Гранулятор-воздухопрогреватель Советский патент 1985 года по МПК C21B9/00 C04B5/02 

щ и и с я тем, что в сечении тело распылителя, перпендикулярное оси вращения, выполнено в виде многогранника .

11.Гранулятор-воздухоподогреватель по пп. 1 и 2, о т л и ч а ющ и и с я тем, что в сечении тело распьшителя, перпендикулярное оси . вращения, вьтолнено в виде звездочки.

12.Гранулятор-воздухоподогреватель попп, 1и2, отлича ющ и и с я тем, что в осевом продольном сечении тело распылителя

186640

выполнено в виде прямоугольного конуса.

13.Гранулятор-воздухоподогреватель по пп. 1и2, отличающийся тем, что в осевом продольном сечении тело распьшителя выполнено в виде криволинейного конуса.

14.Гранулятор-воздухоподогреватель ПОПП.1 и 2, отличающийся тем, что в осевом продольном сечении тело распьшителя имеет седлообразную форму в виде гиперболоида вращения.

1

Изобретение относится к метгшлургической теплотехнике и может быть использовано в черной и цветной металлургии, а также в машиностроении, сопряженном с металлургическим производством например литейным,Цель изобретения - уменьшение габаритов установки с одновременным повьпиением надежности ее в работе.

На фиг. 1 изображен грануляторвоздухоподогреватель с вертикально установленным охлаждаемым барабаном разрез; на фиг, 2 - схема грануля тора с охлаждаемым кольцом, имеющим вертикальную ось вращения; на lia фиг. 3 - то же, с кольцом, имеющим горизонтальную ось вращения; на фиг. 4 - разрез А-А на фиг.З на фиг. 5 - схема гранулятора с охлаждаемым барабаном, имеющим горизонтальную ось вращения; на фиг.6 то же, с охлаждаемым барабаном; имеющим наклонную ось вращения; на фиг. 7 - распылитель, выполненный в виде набора осесимметричных тел (условно показан с вертикальной осью вращения); на фиг. 8 - 10 примеры вьшолнения сечения тела распьшителя перпендикулярно оси аращения :

Гранулятор-воздухоподогреват(шь содержит распылитель 1 огненно-жидки шлаков 1, канал 2 для подачи шлаков на распылитель 1, ограждакнцую конструкцию 3 и воздуховоды 4 и 5 соответственно для подвода и отвода нагреваемого воздуха. Распылитель 1 закреплен на валу 6, установленном под углом к горизонтальной плоскости, и приводится во вращение .приводом 7. Часть ограждающей конструкции 3, на которую направлен поток распыленного шлака, выполнена в виде вращающегося охлаждаемого барабана 8, ось вращения которого может быть расположена вертикально, горизонтально или наклонно в зависимости от потока распыляемого шлака. Температура стенки барабана 8 принимается равной температуре интенсивного растрескивания охлаждаемого расплава шлака. Однако в шлаке могут находиться корольки металла, образующие вместе со шлаком плотно сцепляющиеся частицы в виде сварных брызг, которые при длительной эксплуатации нарастают большим слоем, ухудшают теплоотвод и вызывают в дальнейшем налипание самого шлака. Для очистки барабана 8 от налипших частиц предусмотрена молотковая дробилка 9, установленна стационарно вне зоны попадания распыленного шлака. Воздуховоды 4 и 5 расположены таким образом, чтоб не допустить соприкосновения холодного воздуха с жидким шпаком в начальный момент его распыления, когд еще пленки шлака не стянулись в капли, так как это приводит к об-разованию шлаковых волокон, С этой целью подвод 4 воздуха расположен у окончания траектории полета частиц шлака, а отвод 5 воздуха - у ее начала. Удаление гранулированного шла ка производят через окно 10. В зависимости от свойств шлака тело распылителя 1 может быть выпол нено различной формы. При использовании весьма жидкоте кучих pacnJiasoB шлака с высоким поверхностным натяжением и высокой липкостью поперечное сечение распылителя 1, перпендикулярное его ос вращения, выполнено в виде круга. Для дробления высоковязких расплавов, характеризующихся малой ско ростью истечения из канала для пода чи шлака (псевдотвердые тела), это же сечение выполняют овальным. Использование в поперечном се- чении выпуклого многогранника целесообразно в случае распыления весьма нагретых расплавов, когда наиболее предпочтительным материалом явл ется, например, огнеупорный кирпич или блоки высокоогнеупорных отливок . Для расплавов, характеризующихся высокой липкостью, высокой вязкость и низким поверхностным натяжением, предпочтительной формой выполнения поперечного сечения распыпителя является звездочка. В осевом продольном сечении тело распыпителя 1 выполнено в виде прямолинейного или криволинейного кону сов, либо седлообразным (прямолинейный конус - для распыления идеал ной жидкости при весьма равномерной подаче последней, криволинейный выпуклый конус - для распыления псевдотвердых тел, веществ, обладающих низкой текучестью, плохо дробящихся, седлообразные тела, например в виде гиперболоида вращения - при значительных колебаниях расхода. Установка работает следуюощм образом. Приводят во вращение распылитель 1, барабан 8, заполненньй охлаждающей средой, и для подогрева через воздуховод 4 подаются воздух. После стабилизации работы перечисленных устройств в канал 2 подают расплав шлака. Под действием центробежных сил от распьшителя 1 происходит отрыв частиц шлака, расположенных в непосредственной,близости от поверхности тела распьшителя 1. За счет наклона оси вращения распылителя 1 верхний, неоторвавшийся слой расплава перемещается под действием собственного веса и сил вязкости по наиболее отвесному пути, а именно по образунмцей, расположенной в плоскости вертикального сечения распыпителя 1, при этом расчет составляющая скорости частиц шлака, направленная параллельно этой образующей. Однако вследствие одновременного увеличения радиуса вращения растет и составляющая скорости, на;правленная по касательной к поверхности вращающегося распыпителя 1, Таким образом, всегда можно подобрать соотношения скорости вращения распылителя 1, его формы и угла наклона, при которых направление результирующего вектора скорости частицы будет постоянным. Следовательно, образуется направленньЕй поток частиц, который уменьшает габариты ограждающей конструкции и всей установки в целом и упрощает организацию встречного потока нагреваемого воздуха или иных схем взаимного течения потоков. При движении частиц в газовом потоке происходит интенсивный теплообмен, так как подавляющее большинство частиц шлака остывает во взвешенном состоянии. Зат затвердевшие частицы падают вниз, где либо под действием собственного веса, либо механизмом их удаляют из гранулятора через окно 10. Однако.процесс дробления является в значительной мере неуправляемым, т.е. в процессе дробления могут образовьгоаться капли расплава с размерами как менее, так и более расчетного. ЕстестБенно, что более крупные капли не остьтают за то же время, что и мелкиь и пролетают большее расстояние в горизонтальном направлении от распыпителя 1, причем это расстояние достигает десятки метров. Для исключения увеличения горизонтального размера гранулятора по направлению струи и одновременного предотвращения образования настылей охлаждаемый бара бан 8 устанавливают на траектории полета крупных частиц шлака. Опыт эксплуатации водоохлаждаемых крышек и отсосов показывает, что при достаточно низкой температуре стенок, не более 60°G, налипание на них

