, фиксируемую болтами и шпильками.

Это делает соединение надежным и удобным для замены и обслуживания.

Согласно изобретению, наружная стенка накопительного бункера снабжена армирующей пластиной в форме решетки для повышения жесткости и прочности накопительного бункера, а также для увеличения площади рассеивания тепла.

Предложена установка для обработки многофазного сталесодержащего шлака, в которой участок ввода материала в верхней части воронки снабжен приемной конструкцией с арочным переходом, желоб в нижней части шлакоприемного участка снабжен конструкцией для водяного охлаждения, и желоб имеет эллиптическую форму поперечного сечения с плавным переходом.

Предложена установка для обработки многофазного сталесодержащего шлака, в которой угол наклона накопительного бункера относительно горизонтальной плоскости составляет от 5 до 15°, предпочтительно от 8 до 12°; накопительный бункер зафиксирован совместно с вращающимся барабаном, и для размещения всего шлака в шлаковом резервуаре объем накопительного бункера в 2-3 раза превышает объем шлакового резервуара.

Согласно изобретению, для быстрого удаления крупных кусков холодной стали из вращающегося барабана дополнительно включено устройство для удаления стали.

Способ включает обработку сталесодержащего шлака во вращающемся барабане, где вращающийся барабан имеет двойные стенки и многокамерную конструкцию, снабженную множеством охлаждающих агентов, таких как стальные шары и охлаждающая технологическая вода; это позволяет последовательно производить охлаждение шарами дробление охлаждение распылением воды охлаждение погружением в воду поступающего в барабан высокотемпературного сталесодержащего шлака; охлажденные и размолотые остатки выпускают из трубы партиями в результате вращения трубы и затем поступают на транспортировочное оборудование.

Согласно изобретению, опорный ролик вращающегося барабана размещен на общем основании с функцией позиционирования.

Согласно изобретению, система циркуляции охлаждающей воды вращающегося барабана снабжена резервуаром с вихревым движением воды, установленным вне линии, где резервуар с вихревым движением воды имеет коническую форму, снабжен насосом для циркуляции воды, установленным в верхней части, и шнековым механизмом разгрузки шлака, установленным в нижней части.

Согласно изобретению, применение механизма опрокидывания шлакового резервуара позволяет разработать безопасный и экологически приемлемый способ обработки любого типа сталесодержащего шлака во вращающемся барабане, где способ включает установку между передней частью вращающегося барабана и питающим желобом расположенного под наклоном накопительного бункера, который служит переходным буферным участком, без применения оборудования для удаления шлака, причем эффективность обработки более чем вдвое превышает эффективность обработки в традиционном вращающемся барабане. Поскольку способ позволяет организовать непрерывное функционирование вращающегося барабана, это снижает колебания температуры вращающегося барабана, увеличивает срок его службы и снижает расходы на обслуживание. В то же время, поскольку устанавливают оборудование для механического удаления холодной стали, дополнительно снижается продолжительность простоя вращающегося барабана, и скорость обработки сталесодержащего шлака с применением вращающегося барабана увеличивается.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 представлена технологическая схема методики обработки во вращающемся барабане всего количества обрабатываемого сталесодержащего шлака согласно изобретению.

На фиг. 2-1 схематично представлено изображение накопительного бункера.

На фиг. 2-2 представлено изображение бункера, показанного на фиг. 2-1, в направлении D.

На фиг. 3 схематично представлен вид в разрезе части вращающегося барабана.

На фиг. 4 схематично представлен вид в направлении В-В устройства, изображенного на фиг. 3.

На чертежах: 1 - оборудование для опрокидывания шлакового резервуара, 2 - шлаковый резервуар, 3 - сталесодержащий шлак (расплавленный шлак и твердый сталесодержащий шлак), 4 - питающий желоб, 5 - фиксирующая опора для питающего желоба, 6 - механизм для удаления шлака, 7 - накопительный бункер, 7-1 - армирующее оборудование, 7-2 - соединительный фланец, 7-3 - крепежная деталь, 8 - вращающийся барабан, 8-1 - решетка, 8-2 - стальной шар, 8-3 - разделительная пластина водосборных камер, в которых имеется водяное колесо подходящего типа, 8-4 - опорная пластина, 8-5 - разгрузочный желоб, 8-6 - водосборные камеры, в которых имеется водяное колесо подходящего типа, 9 - устройство для удаления стали, 10 - механизм водяного охлаждения питающего желоба, 11 - тележка для холодной стали, 12 - оборудование переднего опорного ролика, 13 - общее основание с функцией позиционирования, 14 - передаточный механизм, 15 - оборудование заднего опорного ролика, 16 - газосборный кожух, 17 - пылеулавливающая башня, 18 - оборудование для очистки отходящего газа, 19 - воздуходувка, 20 - дымовая труба, 21 - комбинированный транспортер, 22 - первый вибрационный грохот, 23 - тележка для шлаковой стали, 24 - ковшовый подъемник, 25 - второй вибрационный грохот, 26 - устройство для удаления железа, 27 бункер для временного хранения шлака, 28 - бункер для временного хранения шлаковой стали, 29 - грузовик, 30 - резервуар с вихревым движением воды, установленный не на линии, 31 - шнековый механизм разгрузки шлака, 32 - насос для циркуляции воды, 33 - механизм для охлаждения накопительного бункера распылением, 34 - оборудование для сбора охлаждающей воды.

Подробное описание изобретения

Ниже приведено подробное описание изобретения со ссылкой на чертежи и конкретные воплощения.

Высокоэффективная установка для обработки многофазного сталесодержащего шлака, подходящая для обработки всего количества сталесодержащего шлака с применением вращающегося барабана, включает оборудование 1 для опрокидывания шлакового резервуара, питающий желоб 4, снабженный воронкой 42, накопительный бункер 7, систему охлаждения накопительного бункера, вращающийся барабан, систему транспортировки и хранения шлака, систему выпуска и очистки отходящих газов, систему циркуляции охлаждающей воды, механизм 6 удаления шлака, механизм удаления холодной стали и т.д., т.е. совокупность систем составляет полный, полностью количественный способ обработки сталесодержащего шлака с использованием вращающегося барабана.

Оборудование 1 для опрокидывания шлакового резервуара установлено выше края питающего желоба 4 вращающегося барабана 8, который под управлением гидравлического механизма может совершать возвратно-поступательные перемещения вдоль горизонтальной траектории для соотнесения положения питающего желоба 4 по горизонтали относительно впускного отверстия шлакового резервуара; оборудование 1 для опрокидывания шлакового резервуара снабжено двумя манипуляторами для удержания резервуара, которые поворачиваются под действием давления в гидравлической системе и могут удерживать шлаковый резервуар 2 и регулировать поворот шлакового резервуара 2, обеспечивая угол поворота от 0 до 180 градусов, что достаточно для выпуска или вывода шлака 3 из шлакового резервуара 2 регулируемым образом.

Вращающийся барабан 8 снабжен газосборным кожухом 16, оборудованием 12 переднего опорного ролика, оборудованием 15 заднего опорного ролика, механизмом 14 передачи, общей базой 13, которая имеет функцию позиционирования, и другими механизмами и деталями. Ось вращающегося барабана 8 наклонена относительно горизонтальной плоскости, и угол ее наклона составляет от 0° до 25°, предпочтительно от 5° до 15°.

Питающий желоб 4 установлен на платформе 5 из стальной конструкции, которая может передавать ударную нагрузку, оказываемую сталесодержащим шлаком, непосредственно на фундамент. Питающий желоб 4 имеет сквозной просвет, большую верхнюю часть и маленькую нижнюю часть; размер и форма верхнего края совпадает с размером впускного отверстия шлакового резервуара, и размер нижнего открытого конца 41 питающего желоба 4 совпадает с размером открытого конца накопительного бункера 7, образуя свободную динамическую посадку, как показано на фиг. 1, и нижний открытый конец 41 вставлен в левый конец накопительного бункера 7 для эффективного предотвращения вытекания шлака. Питающий желоб 4 имеет наружное водяное охлаждение, обеспечиваемое рубашкой для водяного охлаждения или змеевиком, и охлаждения поверхности стенки желоба достигают с помощью механизма 10 водяного охлаждения. Угол А наклона боковой стенки питающего желоба 4 относительно горизонтали составляет от 30° до 70°, предпочтительно от 45° до 60°.