брыэг расплавов шлаков не происходит Крупные частицы 1илака при контакте со стенкой барабана 8 либо затвердевают, либо дробятся и затвердевают, а затем падают вниз и удаляюся из гранулятора.Если на стенке образуются отдельные настыли при попадании в шлак корольков металлов, то они удаляются молотковой дробилкой 9. Кроме того, если По какой-либ причине вязкость гранулируемого расплава увеличится и с распылителя 1 отбрасываются крупные куски ишака, то они раздробляются при ударе о стенку барабана 8, налипшая корка очищается молотковой дробилкой 9, а не разбившиеся куски падают в приемный бункер, но из-за своей прочно сти уже не смогут сплавить крупный конгломерат. Таким образом, при любьос условиях расплав дробится, не образуя конгломератов, обеспечивая этим надежную работу гранулятора.

Молотковая дробилка 9 установлена стационарно нне зоны попадания распыленного шлака, что исключает необходимость подвижной токовой коммутации электрической пневматической или гидравлической энергии, место при установке подвижной молотковой дробилки, и повышает надежность гранулятора в целом. Кроме того, наличие подвижной молотковой дробилки вызывает возмущение в поле воздушного потока и снижает эффективность теплообмена между воздухом и ш11аком.

Кроме указанной схемы гранулятор выполняют с охлаждаемой поверхностью в виде кольца 11, ось вращения которого может быть расположена горизонтально, вертикально или наклонно. Кольцо И приводится во вращение приводом 12. В этом случае распылитель 11 устанавливают внутри KOjtbu,a 11 со смещением относительно ОСИ вращения последнего. Молотковую дробилку 9 устанавочинают стационарно вне зоны попадания распыленного нитака. Охлаждение кольца 11 производит либо выполнением его полым с последующим заполнением охлаждающей средой (фиг. 2), либо установкой форсунок 13 (фиг. 4). Изоляция рабочег.о пространства гранулятора от внешней среды при вертикальном расположении оси вращения кольца достигается применением гидрозатвора 14 и использованием самого кольца 11 в качестве гидрозатвора. Удаление гранулированного шлака из рабочего пространства гранулятора осуществляют либо установкой дополнительной наклонной стенки 15 (фиг. 2), либо наклонным расположением оси вращения кольца 11, либо при горизонтальном расположении оси вращения кольца 11 (само кольцо 11 выполняется коническим фиг. 4).

Предлагаемое изобретение позволит уменьшить габариты гранулятора за счет создания организованной струи распыленного шлака, что достигается формой выполнения распылителя и углом наклона его установкой. Колебания расхода расплава шлака изменяют только ширину распыляемого потока, но не изменяют угол раскрытия потока ни в горизонтальном, ни в вертикальном направлениях. При этом ограниченную часть ограждающей конструкции, на которую направлен поток распьшенного шлака, выполняют охлаждаемой и снабжают эту поверхность очистным устройством, выполненным в виде стационарно установленной молотковойдробилки. Это позволяет ограничить габариты гранулято ра и одновременно, повьшает надежность его в работе. Кроме того, создание однонаправленного потока распьшенного шлака .упрощает организацию потока нагреваемого воздуха или газа

в результате чего интенсифицируется

теплообмен между ними.

L

.4

Г

лгл

L

Фиг.9

ш

Фиг.7