Накопительный бункер 7 представляет собой открытую трубу цилиндрической или конической формы, имеющую однослойную или многослойную конструкцию. Размер одного конца накопительного бункера 7 совпадает с размером нижнего отверстия питающего желоба 4, образуя свободную динамическую посадку для приема высокотемпературного сталесодержащего шлака, транспортируемого по питающему желобу 4; другой конец накопительного бункера 7 зафиксирован, и его ось совпадает с осью вращающегося барабана 8, что обеспечивает транспортировку высокотемпературного сталесодержащего шлака в камеру обработки вращающегося барабана 8 при вращении вращающегося барабана. Внутренняя стенка накопительного бункера 7 имеет гладкую цилиндрическую или коническую форму, и часть, предназначенная для соединения с вращающимся барабаном 8, имеет фланцевую конструкцию, фиксируемую болтами и шпильками, что обеспечивает надежное, но удобное для замены и обслуживания соединение; наружная стенка накопительного бункера 7 снабжена армирующей пластиной в виде решетки для повышения жесткости и прочности накопительного бункера, а также для увеличения площади рассеивания тепла.

Вращающийся барабан 8 имеет двойные стенки и многокамерную конструкцию, снабженную множеством охлаждающих агентов, таких как стальные шары и охлаждающая технологическая вода, с помощью которых может быть последовательно произведено охлаждение шарами - дробление - охлаждение распылением воды - охлаждение погружением в воду высокотемпературного сталесодержащего шлака, поступающего в барабан; охлажденные и размолотые остатки выпускаются из трубы партиями в результате вращения трубы и затем поступают на транспортировочное оборудование.

Оборудование 12 переднего опорного ролика включает две группы роликов и роликовую опору, образуя конструкцию в виде буквы V, которая имеет зацепление с передним концом опорного кольца вращающегося барабана 8; оборудование 15 заднего опорного ролика включает две группы роликов и роликовую опору, образуя конструкцию в виде буквы V, которая имеет зацепление с задним концом опорного кольца вращающегося барабана 8. Оборудование 12 переднего опорного ролика и оборудование 15 заднего опорного ролика совместно функционируют для обеспечения гибкого вращения вращающегося барабана 8 и накопительного бункера 7 относительно оси. Оборудование 12 переднего опорного ролика и оборудование 15 заднего опорного ролика установлены на общем основании 13 и зафиксированы с применением позиционирующего оборудования, которое обеспечивает перемещение с целью регулирования положения в соответствии с реальными требованиями, обеспечивая требуемый угол В наклона оси трубы и прочное зацепление каждой группы роликов с соответствующим опорным кольцом.

Общее основание 13 с функцией позиционирования представляет собой цельную платформу из стальной конструкции, имеющую достаточную жесткость и прочность для того, чтобы оборудование 12 переднего опорного ролика и оборудование 15 заднего опорного ролика находились в одной плоскости, и опорная поверхность не перекашивалась из-за оседания фундамента. Общее основание 13 снабжено позиционирующим оборудованием для поддержания роликового оборудования, которое может подходящим образом регулировать положение оборудования 12 переднего опорного ролика и оборудования 15 заднего опорного ролика, упрощая операцию позиционирования.

Передаточный механизм 14 включает приводной двигатель, соединительную муфту, редуктор, карданный вал, зубчатый вал, большую венцовую шестерню и основание, где зубчатый вал закреплен на гибкой подвеске на большой венцовой шестерне вращающегося барабана тяговым механизмом; гибкая передача на вращающийся барабан происходит через карданный вал и подвесной механизм зубчатого вала; это обеспечивает прочное зацепление зубчатого вала с большой венцовой шестерней, что устраняет вероятность повреждения поверхности зубьев, вызываемое вибрацией вращающегося барабана.

Система транспортировки и хранения шлака включает комбинированный транспортер 21, первый вибрационный грохот 22, тележку 23 для шлаковой стали, ковшовый подъемник 24, второй вибрационный грохот 25, устройство 26 для удаления железа, бункер 27 для временного хранения шлака, бункер 28 для временного хранения шлаковой стали, транспортировочный грузовик 29 и т.д. Комбинированный транспортер 21 включает пластинчатый транспортер и скребковый транспортер, где с помощью верхнего пластинчатого транспортера транспортируют большую часть гранулированного шлака, и с помощью нижнего скребкового транспортера транспортируют мелкий гранулированный шлак, который высыпается из зазора пластинчатого транспортера; оба транспортера зафиксированы относительно друг друга и заключены в кожух, что обеспечивает простоту и чистоту функционирования. С помощью первого вибрационного грохота 22 можно не только отделять крупные частицы шлаковой стали, которые затем транспортируются далее тележкой 23 для шлаковой стали, что повышает эффективность использования ресурсов и предотвращает слеживание крупных частиц шлаковой стали и их застревание в установленном ниже по потоку оборудовании, но также можно относительно равномерно транспортировать шлак после предварительного отсева в ковшовый подъемник 24. С помощью второго вибрационного грохота 25 и устройства 26 для удаления железа производят просеивание шлаковой стали и отделение железа от шлака; сталесодержащий шлак подвергается магнитному разделению и просеиванию на технологической линии и транспортируется в бункер 27 для временного хранения шлака и бункер 28 для временного хранения шлаковой стали, соответственно. Остатки продукта, направляемые в бункер 27 для временного хранения шлака, и шлаковую сталь, направляемую в бункер 28 для временного хранения шлаковой стали, регулярно извлекают и непосредственно доставляют потребителю на транспортных грузовиках 29, что обеспечивает экологически приемлемую и ресурсосберегающую обработку, позволяющую исключить попадание шлака в почву.

Система выпуска и очистки отходящих газов включает колпак 16 для сбора газа, пылеулавливающую башню 17, оборудование 18 для очистки отходящего газа, воздуходувку 19 и дымовую трубу 20. Позади вращающегося барабана 8 установлен колпак 16 для сбора газа для сбора отходящего газа, содержащего пыль и водяной пар, образующиеся при высокотемпературной обработке сталесодержащего шлака во вращающемся барабане; пылеулавливающая башня 17 и оборудование 18 очистки отходящего газа предназначены для удаления пыли и осветления отходящего газа; после очистки отходящий газ всасывается воздуходувкой 19, в которой происходит нагнетание давления, после чего газ выбрасывается из дымовой трубы 20 в соответствии со стандартом.

Система циркуляции охлаждающей воды включает установленный не на линии резервуар 30 с вихревым движением воды, шнековый механизм 31 разгрузки шлака, насос 32 для циркуляции воды и соответствующие трубы, устройства индикации и клапаны для регулировки потоков. Резервуар 30 с вихревым движением воды имеет коническую форму, в верхней его части установлен насос 32 для циркуляции воды и в нижней части шнековый механизм 31 разгрузки шлака. Все сточные воды, вытекающие за пределы вращающегося барабана 8 и оборудования 18 очистки отходящего газа, стекают в резервуар 30 с вихревым движением воды. После простого осаждения и очистки сточную воду вновь перекачивают насосом 32 для циркуляции воды во вращающийся барабан 8 и в оборудование 18 очистки отходящего газа для рециркуляции. Насос 32 для циркуляции воды предназначен не только для подачи воды во вращающийся барабан 8 и оборудование 18 очистки отходящего газа, но и для подачи части циркуляционной воды для создания вихревого движения воды в резервуаре с вихревым движением воды, которое предотвращает осаждение шлака и налипание шлака на стенки резервуара. Шлак, оседающий на дно вихревого резервуара 30 для воды, непрерывно извлекают с помощью шнекового механизма 31 разгрузки шлака, установленного у дна резервуара, обеспечивая баланс шлака в системе циркуляции воды. Испаренную охлаждающую воду восполняют путем подачи воды из трубопровода в систему циркуляции воды, охлаждающей оборудование, из оборудования 18 для очистки отходящего газа, обеспечивая баланс воды.

Устройство 6 для удаления шлака включает наконечник для удаления шлака, штангу для удаления шлака и механизм с гидравлическим приводом. Наконечник для удаления шлака имеет коническую форму, и его конец соединен со штангой для удаления шлака фланцевым, резьбовым или штыковым соединением, которое удобно для замены; штанга для удаления шлака может приводиться в движение гидравлическим механизмом и производить перемещения вверх-вниз, возвратно-поступательные перемещения и перемещения вправо-влево с подпружиниванием, производя очистку стенок питающего желоба 4.

Механизм удаления холодной стали включает регулируемое гидравлическим приводом устройство 9 для удаления стали и тележку 11 для холодной стали, предназначенную для транспортировки холодной стали; устройство для удаления холодной стали включает телескопический манипулятор, основание, электромагнит и соответствующую систему управления электрическими сигналами. Телескопический манипулятор установлен на основании, и телескопический манипулятор может приводиться в движение системой с гидравлическим управлением; он может перемещаться вверх-вниз, совершать возвратно-поступательные перемещения и перемещаться влево-вправо; расположенный в концевой части электромагнит может перемещать крупные куски холодной стали из вращающегося барабана в тележку 11 для холодной стали, то есть производить механическое удаление холодной стали из вращающегося барабана при удаленном управлении.

Воплощение 1

В поисках способа увеличения срока службы футеровки печи, способ защиты печи от выплескивающегося шлака применяли на сталелитейной установке в Baosteel, выпускающей сталь конвертерным способом с производительностью 300 тонн; на выходе шлак имел низкую температуру и низкую текучесть или даже был не текучим. Из каждой печи извлекали приблизительно 30 тонн шлака, и расплавленный шлак транспортировали с помощью шлакового резервуара объемом 33 м³.

При применении высокоэффективной установки для обработки многофазного сталесодержащего шлака, шлаковый резервуар 2 перемещают к камере для обработки шлака, шлаковый резервуар 2 поднимают к опрокидывающему механизму 1 краном, шлаковый резервуар 2 прочно удерживают с помощью опрокидывающего механизма и фиксируют на опрокидывающей платформе, перемещая его вперед-назад до достижения подходящего положения, в котором в него может быть направлен шлак, наклоняя при этом шлаковый резервуар.

Шлаковый резервуар 2 медленно наклоняют с помощью механизма 1 для опрокидывания шлакового резервуара, текучую часть сталесодержащего шлака выливают в накопительный бункер 7, который служит переходным буферным участком через питающий желоб 4, и сталесодержащий шлак течет во вращающийся барабан 8 через накопительный бункер 7 при вращении вращающегося барабана.

Угол наклона накопительного бункера относительно горизонтальной плоскости составляет от 0 до 25°, предпочтительно от 8 до 12°, и для размещения всего шлака в шлаковом резервуаре, накопительный бункер зафиксирован совместно с вращающимся барабаном; объем накопительного бункера в 2-3 раза превышает объем шлакового резервуара для размещения всего шлака в шлаковом резервуаре, что предотвращает накопление высокотемпературного сталесодержащего шлака в камере обработки и на стальных шарах, что может приводить к взрыву. Сталесодержащий шлак медленно вытекает из накопительного бункера во вращающийся барабан при вращении вращающегося барабана, медленно контактирует со стальными шарами, уносится стальными шарами, после чего подвергается охлаждению и размолу.

Шлаковый резервуар 2 продолжают постепенно наклонять до тех пор, пока угол наклона шлакового резервуара не превысит 150°; в этот момент сталесодержащий шлак, не имеющий высокой текучести (высоковязкий шлак и шлак на дне резервуара), который остается в шлаковом резервуаре, кусками или целиком вываливается из шлакового резервуара в питающий желоб 4 и затем попадает в накопительный бункер 7 без необходимости применения оборудования для удаления шлака. После выпуска шлака из шлакового резервуара, механизм 1 для опрокидывания шлакового резервуара возвращают в исходное положение, шлаковый резервуар возвращают в свободное горизонтальное положение, в котором впускное отверстие резервуара обращено вверх, и поднимают краном в положение для рециркуляции для введения в него шлака. В момент падения шлака, выпускаемого из резервуара, на питающий желоб 4 воздействует относительно высокая ударная нагрузка, и эта ударная нагрузка переносится непосредственно на фундамент через фиксирующую опору 5, поддерживающую питающий желоб 4.

Выпущенный в накопительный бункер 7 сталесодержащий шлак (небольшое его количество может оставаться в нижней части питающего желоба 4) соскальзывает и непрерывно перемещается вниз, благодаря вращательном движению вращающегося барабана и силе тяжести, и поступает во вращающийся барабан 8 для быстрого охлаждения, дробления, распыления на него охлаждающей воды, а также для смачивания его охлаждающей водой, после чего сталесодержащий шлак выгружают из трубы в виде низкотемпературного шлака (менее 100°С), который соответствует требованиям.

Шлак, извлеченный из вращающегося барабана 8, поднимают до первого вибрационного грохота 22 на комбинированном транспортере 21, частицы шлаковой стали, имеющие относительно большой размер (например, более 50 мм), отсеиваются и падают в расположенную ниже тележку 23 для шлаковой стали, а остальной сталесодержащий шлак равномерно транспортируется в ковши ковшового подъемника 24. Качество (чистота металла) той части шлаковой стали, которая была отсеяна на первом вибрационном грохоте 22, составляет более 90%, и она составляет приблизительно 3% от общего количества сталесодержащего шлака, и может быть непосредственно возвращена в качестве сырья в способ производства стали.

Сталесодержащий шлак, поднятый ковшовым подъемником 24, направляют на просеивание во втором вибрационном грохоте 25 и подвергают магнитному разделению с помощью установленного на этом участке устройства 26 для удаления железа; из сталесодержащего шлака извлекают частицы стали и небольшое количество магнитного шлака, которые транспортируют в бункер 28 для временного хранения шлаковой стали, расположенный ниже, и остальной сталесодержащий шлак после просеивания на втором вибрационном грохоте 25 транспортируют в соответствующий бункер 27 для временного хранения шлака. Материалы, выгружаемые из бункера 28 для временного хранения шлаковой стали и бункера 27 для временного хранения шлака регулярно транспортируют потребителю грузовиком 29, обеспечивая эффективную утилизацию сталесодержащего шлака.

Спустя 10-15 минут после опрокидывания резервуара, весь сталесодержащий шлак, содержавшийся во вращающемся барабане, обработан и доставлен в бункеры временного хранения с помощью соответствующего оборудования, и все содержимое резервуара со сталесодержащим шлаком переработано в одном вращающемся барабане. Во вращающемся барабане начинают обработку содержимого следующего резервуара сталесодержащего шлака, повторяя описанный выше способ.

Для удаления холодной стали из вращающегося барабана работу вращающегося барабана 8 останавливают, питающий желоб 4 отсоединяют, с помощью удаленного управления регулируют работу устройства 9 для удаления стали, во вращающийся барабан 8 вводят электромагнит, из полости накопительного бункера 7 телескопическим манипулятором крупные куски холодной стали перемещают по одному в тележку 11 для холодной стали. После снятия холодной стали с поверхности стальных шаров телескопический манипулятор устройства для удаления стали извлекают, производят 3-5 оборотов вращающегося барабана с низкой скоростью, так чтобы крупные куски холодной стали на стальных шарах стали видны, и возобновляют работу устройства 9 для удаления стали для извлечения крупных кусков холодной стали. В результате повторения этих операций несколько раз из вращающегося барабана 8 могут быть извлечены по существу все крупные куски холодной стали. Этим способом в течение 2 часов может быть извлечено 15 тонн крупных кусков холодной стали, при чистоте холодной стали превышающей 95%, и сталь может быть непосредственно возвращена в конвертер в качестве сырья.

Способ и оборудование для обработки сталесодержащего шлака во вращающемся барабане согласно настоящему изобретению включают: вспомогательную систему подачи сталеплавильного сталесодержащего шлака в этап обработки с применением вращающегося барабана, конструкцию корпуса вращающегося барабана, систему транспортировки и хранения готового получаемого шлака, систему очистки и выпуска отходящего газа, систему циркуляции воды и систему механического удаления крупных кусков холодной стали; способ представляет собой завершенную методику обработки сталеплавильного сталесодержащего шлака (включая сталесодержащий шлак с высокой текучестью и твердый не текучий сталесодержащий шлак, такой как сталесодержащий шлак на дне резервуара) во вращающемся барабане, где совокупность систем функционирует совместно для обеспечения регулируемой подачи полного количества сталеплавильного сталесодержащего шлака; безопасного гранулирования во вращающемся барабане; транспортировки и хранения шлака без его захоронения; выпуск отходящего газа в соответствии со стандартами; рециркуляцию сточных вод и механическое удаление крупных кусков холодной стали. Продолжительность всего цикла обработки, от опрокидывания высокотемпературного сталесодержащего шлака во вращающийся барабан, отделения стали и до временного хранения шлака, имеющего комнатную температуру, в накопительном бункере, не превышает 5 минут; шлаковая сталь и готовый продукт могут быть разделены, отсортированы на линии и непосредственно доставлены потребителю для эффективного использования; при этом отходящий газ выпускают в соответствии со стандартами, охлаждающую воду подают рециклом, а не сбрасывают, что позволяет реализовать действительно полностью количественную, быструю, безопасную, экологически приемлемую обработку сталеплавильного расплавленного шлака, также включающую рециркуляцию.

Согласно изобретению, способ и оборудование для обработки позволяет осуществлять полностью количественную, непрерывную, высокоэффективную и автоматизированную обработку сталесодержащего шлака, которая позволяет обрабатывать высокотемпературный расплавленный шлак, имеющий высокую текучесть, и высоковязкий шлак, прилипающий к стенкам шлакового резервуара, а также не текучий твердый шлак, и в частности, также позволяет обрабатывать куски шлака крупного размера, остающиеся на дне резервуара; при этом также могут быть удовлетворены требования к автоматизации производства, повышена безопасность работы и уменьшена вероятность ошибок, вызываемых ручным управлением.

Согласно изобретению, с помощью механизма опрокидывания шлакового резервуара может быть создана безопасная и экологически приемлемая методика обработки во вращающемся барабане каждого типа сталесодержащего шлака, которая включает применение накопительного бункера, устанавливаемого с возможностью наклона между передней частью вращающегося барабана и питающим желобом 4, который служит буферным переходным участком, и при этом не применяют оборудование для удаления шлака; таким образом, эффективность обработки возрастает более чем в два раза по сравнению с обработкой в традиционном вращающемся барабане. Поскольку это позволяет осуществлять непрерывное функционирование вращающегося барабана, колебания температуры вращающегося барабана снижаются, срок его службы увеличивается, и расходы на обслуживание снижаются. В то же время, поскольку устанавливают оборудование для механического удаления холодной стали, дополнительно снижается продолжительность простоя вращающегося барабана, и увеличивается скорость обработки сталесодержащего шлака с применением вращающегося барабана.

Изобретение относится к установке и способу обработки многофазного высокотемпературного сталесодержащего шлака. Способ обработки шлака осуществляют с использованием установки для обработки многофазного сталесодержащего шлака. Установка содержит оборудование для подачи сталесодержащего шлака, содержащее питающий желоб, вращающийся барабан для обработки сталесодержащего шлака и накопительный бункер, установленный между питающим желобом и вращающимся барабаном. При этом накопительный бункер имеет форму цилиндра, и один из его концов соединен с возможностью вращения с нижним открытым концом желоба с воронкой, а другой конец соединен с камерой обработки вращающегося барабана, и ось бункера совпадает с осью вращающегося барабана. Ось вращающегося барабана наклонена относительно горизонтальной плоскости, и угол наклона составляет от 8° до 12°. Внутренняя стенка накопительного бункера имеет водяное охлаждение. Объем накопительного бункера в 2-3 раза превышает объем шлакового резервуара. Изобретение обеспечивает полную количественную, непрерывную, высокоэффективную, автоматизированную и безопасную обработку сталесодержащего шлака. 2 н. и 8 з.п. ф-лы.

1. Установка для обработки многофазного сталесодержащего шлака, включающая оборудование для подачи сталесодержащего шлака и вращающийся барабан для обработки сталесодержащего шлака, оборудование для подачи сталесодержащего шлака включает питающий желоб, в которой:

установка для обработки многофазного сталесодержащего шлака дополнительно включает накопительный бункер, установленный между питающим желобом и вращающимся барабаном, при этом накопительный бункер имеет форму цилиндра, и один из его концов соединен с возможностью вращения с нижним открытым концом желоба с воронкой, а другой конец соединен с камерой обработки вращающегося барабана, и ось бункера совпадает с осью вращающегося барабана;

ось вращающегося барабана наклонена относительно горизонтальной плоскости, и угол наклона составляет от 8° до 12°;

внутренняя стенка накопительного бункера имеет водяное охлаждение;

объем накопительного бункера в 2-3 раза превышает объем шлакового резервуара.

2. Установка для обработки многофазного сталесодержащего шлака по п. 1, в которой нижний открытый конец желоба образует соединение с зазором с открытым концом накопительного бункера.

3. Установка для обработки многофазного сталесодержащего шлака по п. 1, в которой установлены кольцевые распылительные трубы для охлаждения; распылительные трубы равномерно распределены вдоль оси накопительного бункера; снаружи внешнего кожуха расположены охлаждающие трубопроводы; внешний кожух зафиксирован на полу и обеспечивает выпуск распыляемой воды, отбираемой из охлаждающих трубопроводов; и охлаждающие трубопроводы закреплены на кожухе.

4. Установка для обработки многофазного сталесодержащего шлака по п. 1, в которой нижняя часть питающего желоба, на которую воздействует поток горячего шлака, снабжена оборудованием для водяного охлаждения.

5. Установка для обработки многофазного сталесодержащего шлака по п. 1, в которой участок разгрузки шлака наружного цилиндра вращающегося барабана снабжен водосборными камерами, в которых имеется водяное колесо подходящего типа, предотвращающее накопление воды во время обработки; камеры равномерно размещены по окружности наружного цилиндра, и угол, под которым установлена разделительная пластина между камерами, совпадает с углом раскрыва воронки для ввода шлака.

6. Установка для обработки многофазного сталесодержащего шлака по п. 1, в которой нижний открытый конец питающего желоба вставлен в конец накопительного бункера.

7. Способ обработки многофазного сталесодержащего шлака с использованием установки для обработки многофазного сталесодержащего шлака по любому из пп. 1-6, в котором сталесодержащий шлак представляет собой многофазный высокотемпературный сталесодержащий шлак, включающий сталесодержащий шлак, имеющий высокую текучесть, и высоковязкий шлак, имеющий низкую текучесть, или твердый сталесодержащий шлак, при этом способ включает следующие стадии:

шлаковый резервуар, содержащий многофазный высокотемпературный сталесодержащий шлак, плотно удерживают в опрокидывающем механизме и перемещают в положение подачи шлака; шлаковый резервуар наклоняют таким образом, чтобы находящийся в шлаковом резервуаре высокотемпературный сталесодержащий шлак, имеющий высокую текучесть, регулируемым образом выливался через питающий желоб при установленной скорости опрокидывания в накопительный бункер, размещенный в наклонном положении между передней частью вращающегося барабана и питающим желобом и непрерывно вращающийся вместе с вращающимся барабаном; высокотемпературный сталесодержащий шлак отделяется от внутренней стенки накопительного бункера при вращении накопительного бункера под действием силы тяжести и регулируемым образом соскальзывает в направлении наклона накопительного бункера, и продвигается во вращающийся барабан, совершающий вращательное перемещение, где шлак обрабатывают во вращающемся барабане;

если высоковязкий шлак или твердый шлак, оставшийся в шлаковом резервуаре, не может вытечь из-за своей низкой текучести, то шлаковый резервуар постепенно наклоняют таким образом, чтобы весь находящийся в резервуаре сталесодержащий шлак высыпался в наклонно расположенный питающий желоб; высоковязкий шлак или твердый шлак соскальзывает в питающий желоб и во вращающийся накопительный бункер через воронку питающего желоба под действием силы тяжести и затем соскальзывает во вращающийся барабан при вращении вращающегося барабана и накопительного бункера под действием силы тяжести и наклона накопительного бункера, и шлак подвергается обработке во вращающемся барабане; при этом

объем накопительного бункера в 2-3 раза превышает объем шлакового резервуара для размещения всего шлака в шлаковом резервуаре, что предотвращает накопление высокотемпературного сталесодержащего шлака в камере обработки и на стальных шарах во вращающемся барабане, что может приводить к взрыву, и сталесодержащий шлак стекает во вращающийся барабан из накопительного бункера при вращении вращающегося барабана, контактирует со стальными шарами, уносится стальными шарами и затем подвергается охлаждению и размолу;

высокотемпературный сталесодержащий шлак, имеющий высокую текучесть, охлаждают, и он затвердевает на внутренней стенке накопительного бункера.

8. Способ обработки многофазного сталесодержащего шлака по п. 7, дополнительно включающий восстановление положения опрокидывающего механизма по завершении переворачивания резервуара и продолжение работы со следующим содержимым шлакового резервуара, и при этом вращающийся барабан не останавливают, и он функционирует непрерывно на протяжении всего способа.

9. Способ обработки многофазного сталесодержащего шлака по п. 7, дополнительно включающий механическое удаление сталесодержащего шлака механическим манипулятором устройства для удаления шлака, установленным выше желоба, для поддержания чистоты питающего желоба, если сталесодержащий шлак накапливается в питающем желобе или прилипает к питающему желобу.

10. Способ обработки многофазного сталесодержащего шлака по п. 7, дополнительно включающий остановку устройства, когда во вращающемся барабане накапливаются куски холодной стали; удаление питающего желоба с питающей воронкой; включение устройства для удаления шлака, и удаление кусков холодной стали из вращающегося барабана через накопительный бункер с помощью механического манипулятора устройства для удаления шлака и электромагнита, находящегося на его конце.